Способ регулирования газовой фазы в слое окатышей

 

Союз Советскнк

Соцналнстнческнх

Рес убл

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ВТЕЛЬСТВУ

<111855033 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 291179 (21) 2845296/22-02 с присоединением заявки HP (23) Приоритет—

Опубликовано 150881. Бюллетень Й9 30 (51)М. Кл.З

С 22 В 1/20

Государственный комитет

СССР яо делам изобретений н открытий (53) УДК 669. 1:

:622,782.42 (088.8) Дата опублнкования описания 15.0881

Г.И.Майзель, P.Ô.Êóçíåöîs, A.Ï.Áóòêà

С.В.Шаврин, N.Ã.Лацыгичев и В.М. (72) Авторы изобретения

1,.

Всесоюзный научно-исследовательский Йнститут металлургической теплотехники и Институт . металдургии уральского научного центра AH СССР

1 (71) Заявители (54 ) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ГАЗОВОЙ ФАЗЫ В СЛОЕ

OKATbIIIEA

Изобретение относится к подготовке металлургического сырья в черной металлургии.

Известны способы регулирования газовой фазы в слое окатыаей на обжиго- вых машинах конвейерного типа при частичном использовании дешевых видов твердого топлива, включающий регулирование содержания кислорода в горне и сжигание твердого топлива непосредственно в слое окатышей. По этим способам содержание кислорода в горне регулируют посредством подачи на машину дымовых газов. В качестве топлива используют дешевые бурые угли (1J.

Недостатками этих способов являются необходимость высокой степени герметизации обжиговой машины (в настоящее время отечественная промиц- . ленность таких машин не выпускает); послойная укладка твердого топлива и окатышей, что существенно усложняет систему загрузки обжиговых тележек, образование С0 только на ограниченных участках слоя окатышей (в месте расположения твердого топлива), в результате чего в большей части массы окатышей восстановительные компоненты отсутствуют, отсутствие возможности эксплуатации обжиговой машины при сжигании только дешевых видов твердового топлива. Все это существенчо понижает качество готовой продукции и усложняет конструкцию обжигового оборудования.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ регулирования газовой фазы в слое брикетов на обжиговых машинах конвейерного типа при частичном использовании дешевых видов твердого топлива, вклвчапщий регулирование содержания кислорода в горне и сжигание твердого топлива непосредственно в слое кусковых материалов. По этому способу.на обжиговые тележки загружаются последовательно слой угля и слой рудоугольных брикетов, т.е. осуществляют послойную укладку материала. Регулируя состав газовой фазы в горне, в слое кусковых материалов производят коксование угля, т ° е. обеспечивают создание восстановительных компонентов в газовой .фазе непосредственно в слое обжигаемого материала (2 J.

Недостатками данного способа являются: послойная укладка материала, осуществление которой в настоящее время на серийном оборудовании за855033 труднительно, так как требует наличия специального тракта для подачи твердого топлива, необходимость разделения топлива на два потока: самостоятельный поток топлива и топливо, закатываемое в брикеты,в результате чего существенно усложняется система,подготовки шихты, образование СО в ,межкусковом объеме только на ограниченных участках слоя, а именно в месте расположения самостоятельного 10 слоя твердого топлива, в связи с чем на отдельных участках слоя восстановительные компоненты в газовой фазе отсутствуют и, как следствие, снижается качество готовой продукции," повышенные требования к степени измельчения угля, закатываемого в брикеты, невозможность регулирования содержания Fe0 в готовой продукции.

Цель изобретения - неполное с образованием 1-9% СО сжигание твердого топлива в слое окатышей и увеличение количества используемых в процессе дешевых видов топлива.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу в горне обжиго- 5 вой машины содержание кислорода устанавливают в пределах 2-10% и подают

s него твердое топливо двух фракций:

0,04-0,30 и 0,30-3,0 мм в количестве

30-100% от общего по теплу расхода топлива, при 10%-ном содержании кислорода в горне соотношение мелких и крупных фракций. твердого топлива устанавливают равным 1 l-3, причем на каждый процент снижения содержания кислорода в горне содержание

35 крупной фракции твердого топлива увеличивают на 8-12% от общего расхода.

