Способ охлаждения насыпного слоя агломерата

 

Союз Советских

Соцналнстических

Республик

ОПИСАНИЕ щ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к ввт. свид-ву (22) Заявлено 1Щ179 (21) 2742255/22-02 {51)М. ИЛ. с присоединением заявки Йо (23) Приоритет

С 22 В 1/26

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий

Опубликовано 0 70182 Бюллетень N9 1

Дата опубликования описания 07. 01. 82

{53) УДК 669. 1: 622. .785 (088.8) Ю.A,Õâàòîâ, В.П.Маймур, Г.И.Серебряник, В.Б.Исполатов, В.Д.Кучук и Т.Я.Малыш (72) Авторы изобретения

Донецкий научно-исследовательский ин стит (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ НАСЫПНОГО

СЛОЯ АГЛОМЕРАТА

Изобретение относится к черной металлургии и предназначено для исполь- зования при охлаждении агломерата.

Известны способы охлаждения насыпного слоя агломерата с прососом воздуха сквозь слой агломерата (1).

Недостаток их состоит в высоких термйческих напряжениях, возникающих в материале в процессе его охлаждения, и в неравномерном охлаждении материала. Интенсивному охлаждению подвержены куски агломерата, находящиеся в местах входа воздушного потока в слой. По мере передвижения воздуха в слое температура его повышается, в результате чего теплообмен ухудшается. Это приводит к тому, что куски агломерата, находящиеся в местах выхода воздуха из слоя, сохраняют высокую температуру (до 500 С) вплоть до разгрузки: материала с охладителя.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ охлаждения кусковых материалов (окатышей) в жалюэийном кольцевом охладителе, преследующий цель создания мягкого охлаждения материала, по которому в в рхней части агломерата в направлении от внутренних к наружным жалюзи просасывают охлаждающий агент ,с температурой 40-400 С, а в нижней о части (в противоположном направлении) просасывают охлаждающий агент продолжительностью 25-50 мнн. При этом отходящие из нижней части охладителя газы подаются в его верхнюю часть, В средней части охладителя окатыши не охлаждают, а подвергают томлению в течение 3-10 мин. (2) .

Недостаток способа состоит в низкой скорости охлаждения за счет подачи.в верхнюю часть охладителя подогретого воздуха. Наличие зоны том15 ления значительно уменьшает полезную площадь охладителя и технологически неоправданно, поскольку в нее поступают окатыши с температурой 300-400 С, т.е. после завершения процессов фор20 мирования их структуры.

Способ недостаточно эффективен в промышленных условиях при охлаждении алгомерата, имеющего .крупность кусков 5-200 мм и содержащего углерод до 0,3-0,4% ° Длительная односторонняя подача воздуха приводит к догоранию углерода в слое агломерата (особенно при подаче подогретого воздуха). Поэтому, слой агломерата

30 вначале разогревается до температу89б075

На фиг.l представлена установка для охлаждения слоя .агломератау на фиг.2 - зависимость содержания мелочи в агломерате после охлаждения от числа реверсов.

Способ осуществляется следующим образом. ры, превышающей температуру посту пившего в охладктель агломерата, а затем резко охлаждается, что приводит к температурным напряжениям и образованию стекловкдных фаэ, обладающих повышенной хрупкостью. Развитию температурных напряжений способ ствует и то обстоятельство, что отвод тепла от центра куска к периферии значктельно отстает от теплообмена между периферийной частью куска и воздухом. В результате также происходит интенсивное разрушение кусков агломерата с образованием большого количества некондиционного продукта класса 0-5 мм.

Цель изобретения — угучшенке ка- 15 честна агломерата и повышение производительности охладителей.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу охлаждения насыпного слоя агломерата производят Яф

3-11 изменений направления подачи воздуха в слой, осуществляемых через

3-20 мин.

