Способ зажигания агломерационной шихты

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социапистическик

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 160680 (21)2941612/22-02 )S1) Q. Кд.з

С 22 В 1/16 с присоединением заявки ) (о (23) Приоритет

Государствейный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК 669 1 622 . 785 (088.8) Опубликовано 2892.82. Бюллетень Мо8

Дата опубликования описания 28. 02. 82 —р лякбв, - .. к и-к E,Ë..Ермаков

Всесоюзный научно-исследовательский институ металлуфгичед Ж!: теплотехники. Всесоюзный научно-исследовате ьский:и..проектно-" конструкторский институт металлургической теняатехйики" ."7. / цветной металлургии и огнеупоров и Комбинат Южурахйпткеяь, (72) Авторы изобретения

Г.М.Дружинин, Ю.A.Фролов,.P ..Ф.Кузнецов,Ю.И.Ме

A.Ô. Иысик, А.С. Пляшкевич, A. А. Фролов, N. П;Чури

{у }) Заявители (54) СПОСОБ ЗАЖИГАНИЯ АГЛОМЕРАЦИОННОЙ

ШИХТЫ

Изобретение относится к подготовке руд и концентратов методом агломерации.

Известны способы зажигания шихты в горнах агломерационных машин посредством сжигания топливо-воздушной смеси в горелках, включающие раздельную подачу топлива и воздуха, их смешение, сжигание и просасывание горячих продуктов сгорания через слой спекаемой шихты. По этим способам сжигание топливо-воздушной смеси производится в длинном факеле при торцовом расположении горелок и понижении свода к месту загрузки шихты на агломашину по мере фильтрации продуктов сгорания в слой и уменьшения их объема (1) .

Недостатки данного способа — односторонний ввод в слой продуктов сгорания с помощью длиннофакельных горелок развитие максимальных температур в конце периода внешнего нагрева (в месте сжигания топлива) слоя, минимальных в начале зажигания слоя> неравномерное распределение температур по ширине горна и нерегулнруемое по его длине и сложная конструкция устройства для осуществления способа. В результате имеет место ухудшение прочности спеха, а также повышение расхода топлива и эксплуатационных затрат на горн, Указанные недостатки частично устраняются при сводовом расположении топливосжигающих устройств в горнах конвейерных машин.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату способ отопления горнов конвейерных машин для окускования желеэорудных материалов посредством сжигания топливо-воздушной смеси в сводовых горелках, включающий раздельную подачу топлива и воздуха, их смешение, сжигания и просасывание горячего газа — теплоносителя через слой спекаемой шихты. По этому способу отопление гориов конвейерных машин производится при помощи горелочных длиннофакельных устройств для сжигания газообразного, жидкого или твердого топлив t2).

2з Недостатки известного способа наличие жесткого прямоструйного факела, что обусловливает значительную неравномерность тепловой обработки слоя необходимость установки боль30 шого числа топливосжигающих устройств

908872 на единицу площади гарна; необходимость значительных объемов горна; повышенные энергетические затраты на перемешинание жидкого и твердого топлив с воздухам; снижение качества готовой продукции и повышение расхода, топлива вследствие недаобжига части слоя и большого объема горнового пространства.

Цель изобретения — снижение раг.— хода топлива, повышение качества агломерата и уменьшение объема горна эа счет повышения равномерности тепловой обработки слоя.

Поставленная цель достигается тем, что в способе зажигания агломерационнай шихты горнами конвейерных машин посредством сжигания топливо— воздушной смеси в пласкопламенных горелках, включающем раздельную подачу топлива и воздуха, их смешение, сжигание в пласкопламенных горел- 20 ках и прасасынание горячего газа тепло Ioсителя через слой спекаемой шихты, воздух н горелсчный камень подают закрученным с относительным моментом количества движения на единицу массового расхода, равным (б30) Н, а газ подают в центральную часть закрученного воздушного потока прямой струей со скоростью 2-10 м/с, топливо-воздушную смесь сжигают н JQ многослойном .: плоском факеле с толщиной, равной 0,5-1,5 начального диаметра газовой струи, причем в верхнюю часть факела толщиной 10254 ат ега суммарной факела подают топлива-воздушную смесь с коэффициентом расхода воздуха 1,5-2,0, а в расположенных под ней средних частях факела коэффициент расхода воздуха понижают до 1,1-1,5, продукты сгора- 4О ния факела перемещают по его аси со скоростью 0,2-0,3 м /м1 с.