Использование при производстве окатышей дешевых Видов твердого топлива и частичная либо полная замена им дефицитных видов топлива является важнейшей народнохозяйственной задачей. ВместЕ с тем решение этой задачи должно сопровождаться улучшением процесса обжига окатышей. В предлагаемом решении использование дешевых видов твердого топлива сочетается с интенсификацией процесса обжига окатышей и позволяет существенно улучшить их качество. Для этого твердое топливо через специальные сопла топливосжигаюших устройств вдувается в горн обжиговой машины, частично сжигается в горне в состоянии газовзвес(и и дожигается (за счет недогоревшЖ крупных частиц топлива) непосредственно в слое материала (несгоревшие частицы поступают s слой ма. териала вместе с горячим потоком газа-теплоносителя). Горение мелких частиц твердого топлива происходит за счет кислорода горновых газов, в результате чего содержание кислорода в газе-теплоносителе на поверхности слоя окатышей снижается до 1-3% 5 и в слое окатышей формируется слабо окислительная атмосфера, способствующая образованию 1-9% СО за счет неполного сжигания крупных части твердого топлива.

Система формирования восстановительных компонентов газовой фазы в слое окатышей возможна при содержании кислорода в горновых газах в пределах 2-10%.При меньшем содержании кислорода в газах (менее 2%) сгорания достаточного количества топлива в горне конвейерной машины не происходит, температура потока газа-теплоносителя падает и происходит недообжиг всех горизонтов слоя окатышей.

При содержании кислорода в горновых газах большем 10% его концентрация в слое окатышей черезмерно возрастает и устойчивого формирования восстановительных компонентов непосредственно в слое окатышей не происходит.

Устойчивое сжигание только части твердого топлива в горне конвейерной машины осуществляют путем совместной подачи в горн топлива двух фракций: мелкой 0,04-0,30 мм и крупной 0,303,0 мм. При этом мелкие частицы успевают сгорать непосредственно в горновом пространстве машины,а. горящие крупные частицы с потоком газа-теплоносителя попадают в слой окатышей и догорают в нем. Подача частиц мелкой фракции с крупностью менее 0,04 мм нецелесообразна по условиям измельчения топлива на серийном оборудовании из-за повышения стоимости затрат на процесс измельчения топлива. Подача частиц мелкой фракции с крупностью более 0,30 мм приводит к увеличению количества твердого топлива, вводимого в слой окатышей,.т.к. частицы такой крупности сгорать в горне не успевают и, следовательНо, к повышению температуры отходящих газов, т.е; к перерасходу топлива на процесс.

Частицы крупной фракции твердого топлива должны быть не менее 0,3 мм для исключения возможности их полного сгорания в горновом пространстве, т.е. вне объема слоя окатышей. Крупность частиц твердого топлива не должна превышать 3,0 мм,так как более .крупные частицы на машинах не успевают сгорать, что обусловливает увеличение удельного расхода топлива на процесс.

Суммарное количество подаваемого на машину твердого топлива должно составлять 30-100% от общего по теплу расхода топлива. При подаче твердого топлива в меньшем количестве (менее 30% от суммарного расхода тепла) в слое сгорает недостаточное количество топлива и образование восстановительных компонентов в шихте становится неустойчивым, что нежелательно. При 100%-ной подаче твердого топлива конвейерную машину перево855033 дят на работу с одним видом топлива и подачу природного газа прекращают.

Экспериментальные данные показали, что при 10%-ном содержании кислорода в горне отапливаемых зон обжиговых машин соотношение мелких и крупных

Фракций должно быть равно 1:1 — 3. Подача,крупной фракции топлива в количестве меньшем 1,0 от мелкой фракции приводит к сокращению количества твердого топлива, реагирующего. на нижних горизонтах слоя ока ьнаей ..и, следовательно, к их недообжигу.

Подача крупной Фракции в количестве большем 3,0 от мелкой фракции приводит к повышению температуры отходящих газов и, следовательно, к увели- 15 чению удельного расхода топлива на процесс.

При уменьшении содержания кислорода в горновых газах на каждый процент содержание крупной Фракции твердого 20 топлива следует повышать на 8-12% от его общего расхода. При меньшем повышении количества крупных фракций (менее 8% от общего расхода) устойчивого образования восстановительных компонентов в слое окатышей не происходит. При большем повышении количества крупных фракций (более 12% от общего расхода) они на обжиговой машине не успевают прореагировать и теряются при грохочении готовой продукции.

