Способ зажигания агломерационной шихты, перемещающейся на спекательных тележках

Изобретение относится к подготовке сырья методом агломерации. Способ зажигания шихты, перемещающейся на спекательных тележках, включает нагрев шихты, собственно зажигание и нагрев спека, осуществляемые последовательно по соответствующим зонам теплом от сжигания газа. Газ сжигают только под сводом зоны зажигания в горелках с подачей нагретого воздуха. Воздух, подаваемый в горелки, нагревают теплом от наружной поверхности свода зоны зажигания, состоящего из набранных сплошь огнеупорных блоков, каждый из которых оснащен горелкой. Площадь поверхности блока, обращенной внутрь зоны зажигания, составляет 500×500 мм. Воздух, подаваемый в горелки для сжигания газа, нагревают в установленном над сводом зоны зажигания воздухопроводе, нижняя плоская поверхность корпуса которого соответствует наружной поверхности свода зоны зажигания и максимально к ней приближена. Нагрев шихты осуществляют под примыкающей к своду зоны зажигания радиальной аркой с объемом рабочего пространства, увеличивающимся по ходу движения спекательных тележек. Изобретение позволит обеспечить энергосбережение при зажигании агломерационной шихты, снизить расход газа на зажигание и минимизировать тепло, необходимое для нагрева шихты. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к подготовке сырья методом агломерации и может быть использовано в металлургической, химической отраслях промышленности, а также в производстве строительных материалов.

Экономической предпосылкой для создания новых способов процесса зажигания агломерационной шихты, характеризующегося достаточно высоким расходом топлива, является непрерывное удорожание энергоносителей и увеличение доли топливной составляющей в себестоимости продукции.

Известен горн (SU 244351, публ. 1969 г.) /1/ для реализации способа зажигания шихты, согласно которому футеровку свода горна охлаждают воздухом и подогретый воздух подают в форсунки для сжигания топлива.

Для охлаждения футеровки над всей поверхностью свода горна между футеровкой и кожухом на теплопроводящей засыпке установлены спиралеобразные трубы.

Поверхность свода горна имеет разную температуру футеровки.

Расположение труб над всей поверхностью свода горна приводит к снижению температуры нагрева воздуха.

Подача воздуха с пониженной температурой в форсунки горна уменьшает экономию топлива на зажигание шихты.

Наиболее близким к заявляемому является способ зажигания агломерационной шихты по патенту RU 2229665 /2/.

Известный способ /2/ включает нагрев шихты, зажигание и нагрев спека, осуществляемые последовательно по соответствующим зонам теплом от сжигания газа, при этом газ сжигают только под сводом зоны зажигания в горелках с использованием нагретого воздуха.

Воздух нагревают в объеме основной камеры в коллекторах, выполненных в виде поперечных сводовых балок коробчатого сечения, заканчивающихся тепловоспринимающей поверхностью, обращенной внутрь камеры.

Таким образом, воздух, подаваемый в горелки, нагревают теплом от продуктов сгорания газового топлива и теплом от излучения горящих частиц твердого топлива, расположенных в верхней части слоя шихты, т.е. за счет изъятия тепла из основной камеры.

В результате, в случае использования всего нагретого воздуха в горелках зоны зажигания расход газа вряд ли существенно уменьшится, а в случае передачи части нагретого воздуха в дополнительные камеры, отгороженные от основной разделительными стенками, расход газа может возрасти.

Кроме того, поперечные сводовые балки не перекрывают поверхность свода основной камеры полностью и часть поверхности свода зажигания становится источником теплопотерь.

Задача настоящего изобретения - создание энергосберегающего и более простого способа зажигания агломерационной шихты.

Для решения поставленной задачи способ зажигания агломерационной шихты, перемещающейся на спекательных тележках, включает нагрев шихты, собственно зажигание и нагрев спека, осуществляемые последовательно по соответствующим зонам теплом от сжигания газа, при этом газ сжигают только под сводом зоны зажигания в горелках с подачей нагретого воздуха, а воздух, подаваемый в горелки, нагревают теплом от наружной поверхности свода зоны зажигания, состоящего из набранных сплошь огнеупорных блоков, каждый из которых оснащен горелкой.

Для обеспечения равномерности зажигания шихты без избыточного давления продуктов сгорания в зоне зажигания, площадь поверхности блока, обращенной внутрь зоны зажигания, составляет 500×500 мм.

Для полезного использования тепла свода воздух, подаваемый в горелки для сжигания газа, нагревают в установленном над сводом зоны зажигания воздухопроводе, нижняя плоская поверхность корпуса которого соответствует наружной поверхности свода зоны зажигания и максимально к ней приближена.

Нагрев шихты осуществляют под примыкающей к своду зажигания радиальной аркой с объемом рабочего пространства, увеличивающимся по ходу движения спекательных тележек.

Сущность нового способа зажигания шихты заключается в следующем.

В заявленном способе воздух, подаваемый в горелки, нагревают теплом от наружной поверхности свода зоны зажигания, состоящего из набранных сплошь огнеупорных блоков, каждый из которых оснащен горелкой.