=ущность предлагаемого способа заключается в следующем. 25

Охлаждение поверхности куска агломерата происходит значительно интенсивнее, чем перенос тепла внутри куска, в результате чего в нем возникают термические напряжения, что приводит к разрушению гломерата. Причем повышение скорости фильтрации воздуха сквозь слой агломерата приводит к росту перепада температур внутри куска и, как следствие, к повьиаению степени разрушенкя агломерата.

Для устранения этого явления необходимо изменить охлаждение агломерата н сторону увеличения переноса. тепла внутри куска и уменьшение отвода тепла с его поверхности. С другой 4О стороны, замедление отвода тепла, например эа счет снижения скорости фильтрации воздуха сквозь слой, приводит к росту зерен ортосиликата кальцияф для которого при малых ско 4з ростях охлаждения создаются благоприятные условия к полиморфным превращениям, сопровождающимися изменением удельного объема, что приводит к образованию внутренних напряжений и трещкк к, в конечном счете, к разрушению агломерата.

Следовательно, .режим охлаждения должен быть ие постоянным на протяжении всего процесса охлаждения, а изменятъся по ходу процесса в соответ- И ствии с закономерностями переноса и отвода тепла в данном материале и структурного образования агломерата.

Осуществленке предлагаемого способа возможно в устройствах, предназиа- gg чениых ддя охлаждения агломерата, например в лкнейном охладителе при вы соте слоя 400-600 мм, у которого вду вание аъмосферного воздуха в слой осуществляешься попеременно .. сверху и снизу. Для повышения стойкости жалоэийных решеток целесообразно начало процесса осуществлять посредством продува воздуха снизу. При этом воздушный поток отбирает тепло у кусков, находящихся в нижних горизонтах слоя агломерата. По мере передвижения воздуха по слою температура его повышается, в результате чего теплообмен ухудшается и практически прекращается на выходе воздуха из слоя. При этом температура кусков, находящихся в верхней части слоя, вначале повышается эа счет догорания остаточного углерода в агломерате. После сме" ны направления подачи атмосферного воздуха в слой интенсивному охлаждению подвергаются куски агломерата, находящиеся в верхней части слоя, при этом сокращается время догорания в них остаточного углерода. В то же время в агломерате, находящемся в нижней части слоя, происходит перенос тепла от центральных участков к периферии кусков. При этом скорость переноса тепла внутри кусков значительно выше, чем скорость отвода тепла от перифии, омываемой потоком горячего воздуха, в результате чего средняя температура агломерата практически не изменяется,а теплоотдача после очередной смены направления подачи атмосферного воздуха в слой улучшается. Выравнивание температуры по сечению куска препятствует возникновению внутри его термических напряжений.

С увеличением числа реверсон уменьшается разность температур между центральной частью и периферией кусков агломерата, а высокий темп охлаждения способствует образованию мелкозернистой структуры днухкальциеного силиката.

Выбор количества циклон смены направления подачи в слой атмосферного воздуха зависит от раэиерон кусков и для условий работы лр-.эьыленных предпркятий обусловлен следующими экспериментальными данными: при количестве реверсов атмосферного воэдуха, подаваемого в слой агломерата, меньше 3-явного уменьшения содержания мелочи в охлаждаемом агломерате не наблюдается при количестве реверсов больше ll дальнейшее снижение содержания мелочи изменяется незначительно.

Реверсы подаваемого атмосферного воздуха необходимо производить через 3-20 мин.

896075

Содержани е мелочи (класс

0-5 MM) в агломерате, Ъ

Время Температура охохлаж- лажденного агдения, ломерата по мин слоям С

Способ охлаждения агломерата еерн1еере-(нне

)дина

Односторонний продув воздуха внизу

Двусторонний продув воздуха (число реверсов - 11, время подачи воздуха в одном направлении

5 мин) 60 215 60 25 29р 3

60 25 75 30 11,2

Опытно-промышленные исследования проводят на установке, оборудованной вентилятором ВВД-9, показанной на фиг.l, включающей систему трубопроводов 1, задвижки 2, дутьевые хамеры 3, камеру 4 с агломератом, патрубки 5 для выхода горячего воздуха.