Сущность изобретения заключается в формировании восстановительной атмосферы непосредственно в слое окатышей посредством одновременного и раздельного сжигания двух видов топлива, включая дешевое недефицнтное твердое топливо, в оптимальном для обжига окатышей температурно-временном режиме.

II p и м е р. Сырые железорудные 40 окатыши загружают на обжиговую конвейерную машину и.последовательно подвергают сушке, подогреву и высокотемпературному двухслойному обжигу.

За счет использования рециркулируе:мых газов с пониженнйм содержанием кислорода в горновом пространстве машины создают газовую среду с содержанием кислорода 2-10%. Например, используя в качестве воздуха горения рециркулируемые газы с содержанием кислорода 14% и устанавливая в горне коэффициент расхода воздуха 3,5, обеспечивают содержание кислорода в горновых пространствах .6,2%. При этом содержание кислорода . в горне регулируют изменением коэффициента расхода воздуха и контролируют газовым анализом горновых газов.

Через боковые комбинированные бО горелки в горн машины подают смесь двух видов топлива (прнродного газа, твердого топлива) и воздуха. При этом твердое топливо подают в количестве 30-40% от общего по теплу ф5 расхода топлива. Например, при производительности "îðåëêè по теплу

2,5 млн. ккал/ч в горелку подают природного газа 147 нм /ч или 50% от суммарного, твердого топлива

265 кг/ч или 50% от суммарного.Теплотворная способность газообразного и твердого топлива принята соответственно равной 8500 ккал/нм и

4700 ккал/кг.

При необходимости подача природного газа в горелку может быть полностью прекращена. Твердое топливо из размольных мельниц в горн подают в виде смеси двух фракций: 0,04-0,30 и 0,30-3,0 мм. Относительное содержание этих фракций устанавливают в зависимости от содержания кислорода в горне. Так, при содержании кислорода и горне 10% в каждую горелку указанной производительности подают топлива мелкой фракции 88 кг/ч, а крупной

Фракции 177 кг/ч, т.е. устанавливают соотношение мелкой и крупной фракции равным 1:2. При содержании кислорода в горновых газах 6,2% количество крупной фракции топлива увеличивают на (10-6,2)- 0,1 ° 177 = 67 кг/ч

l где 0,1 — приращение крупной фракцил на 1% снижения содержания кислорода в горне.

Таким образом, в горелку подают

177+67=244 кг/ч крупной фракции и

21 кг/ч мелкой фракции топлива.

После высокотемпературного обжига окатыши охлаждают и отправляют на склад готовой продукции.

Применение предлагаемого способа позволяет повысить произвбдительность обжиговых машин на 3-5% и улучшить металлургические свойства обожженных окатышей. Кроме того, обеспечивается возможность замены природного газа недефицитным твердым топливом вплоть до полного исключения природного газа из процесса. Ожидаемый экономический аффект при таком улучшении параметров процесса составляет 70 тыс.р. на

1 млн.т окатышей.

Формула изобретения

Способ регулирования газовой Фазы в слое окатышей на обжиговых машинах конвейерного типа при частичном использовании дешевых видов твердого топлива, включающий регулирование содержания кислорода в факеле сжигаемой в горне гаэовзвеси и дожигание твердого топлива непосредственно в слое окатышей, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью неполного с образованием 1-9% СО сжигания твердого топлива в слое окатьааей и увеличения количества используемых в процессе дешевых видов топлива, в горне содержание кислорода поддерживают в пределах 2-10% и подают в него твер855033

Составитель Л. Савицкая

Редактор М.Петрова Техред М. Рейвес Корректор М. Коста

Заказ 6836/38 Тираж 681 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r... .Ужгород, ул. Проектная, 4 дое топливо двух фракций: 0,04-0,30 и 0,30-3,0 мм в количестве 30-100% от общего по теплу расхода топлива, при.10%-ном содержании кислорода в горне соотношение мелких и крупных фракций твердого топлива устанавливают равным 1 1-3, причем на каждый процент снижения содержания кислорода в горне содержание крупной Фракции твердого топлива увеличивают на

8-12% от его общего расхода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Кудрявцев В.С. н др. Металли> зованные окатыши. М., "Машинострое- ние", 1974.

2. Патент США В 3383199,кл.75-4, 1967.