Способ обжига материалов

 

О П И С А Н И Е 1н1 506305

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Сова Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ с

l (61) Дополнительный к патенту (51) М. Кл. С 22В 1/02 (22) Заявлено 03.10.73 (21) 1965617/22-2 (23) Приоритет — (32) 04,10,72 (31) 294879 (33) CIIIA

Опубликовано 05.03.76. Бюллетень № 9

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 622.782.6,002. .5 (088.8) по делам изобретений и открытий

Дата опубликования описания 07.05.76. (72) Автор изобретения

Иностранец

Роберт Флойд Кнейр (США) Иностранная фирма

«Эллис-Ч алмерз Корпорейшн», США (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОБЖИГА МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к обжигу рудных материалов и может быть использовано в черной и цветной металлургии.

Известен способ обжига материалов, включающий сушку и подогрев их на подвижной решетке, обжиг во вращающейся печи и охлаждение воздухом в двухзонном охладителе с подачей воздуха из зоны охлаждения в зону обжига.

При этом имеет место проблема поддержания соответствующего термодинамического равновесия между стадиями сушки, нагрева и обжига ввиду того, что поток газа представляет в начале работы определенное количество текущего из охладителя подогретого газа, который смешивается с сжигаемым топливом во вращающейся печи. Трудно быть уверенным, что объем и температура газов, поступающих в итоге в зону сушки, будет отвечать заданным параметрам без резервного объема вращающейся печи и потерь тепла с отходящими газами.

Кроме того, печи увеличенных размеров необходимы потому, что при запуске и перед поступлением горячих гранул в охладитель системы, последний не обеспечивает никакого подогрева, Все тепло, необходимое для зон, расположенных над решеткой, должно отбираться от газов, проходящих через вращающуюся печь. Поэтому печь должна иметь размеры, достаточные для приема большего газового потока до тех пор, пока горячие гранулы не поступят в охладитель, B котором из них выделяется некоторое количество тепла, которое затем подается в зону сушки.

Установка горелок над решеткой окажет влияние на температуру газов, используемых

10 для сушки, однако после того, как гранулы начнут поступать из зоны сушки в зону нагрева, используя для нагрева тепло, которое потом уже не используется для сушки и поэтому также требуются печи больших разме15 ров или перегрев газов над решеткой.

Дополнительное сжигание топлива в горелках только с целью получения дополнительного тепла для сушки нежелательно, поско Ibку при этом могут нагреться верхние слои

20 гранул в зоне нагрева выше оптимума, необходимого до поступления гранул в печь.

Цель изобретения — сокращение расхода топлива.

Это достигается тем, что газы из второй

25 зоны охлаждения подаются непосредственно в зону сушки; причем, в период пуска установки воздух, подаваемый в зону сушки, подогревается независимой горелкой, к воздуху

506305 второй зоны охлаждения подмешивают газы из зоны нагрева с момента поступления материалов в обжиговую печь до момента их поступления во вторую зону охлаждения; при этом возможно разделение газов из зоны нагрева на две части; одна из которых, не проходя через материал в зоне нагрева, смешивается со второй частью перед смешением с воздухом из второй зоны охлаждения; при этом возможно разделение воздуха из второй зоны охлаждения на два потока, один из которых смешивается с газами из камеры нагрева, не прошедшими в ней через материал, а второй с газами, прошедшими через материал, и раздельной подачи обоих смешанных потоков в разделенные участки зоны сушки.

Сущность способа поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображено устройство, поясняющее предлагаемый способ, разрез; на фиг. 2— то же, разрез, второй вариант; на фиг. 3 — 20 то же, разрез, третий вариант.

Питатель А подает гранулы исходных материалов на газопроницаему ю подвижную решетку 1. Корпус 2 закрывает пространство над решеткой 1 и образует впускное отвер- 25 стие материала.

Отбойная перегородка 3 прикреплена к верху корпуса 2 на заданном расстоянии от решетки 1. Отбойная перегородка 3 разделяет пространство, образованное корпусом 2, на З0 сушильную камеру 4 и камеру нагрева 5.

