Способ восстановления полидисперсных железных руд в печи ступенчато-взвешенного слоя

 

ОЛ ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социапистическик

Республик (» 901283 (6I ) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Зая влено 30.04.80 (21) 291 8741/22-02 с присоединением заявки % (23) Приоритет

Опубликовано 30.01.82. Бюллетень № 4

Дата опубликования описания 30.01.82 (51)М. Кл.

С 21 В 13/00

Государственный комитет

СССР ао делам изобретений и открытий.(53) УД1 669.183..8 (088.8) i ф

Р. Ф. Кузнецов, В.А. Тверитин, Л.С. Грабко, рггу .>1„, 1 „.-а и (В.А. Найденов и Г.М. Антуганова (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский инсти металлургической теплотехники (7I ) Заявитель (54) СПОСОБ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ПОЛИДИСПЕРСНЫХ ЖЕЛЕЗНЫХ

РУД В ПЕЧИ СТУПЕНЧАТО-ВЗВЕШЕННОГО СЛОЯ

Изобретение относится к подготовке металлургического сырья в черной металлургии.

Известен способ восстановления полидисперсных железных руд в печи со взвешенным слоем, передвигаемым механи5 ческим воздействием рядов газо-воздушных струй, включаюший в себя сушку, подогрев, восстановительную термообребоч ку и охлаждение готовой продукции(11 .

1О

Недостатками известного способа являются невозможность использования твердого топлива вследствие засорения продуктов сгорания его золой и забивания

15 газораспределительной решетки в печи, невозможность даже частичной замены природного газе дешевыми видами твердых топлив, наличие выносных камер для сжигания топлива. Эти недостатки частично устраняются в печи сс ступенчатоФ взвешенным слоем, в которой оаушест вляется совместное сжигание газообразного и твердого топлив.

* с. - .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сушности и достигаемому результату является способ восстановления полидисперсных железных руд в печи со ступенчато-взвешенным слоем, пере -двигаемым механическим воздействием рядов газо-воздушных струй, включаюший в себя сушку, подогрев, восстанови;тельную термообработку,. довосстановление и охлаждение готовой продукц ти (2 .

Недостатками известного способа являртся совместное сжигание дефицитного газообразного и твердого топлив, отсут ствие возможности замены газообразного топлива дешевыми видами твердого топлива при существуюшем газо-горелочном оборудовании, подача твердого топлива в начало печи, т. е. в низкотемпературные зоны. В результате этого значительное количество твердого топлива теряется с уходяшими газами (в зоне сушки), т. е. возрастают расходы удельного топлива на процесс.

90128

Снижение количества твердого топлива в зоне восстановления вследствие его выноса в зону сушки и частичного сгора.— ния в зоне подогрева (целесообразнее твердое топливо зажигать в последующих зонах). В итоге снижается количество восстановительных компонентов и падает производительность агрегата.

Цель изобретения - повышение степе ни восстановления руды и использование lp дешевых видов твердого топлива.

Поставленная кель достигается тем, что в способе восстановления полидиоперсных железных руд в печи ступенчатовзвешенного слоя, включающем сушку, восстановительную термообработку, сжигание топлива в слое материала, довоостановление и охлаждение готовой продукции, в топливо-воздушные фурмы печи подают твердое топливо двух фракций 0,1- 0

1,0 и 1,5-3,0 мм в соотношении 1:(1,41,7), причем мелкие фракции сжигают полностью, а крупные — на 10-20% (по весу) и горящими направляют в камеру довосстановления.

Загружаемая в агрегат сырая руда средней крупностью 0,1-0,4 мм поступает в печь со ступенчато-взвешенным слоем, в которой ее восстанавливают до 20-30k.