Воздух по системе трубопроводов 1, оборудованных задвижками 2, подается в дутьевые камеры 3, и лосле прохождения сквозь слой агломерата, на- )() ходящегося s камере 4, выбрасывается в атмосферу через патрубки 5.

Количество загружаемого в установку агломерата составляет 100-130 кг, расход воздуха - 400-5000 м З/т агломерата, что соответствует условиям.

15 работы промьааленных охладителей

ОПЗ-125. Давление в камерах 3 поддер» живают на уровне 200-300 мм.рт.ст. В установку загружают кусковой агломерат размером 5-200 мм, имеющий темпе- 2О ратуру 700-900©С текущего производства аглофабрики НКГОКа, высотой слоя - 550 мм.

В первой серии опытов определяют температуру агломерата и содержание 25 в нем мелочи (класса 0-5 мм) при односторонней подаче в слой воздуха (продув снизу). Опыты проводят с прерыванием процесса охлаждения через равные промежутки времени с интерва- 30 лом 5 мин. В трех горизонтах слоя, расположенных на уровне 100-150 (1-й)

250-550 (2-й) и 450-550 (З-й), отбирают пробы агломерата для определения температуры его калорииетрическим ме- 35 тодом. Суммарное время охлаждения агломерата в установке равно фактическому в промьвшенных агрегатах, в частности в линейном охладнтеле. После завершения процесса охлаждения производят рассев агломерата. Выход мелочи в нем составляет 29,3%.

Во второй серии опытов определяют содержание мелочи в агломерате при его охлаждении от 900 - до 100 С в зависимости от числа реверсов подачи воздуха в слой, производимых через равные промежутки времени в интервале 3-20 мин. (см. фиг;2) °

В третьей серии опытов определяют температуру агломерата и содержание в нем мелочи при осциллирующем режиме охлаждения (число реверсов равно

1l время подачи воздуха в одном направлении — 5 мин.). Изменения производят аналогично опытом первой серии. Выход мелочи агломерата после охлаждения составляет 11,2%.

Из приведенных: данных следует, что для улучшения качества агломерата и повышения проиэводительности охладителей в процессе охлаждения насыпного слоя .агломерата необходимо производить 3-11 изменений направления подачи атмосферного воздуха в слой, осуществляемых через 3""20 мнн.

Предлагаемый способ охлаждения насыпного слоя агломерата обеспечивает увеличение выхода годного агломерата после его охлаждения за счет снижения содержания мелочи на 6,31S,1Ъ, равномерное .охлаждение агломерата по высоте слоя и сокращает время охлаждения всего объема агломерата на 5"10 мин.

Результаты проведения опытно-промышленных испытаний по охлаждению агломерата НКГОКа, имеющего основ ность 1,55 представлены в таблице.

896075

Как видно из данных таблицы при обычном способе охлаждения куски агломерата, находящиеся в верхнем слое, имеют температуру 215 С. При одинаковом времени охлаждения подача воздуха в слой в осциллирующем режиме обеспечивает равномерное охлаждение насыпного слоя агломерата, а температура его кусков не превышает 75 С. о

При этом содержание мелочи в агломерате, охлажденном по предлагаемому способу, на 18,1% ниже, чем при обычном способе охлаждения.

Формула изобретения

Способ охлаждения насыпного слоя агломерата, включающий изменение направления движения охлаждающего агента, в качестве которого используют атмосферный воздух, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения качества агломерата и повышения производительности охла - я дителей, производят 3-11 изменений направления подачи воздуха в слой через 3-20 мин.

Источники информации g принятые. so внимание при экспертизе

1. Базилевич С.В., Вегман E.Ô., Агломерация. М., Металлургия, 1967, с. 335

2. Авторское свидетельство СССР

В 483437, кл. С 22 В 1/14, 1974.

896075 в

% zs

%ю

"„N 0

/д ь

%з ъ

/О /Я 9

Число ре5ерсИ

Составитель Л.Шашенкоэ

Редактор М.Келемеш Техред Т. Маточка корректор А,Дзятко

Заказ 11635/10

Тираж 656 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