Сырые гранулы на подвижной решетке 1 подаются через сушильную камеру 4 в камеру нагрева 5 и затем вниз в спускной желоб

6 через впускное отверстие 7 в печь 8. 35

Печь наклонена вниз от спускного желоба

6 в направлении колпака 9, который закрывает выпускной конец печи и отделяет канал 10, идущий от нее к охладителю 11.

Охладитель снабжен двумя воздуходувка- <0 ми 12 и 13, привод которых осуществляется двигателями 14 и 15 с регулируемой скоростью. Воздуходувками нагнетается регулируемое количество воздуха через две воздушные камеры 16 и 17. Нагнетаемый воздух прохо- 45 дит через гранулы, расположенные на воздухопроницаемой решетке 18. Отбойные перегородки 19 и 20 делят холодильник 11 на первую 21, вторую 22 зоны и зону разгрузки 23.

Как показано стрелками, холодный воздух, 50 нагнетаемый воздуходувкой 13, поступает вверх через воздушную камеру 17 и решетку

18 в зону 22 и нагревается нагревателем 24 в

-рубопроводе 25. Нагреватель содержит горелку 26 и заслонку 27. 55

Холодный воздух, нагнетаемый воздуходувкой 12, подается вверх через воздушную камеру 16 и решетку 18 в зону 21, из которой через канал 10 он поступает в колпак 9. Основная горелка 28 печи смонтирована на стен- 60 ке колпака и направлена во внутрь. Горелка

28 предназначена для повышения температуры газов, поступающих в печь до заданной температуры, необходимой для обжига материалов (около 1346 С). 65

Газы из выпускного отверстия печи 8 поступают в спускной желоб 6 и в камеру 5 нагрева материала, причем, указанные газы обычно имеют температуру в диапазоне от

871 С до 1093 С.

Имеется Т-образное соединение 29 трубопровода 30, которое одним концом соединено с воздушными камерами 31, размещенными ниже решетки 1 и камерой нагрева 5 для соединения воздушных камер 31 трубопровода

30 с камерой 5. Другой конец 32 трубопровода 30 соединен с корпусом 2, образующим сушильную камеру 4, Перепускной трубопровод 25, идущий из зоны 22 охладителя 11, соединен с трубопроводом 30 ниже воздушной камеры 31.

В трубопроводе 30 выше перепускного трубопровода 25 и непосредственно ниже воздушных камер 31 установлены заслонки 33 для регулирования потока газа, поступающего по трубопроводу 30 в камеру нагрева 5.

Вытяжной вентилятор 34 установлен в трубопроводе 35 между перепускным трубопроводом 25 и сушильной камерой 4 и предназначен для нагнетания воздуха в трубопровод

30 из зоны 22 охладителя 11, а также для нагнетания газа, идущего из печи 8 в камеру 5, трубопровод 30, причем, смесь воздуха и газа регулируется заслонками 27 и 33 для подачи смеси в сушильную камеру 4.

Одно или несколько устройств, например, циклонный пылеуловитель 36 с выпускным отверстием для твердых частиц 37 устнавливается в трубопроводе 30 между перепускным трубопроводом 25 и вентилятором 34. Впускное отверстие 38 холодного воздуха с регулирующей заслонкой 39 присоединено к трубопроводу 30 на участке ниже пылеуловителя 36 и выше вентилятора 34 для устранения возможности перегрева вентилятора 34 воздухом, всасываемым в этот вентилятор.

Для обеспечения содержания достаточного количества тепла, требуемого для просушивания материала в камере 4 в газах, поступающих из печи 8 в камеру 5 и вниз через участок подвижной решетки 1 в камере 5 и в воздухе, поступающем из зоны 22, имеется горелка 26, направленная в перепускной трубопровод 25.