Затем шихта (смесь руды и твердого топлива) подается в камеру довосстановления. При этом шихта в печи передается со ступени на ступень во взвешенном со, стоянии по направлению к камере довоостановления под действием высокоскоросв-З5 ных, подаваемых через фурмы воздушных потоков. Высокоскоростные потоки после затухания скорости перемешаются под сводом печи в сторону камеры довосстановлеиия, опускаются вниз и двигаются потоком высотой 1,5-2,0 м от уровня фурм в сторону отводящего патрубка, В районе первого ряда фурм воздушный поток поднимается вверх через псевдоожиженный слой шихты и отводится из печи. 45

За счет рециркуляционных материалов производится удаление внешней влаги из сырой руды. Вследствие пересечения потока шихты потоком отходящих газов имеет место значительный унос мелких фракций 50 руды и твердого топлива. В результате этого происходят безвозвратные потери твердого топлива и увеличивается расход тепла на процесс.

Кроме того, присутствие твердого топ-55 лина в зоне сушки (т. е. низкотемпературной зоне) является бесполезным; Поэто ó представляется целесообразным пода3 4 ча твердого топлива через топливо-воздушные- фурмы в печь уже в зона высоких температур (подогрева и частичного восстановления). При этом твердое топливо подают непосредственно в транспортирующие воздушные фурмы. Подача твердого топлива через какие-либо другие дополнительные устройства нецелесообразна, так как не улучшая процесса, усложняет конструкцию установки.

Подача твердого топлива через фурмы непосредственно в скоростной воздушный поток обеспечивает, во-первых, подачу твердого топлива в заданных количествах, заданной крупности в заданные точки печи, во-вторых, существенное снижение уноса твердоГо топнива с цылью отходящих газов, в-третьих, полную замену природного газа дешевыми недефицитными сортами твердого топлива (любые виды топлива, вплоть до торфа),- . в-четвертых, повышение светимости факе ла, вследствие сжигания твердого топI дива в состоянии газовзвеси.

В топливо-воздушные фурмы печи подают твердое топливо двух фракций 0,11,0 и 1,5-3,0 мм. Мелкая фракция предназначена для полного сгорания в объеме печи и .создания в ней требуемых потехнологии температур 950-1000 С.

Крупность мелкой фракции следует поддерживать не ниже 0,1 мм, так как в противном случае существенно возрастают энергетические затраты на измельчение топлива. С другой стороны, крупность мелкой фракции не должна быть выше 1,0 мм, так как более крупные фракции не успевают сгорать в объеме цечи и количество тепла в цечи оказывается недостаточным.

Крупная фракция топлива имеет миж» мальный .размер 1,5 мм. В противном случае эти частицы сгорают в объеме печи более чем на 20 вес. Ь>покрываются оболочкой золы значительной толщины. и не реагируют в камере довосстановления. Верхний предел крупной фракции составляет 3,0 мм, так как иначе частицы не успевают полностью прореагировать в объеме печи и в камере довосстановления и обусловливают потери топлива с готовой продукцией.

Соотношение мелкой и крупной фракций составляет 1:(1,4-1,7). При содержании в топливе меньшего количества крупной фракции (менее 1,4 от мелкой) в камеру довосстановления поступает недостаточное количество твердого voIInuва, уменьшается конечная степень воо901283 становления и снижается качество готовой продукции. При содержании в топливе большого количества крупной фракции более 1,7 от мелкой) в печи сжигается недостаточное количество твердого топлива, понижается температура процесса и падает производительность установки.

В объеме печи мелкие фракции сжигают, а крупные зажигают с коэффициентом расхода воздуха 1,05-1,5. При меньшем коэффициенте расхода воздуха (менее

1,05) не удается обеспечить устойчивого горения топливо»воздушной газовзеси. При большем коэффициенте расхода воздуха (более 1,5) в зоне частичного восстановления невозможно создание восстановительной атмосферы, что снижает производительность установки.

В объеме печи крупные фракции топли;ва воспламеняют и сжигают с поверхности 2О на 10-20 вес. %. Такое сжигание части частиц с поверхности обеспечивает их разогрев и высокую реакционную способность в камере довосстановле»»ия. При сжигании поверхности частиц менее, чем на 10 вес. %, достаточного разогрева частиц не происходит, их реакционная способность падает и интенсивносц процессов в камере довосстановления замедляется. Г!ри сжигании поверхности частиц ЗО более, чем на 20%, в камеру довосстановления не попадает требуемое количес» во твердого топлива и снижается конечная степень восстановления готовой продукции, 35

Сущность изобретения заключается в использовании твердого топлива как для отопления печи, так и для восстановительной обработки материала, и подаче твердого топлива непосредственно в ско- 40 ростной воздушный поток в фурмах зон подогрева и частичного восстановления в заданных количествах, заданной крупности в заданные точки печи.