При этом воздух нагревают в смонтированном над сводом зоны зажигания воздухопроводе, нижняя плоская поверхность корпуса которого соответствует наружной поверхности свода зажигания и максимально к ней приближена.

В результате, для нагрева воздуха используют тепло, которое прошло через огнеупорный свод наиболее высокотемпературной зоны, характеризующейся максимальными теплопотерями, и могло быть потеряно безвозвратно.

Таким образом, тепло, необходимое для зажигания шихты, остается неизменным, а подача в горелки нагретого воздуха позволяет уменьшить расход газа в зоне зажигания и обеспечить теплом две другие, неотапливаемые газом зоны: нагрева шихты и спека.

В первой зоне нагрев шихты осуществляют под примыкающей к своду зажигания радиальной огнеупорной аркой с объемом рабочего пространства, увеличивающимся по ходу движения спекательных тележек.

Это позволяет плавно увеличить температуру поверхности шихты от начальной до температуры воспламенения твердого топлива при минимальном расходе тепла на нагрев и практическом отсутствии потерь тепла через огнеупорную арку, имеющую низкую температуру поверхности.

В последней зоне возможно производить и нагрев спека под огнеупорным сводом, который препятствует излучению тепла с поверхности зажженной шихты и доступу к ней холодного воздуха.

За счет этого термообработку поверхности спека можно осуществлять при минимальных затратах тепла, поступающего из зоны зажигания.

Рациональное использование тепла в рабочем пространстве зоны зажигания неизбежно приводит к снижению расхода топлива на процесс зажигания шихты.

Новый технический результат, достигаемый изобретением, заключается в снижении расхода газа на собственно зажигание и минимизации тепла, необходимого для нагрева шихты.

В результате, новый способ не требует подачи газа на стадии нагрева шихты и нагрева спека и позволяет существенно снизить расход газообразного топлива на процесс зажигания в целом.

Способ иллюстрируется чертежом, на котором изображены зоны процесса зажигания шихты.

Зона I соответствует зоне нагрева шихты, зона II - зоне собственно зажигания, зона III - зоне нагрева спека.

Нагрев слоя шихты, перемещающейся на спекательных тележках, осуществляется в зоне I под сводом огнеупорной радиальной арки 1, отстоящей вначале на 30-50 мм от верхней кромки борта спекательных тележек.

Газ сжигают в горелках 2 зоны II. Горелки закреплены на корпусе воздухопровода 3, нижняя плоская поверхность 4 которого находится на расстоянии 50-100 мм от наружной поверхности огнеупорных блоков 5, образующих сплошной свод зоны зажигания.

Воздух, нагнетаемый в корпус воздухопровода, отнимает тепло с нижней плоской поверхности его корпуса и поступает в горелки.

При этом температура поверхности корпуса воздухопровода, обращенной в окружающее пространство, близка к температуре окружающей среды.

Площадь поверхности каждого блока с горелкой, обращенная внутрь зоны зажигания, составляет 500×500 мм. Этот размер является кратным площади колосникового поля спекательных тележек агломашин разных типоразмеров и удобным для рационального размещения горелок и обеспечения равномерности зажигания. Для оптимизации объема рабочего пространства зоны зажигания собственно зажигание шихты осуществляют под сводом, внутренняя поверхность которого отстоит от поверхности зажигаемого слоя шихты на 500-700 мм.

При меньшем значении этого расстояния возрастает вероятность химического разрушения огнеупоров свода за счет возможного попадания на них частиц окислов железа и кальция, образующихся при взрывном разрушении флюсов, шламов, окалины и некоторых концентратов, содержащих гидратную влагу и карбонаты.

Увеличение этого расстояния приведет к потерям тепла через боковые стенки свода.

Нагрев спека осуществляется в зоне III под огнеупорным сводом, препятствующим излучению тепла с поверхности зажженной шихты и доступу к ней холодного воздуха, при минимальных затратах тепла, поступающего из зоны зажигания.

Таким образом, в отличие от способа - прототипа, заявленный способ за счет оптимизации использования газообразного топлива является менее энергоемким и одновременно - более простым.

1. Способ зажигания агломерационной шихты, перемещающейся на спекательных тележках, включающий нагрев шихты, собственно зажигание и нагрев спека, осуществляемые последовательно по соответствующим зонам теплом от сжигания газа, при этом газ сжигают только под сводом зоны зажигания в горелках с подачей нагретого воздуха, отличающийся тем, что воздух, подаваемый в горелки, нагревают теплом от наружной поверхности свода зоны зажигания, состоящего из набранных сплошь огнеупорных блоков, каждый из которых оснащен горелкой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что собственно зажигание шихты осуществляют под сводом зоны, состоящим из набранных сплошь огнеупорных блоков, при этом площадь поверхности блока, обращенной внутрь зоны зажигания, составляет 500×500 мм.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что воздух, подаваемый в горелки для сжигания газа, нагревают в установленном над сводом зоны зажигания воздухопроводе, нижняя плоская поверхность корпуса которого соответствует наружной поверхности свода зоны зажигания и максимально к ней приближена.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что нагрев шихты осуществляют под примыкающей к своду зоны зажигания радиальной аркой с объемом рабочего пространства, увеличивающимся по ходу движения спекательных тележек.