Над решеткой 1 установлена дополнительная вытяжная труба 40, которая является выпускным отверстием камеры 5. Вытяжная труба 40 закрыта колпаком 41, который оснащен подъемным устройством 42, предназначенным для подъема колпака 41 и открывания вытяжной трубы 40.

Третий трубопровод 43 одним концом присоединен к воздушной камере 44, расположенной ниже решетки 1 и соединенной с сушильной камерой 4 между камерой нагрева 5 и впускным отверстием материала с сушильной камерой 4. Другой конец 45 третьего трубопровода 43 присоединен к вытяжной трубе 46 для выпуска газа в атмосферу. В трубопроводе 43 установлен вытяжной вентилятор 47 су506305 шильного газа для выпуска газа через вытяжную трубу 46. Тонкий пылеуловитель (не показан) может быть установлен в трубопроводе 43.

Гранулы подаются на решетку 1 питателем

А и затем пропускаются через сушильную камеру 4. Количество тепла, передаваемого газом гранулам в камере 4, должно тщательно регулироваться для соответствующей подготовки гранул перед подачей в камеру нагрева 5. Гранулы в камере 4 должны быть высушены путем нагревания от 21 С до средней температуры, приблизительно 232 С, причем они не должны нагреваться слишком быстро во избежание разрушения.

Однако в начале работы установки дополнительная вытяжная труба 40 открыта и в горелке 28 сжигается топливо для получения заданной рабочей температуры в печи. В этот период работы установки нагретый газ еще не поступает в трубопровод 30 из воздушной камеры 31 и не подается в сушильную камеру 4. В этот период горячие гранулы еще не поступили в зону 22 охладителя 11 для передачи тепла воздуху, поступившему из воздуходувки 13 и проходящему по перепускному трубопроводу 25.

При запуске установки по предлагаемому способу горелка 26 нагревателя 24 включается для нагрева воздуха в перепускном трубопроводе 25. Так как заслонки 33 закрыты, горячий воздух поступает по трубопроводу 35 в выпускное отверстие 32 в корпусе 2 выше сушильной камеры 4. Нагреватель 24 может быть использован для нагрева воздуха приблизительно до температуры 538 С, который затем может быть смешан с наружным воздухом, поступающим через впускное отверстие 38 для подачи относительно большого количества воздуха с температурой порядка

260 — 400 С. Таким образом, гранулы просушиваются при прохождении через камеру

4 и нагреваются приблизительно до 232 С.

Поскольку гранулы просушиваются и поступают в камеру нагрева 5, создавая защитное покрытие на решетке 1, заслонки 33 открываются для подачи горячих газов из печи с температурой приблизительно 982 С вниз через гранулы в воздушные камеры 31 и трубопровод 30. Гранулы в камере 5 нагреваются до средней температуры приблизительно

982 С и выше, и газы, которые отдают значительную часть тепла, поступают в воздушные камеры 31. Поскольку заслонки 33 открыты, дополнительная вытяжная труба 40 постепенно закрывается, и количество тепла, чодводимое из нагревателя 24, уменьшается.

После нагрева в камере 5 слой гранул на подвижной решетке 1 переходит в печь 8, где гранулы нагреваются до температуры приблизительно 1316 С. Горячие гранулы выгружаются из нижнего отверстия печи 8 и по каналу 10 падают на решетку 18 охладителя 11.

Воздух из зоны 21, который нагрелся приблизительно до 816 С при прохо нии через

60 б5 гранулы на решетке 18, поступает вверх через канал 10 в печь 8. Газы основной горелки

28 печи смешиваются с воздухом из охладителя 11 для получения в печи температуры около 1316 С. Эти высокотемпературные газы перемешиваются в направлении, противоположном движению гранул через печь 8, и поступают в камеру 5 с температурой приблизительно 982 С.

Гранулы, поступающие из первой зоны 21 охладителя во вторую зону 22, могут иметь температуру от 371 С до 427 С, а воздух из вентилятора 13, проходящий через эти гранулы, рекуперирует тепло этих гранул и нагревается до температуры от 260 С до 400 С.