На фиг. 1 представлено принципиаль- а5 ное устройство и схема движения газовых и материальных потоков печи со взвешенным слоем; на фиг. 2 - узел ». на фиг. 1.

Кусковой материал через загрузочное устройство 1 подают в печь 2. Под воздействием направленных воздушных потоков, подаваемых через фурмы 3, расположенных между соседними ступеньками и имею»цих скорость, превышающую скорость ви55 тания отдельно взятого куска, мат риал передают во взвешенном состоянии со ст!пеньки на ступень по направлению к

6 камере довосстановления. Топливо-воздушную смесь формируют из смеси твердого топлива, подаваемого через патрубки

4, и воздуха горения, подаваемого через фурмь» 3.

При этом топливо измельчают в размольных мельницах, на две фракции

0,1-1,0 и 1,5-3,0 мм, перемешивают их в соотношении 1:1,5; подают в топливо-воздушные фурмы и вдувают в печь.

Измельчение угля, осуществляют в размольных мельницах, регулируют изменением их работы и контролируют рассевками на стандартных ситах..

Коэффициент расхода воздуха в печи устанавливают равным 1,1. При этом мелкие фракции угля полностью сгорают, а крупные фракции угля сжигают с поверхности íà 15 вес. %. Процент m» гания крупных фракций в печи регулируют по их времени пребывания в зонах подогрева и частичного восстановления (посредством изменения нагрузки пита1 тельных устройств) и контролируют по стационарным КИП. Топливо-воздушную смесь сжигают в рабочем пространстве печи 2. В первые по ходу материала три ряда фурм (зону сушки) подают воздух.

В следующий ряд (первый по ходу материала в зоне подогрева) подают смесь твердого топлива и воздуха.

Ч вердый восстановитель шихты обес печивает создание в печи восстановител ной атмосферы и, следовательно, части »- ное восстановление железной руды. Непрореагировавцп»й уголь вместе с рудой попадает в камеру довосстановления и обеспечивает завершение в ней восстановительных процессов.

Топливо Воздушнь»й поток в печи со

ВЗВЕШЕННЫМ СЛОЕМ ВЬП»ОЛНЯЕт, ВО-ПеРвыхэ транспортируюшие функции, во-вторых, осуществляет развитие тепло- и массообменных процессов.

Восстановленная шихта из камеры довосстановления разгружается и поступает на тракт готовой продукции.

Применение изобретения обеспечивает увеличение производительности агрегата на 13-15% и увеличение конечной степе» ни восстановления готовой продукции на

17-20%. Степень извлечения железа при этом возрастает с 75-80 до 90-92%.

При таком улучшении параметров процесса экономическая эффективность от внедрения составит 70 тыс. руб. на 1 млн.т готовой продукции.

7 901283

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я печи подают твердое топливо двух фракций 0,1-1,0 и 1,5-3,0 мм в соотношеСпособ восстановления полидисперсных нии 1:(1,4-1,7), причем мелкие фракции железных руд в печи ступенчато-взвешен- сжигают полностью, а крупные - на 10ного слоя, включающий сушку, восстано- g 20% (по весу) и горящими направляют в вительную термообработку, сжигание топ- камеру довосстановления. лива в слое материала, довосстановление Источники информации, и охлаждение готовой продукции, о т л и- принятые во внимание при экспертизе ч а ю шийся тем, что, с целью по- 1.3абродский С.С . Гидродинамика и вышения степени восстановления руды и 1о теплообмен в псевдоожиженном слое. М., использования дешевых видов твердого Госэнергоиздат, 1 963, топлива при восстановительной термо- 2. Авторское свидетельство СССР обработке, а топлив -воздушные фурмы . Me 559957, кл. С 21 В 13/10, 1975.

ВНИИПИ Заказ 12302/23 Тираж 586 Подписное

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4