Воздух, проходящий по перепускному трубопроводу 25, нагревается и смешивается с горячим воздухо м из воздушных камер 31. При этом в большинстве случаев он содержит достаточное количество тепла для смешивания с атмосферным воздухом, поступающим через впускное отверстие 38, с целью получения температуры и количества газа, необходимых для просушивания в сушильной камере 4.

Поэтому дополнительная вытяжная труба 40 может быть закрыта, а нагреватель 24 — выключен.

Таким образом, для устройства (фиг. 1) тепловые режимы при запуске установки и во время ее работы после запуска, могут быть получены без использования горелки 28 и печи увеличенных размеров, т. е. размеров больших тех, которые необходимы для нормальной работы печи в стационарном режиме, а также без опасности перегрева верхних слоев гранул в камере 5,,который может произойти при использовании дополнительных горелок.

На фиг. 2 показано устройство, которое дополнительно снабжено трубопроводом 48 для обвода газов, выходящих из печи вокруг камеры нагрева 5, для подачи этих газов в сушильную камеру 4, трубопроводом 49 для обвода смешанных газовоздушных потоков вокруг сушильной камеры 4 и дополнительной горелкой 50 над решеткой 1 в камере нагрева 5.

Трубопрвод 48 содержит заслонки 51 и первым концом присоединен к выпускному отверстию 52 над решеткой 1 в камере нагрева

5. Этот трубопровод 48 предназначен для вывода газа из камеры нагрева 5, минуя материал в камере 5 и для выпуска этого газа в трубопровод 30 на участке 53, который расположен выше перепускного трубопровода 25 и пылеуловителя 36. Отверстие 54 для холодного воздуха с заслонкой 55 предназначено для пропускания регулируемого потока смешанного воздуха через впускное отверстие 54 и трубопровод 48. трубопровод 49 содержит заслонку 56 и одним концом присоединен к трубопроводу 35 на участке между вентилятором 34 и сушильной камерой 4, а другим концом к трубопроводу 43 выше вентилятора 47.

506305

7

Устройство (фиг. 2) работает таким же образом, как и предшествующее. Однако часть горячих газов из печи 8 можно выводить через отверстие 52 в камере нагрева 5 и подавать по трубопроводу 48 в трубопровод 30 для подачи дополнительной тепловой энергии, необходимой для просушивания гранул в сушильной камере 4. Таким образом, количество топлива, сжигаемого нагревателем 24 в перепускном трубопроводе 25, может быть уменьшено или подача топлива может быть совсем прекращена. Дополнительное тепло, необходимое для камеры нагрева 5, может быть получено за счет дополнительной горелки 50, установленной у выпускного отверстия подвижной решетки 1.

Однако при запуске установки, когда гранулы подаются в печь 8 с помощью подвижной решетки и еще не поступили во вторую зону 22 охладителя 11, имеется количество тепла, достаточное только для печи 8 и камеры нагрева 5 и нет достаточного количества тепла для подачи в перепускной трубопровод

48 и сушильную камеру 4, несмотря на то, что печь имеет размеры больше обычных, а в дополнительной горелке 50 сжигается большее количество топлива, по сравнению с тем количеством, которое расходуется тогда, когда горячие гранулы уж" поступили в зону 22.

Поэтому до попадания гранул в зону 22 охладителя 11 для выполнения оптимальных требований работы установки, включается горелка 26 нагревателя 24 в перепускном трубопроводе 25 для подачи тепла в сушильную камеру 4.

Любая временная дополнительная подача тепла в сушильную камеру 4 осуществляется путем открывания заслонки 56 и путем обвода некоторого количества газа из трубопровода 35 через третий перепускной труоопровод 49 в трубопровод 43 и вытяжную трубу 46.

Корпус 2 (фиг. 3) над подвижной решеткой 1 оснащен отбойными перегородками 57 и 58 для двухстадийного просушивания и содержит камеры просушивания 59 и 60. Перепускной трубопровод 25 имеет отвод 61 для подачи горячего газа через трубопровод 35 в сушильную камеру 4 и отвод 62 для подачи горячего газа в сушильную камеру 4.

Газ, выпускаемый из печи 8, по перепускному трубопроводу 48 подается в отвод 62 и воздушную камеру 63, установленную ниже камеры 59. На отводе 62 установлен нагреватель 24. Перепускной трубопровод 48 также разделен на два отвода 64 и 65. Отвод 64 при5

35 соединен к трубопроводу 30 для подачи горячего газа в сушильную камеру 60, а отвод

65 присоединен к отводу 62 для подачи горячего газа в сушильную камеру 59. С по мощью вентилятора 66, который установлен в трубопроводе 67, газ вытягивается из сушильной камеры 59 по этому трубопроводу и выпускается в атмосферу через вытяжную трубу 68.

По предложенному способу запуск устройства (фиг. 3) начинается и продолжается также, как и ранее. Однако, когда гранулы поступили в камеру 59 и еще не поданы в камеру 60, газ может выводиться через отверстие 52 в камере нагрева 5 и пропускаться через трубопровод 48, отвод 65 и отвод 62 в сушильную камеру 59, причем, дополнительная подача тепла осуществляется нагревателем 24.

После поступления гранул в камеру 60, горячие газы пропускаются через отвод 64 и трубопровод 35 в камеру 60, а тепло, необходимое для камеры 59, подается нагревателем

24. После поступления гранул на подвижную решетку 1 в камеру 5, газы из печи, поступающие вниз через гранулы в камере 5 и трубопровод 30, поступают в камеру 60. Тепло продолжает подаваться в камеру 59 с,помощью нагревателя 24.

При поступлении горячих гранул в зону 22, воздух, поступивший в трубопровод 25, нагревается, и, проходя через трубопровод 61 и трубопровод 35, нагревает камеру 60, в то время, как нагретый воздух, текущий через трубопровод 62, нагревает камеру 59.

Применение изобретения обеспечивает значительное снижение расхода топлива.

Формула изобретения

1. Способ обжига материалов, включающий сушку и подогрев на подвижной решетке, обжиг во вращающейся печи и охлаждение воздухом в двухзонном охладителе с подачей воздуха из первой зоны охлаждения в зону обжига, о т л и ч а о шийся тем, что, с целью сокращения расхода топлива, в зону сушки подают воздух из второй зоны охлаждения, который в начале пуска установки нагрезают независимой горелкой, а до поступ.пения материала во вторую зону охлаждения к воздуху добавляют часть газов из зоны подогрева.

2. Способ по п. 1, о тл и ч а ю щ ийс я тем, что в первую зону. сушки подают смесь воздуха из второй зоны охлаждения и надслоевого газа из зоны .подогрева, а во вторую — ту же смесь газов с добавкой отходящего газа из зоны подогрева.

506305

О ооо

О оо

0о

О

Ьо оо

Оо о

Оо оо

0о

О

oÎ о

О

О

О

Оо

О о 0 0 о

Оо оо ооОО 0 О О

oooo oo o o ооооо 00 o o o

oî0 oo oo

ООО ОО 0 ооооо

o o o оо оо о о о

1%) Составитель Б. Жураковский

Техред Е. Подурушина Корректор О. Тюрина

Редактор В. Другова

Заказ 1275/9 Изд. № 279 Тираж 764 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

О0

0 о оо оо о

О о ооо

О оо оо оо

0о

Оо

00 оооо о ооо o o

О о

o% о îî oо о о о

OOÎ 0

О О О а о î о

0О ОООО о 0 0 о О о î о

o o o — Е- Π— 0

О О О 0 оо0О Ъ

О 0 О

o ooo

О 0 О О о 00

0 ООО

О o o o

О О 0 0 ооо ооо î о о 0 О О

О о 0 О ОО о o o

o ooo о 0îî о о о о

o o о о о

«Ю—

O oO О о