Эксплуатация агломерационных машин паказынает, что при зажигании топлива типовыми горелками в горновом пространстве машины формируется прямолинейный плохо упранляемый .Факел. Данный факел имеет относительно небольшие поперечные размеры и занимает лишь небольшую часть горна. ь

Увеличение объема факела и существен-5О нае повышение равномерности тепловой обработки слоя на типовом оборудовании невозможно вследствие, во-первых, увеличения энергетических затрат (при увеличении числа горелочных уст- 55 ройств), но-вторых, высоких потерь тепла излучением.

Для улучшения работы конвейерных машин структура факела должна быть изменена с прямолинейной (имеющей ц) ядро и периферийные участки) на .".,ногослайную, настильную структуру с расположенной в верхней части факела зоной .с .пониженной температурой и высокими коэффициентами расхода ноздуха). Мнаг ослой на я структура факела необходима для создания равномерного температурного паля по в сей площади зеркала горна, В противном случае на понерхности шихты возможно образование участков с пониженной температурой поверхности слоя. Горящий плос,— кий факел имеет наиболее стабильную многослойную структуру при его закрутке вокруг центральной аси уже в горелочном камне и при расположении топлива преимущественно н центральной части факела (факел становится закрученным, разомкнутым). Без закрутки гаэовоэдушной смеси в горелочнам камне равномерность температурного поля в горновом пространстве существенно понижается. При закрученном воздушном потоке на выходе из горелочнаго камня факел формируют многослойным, настильным, ереме— щающимся сверху вниз. Формирование описанной структуры факела достигается тем, что воздух подают закрученным с относительным, моментом количества движения на единицу массового расхода, равным (6 †) Н при соотно — шенин между аксиальнай и тангенциальной составляющими скорости V /Ч;= (Я

=1:4, а газ подают в центральную часть закрученного воздушного потока прямой струей со скоростью 2 — 10 м/с;

Отсутствие закрутки воздуха при подаче и горелочный .камень приводит к формиронанию дальнобойного, прямоструйного факела, что недопустимо.

Причем при закрутке воздушнога потока и подаче ега в горелачный камень с относительным моментом количества движения единицы массы в единицу времени (L) меньше б Н и с соотношением аксиальной и тангенциальной составляющих скорости более 4 увеличивается толщина многослойного настильного факела и, следовательно, объем горна, что нежелательно. В случае сильной закрутки воздуха (при L730 H и V /V (1) структура факела уже не улучшается, а энергетические затраты на процесс значительно возрастают, Подача газа в центр закрученного воздушного потока должна производиться с низкой скоростью (2-10 м/с) по оси воздушного потока (в зоне раэ— режения). При скорости газа более

10 м/с температурную зону в верхней части факела сформировать невозмож1 но и стойкость свода существенно понижается. При скорости газа менее

2 м/с структура факела уже не улучшается, а габариты горелки значительно возрастают.

Под снодом горна с горелочным камнем формируют многослойный,, настильный факел. Верхний слой факела представляет собой зону с высоким коэффициентом расхода воздуха и относительна низкими температурами газавоздушнай

908872 смеси. Средние слои факела, в которых и сжигают основное количество топлива, имеют коэффициент расхода значительно более низкий (1,1-1,5) и температуру 1200.-1350О С. В нижнем слое факела происходит рециркуляция периферийных слоев продуктов сгорания к центральной части факела.

Толщина многослойного настильного факела должна составлять 0,5-1,5 от начального диаметра газовоздушной струи. При толщине факела меньшей

0,5 от начального диаметра газовоз .душной струи дальнейшего улучшения структуры факела не происходит, а необходимое давление воздуха перед горелкой значительно увеличивается. При толщине факела большей 1,5 от начального диаметра газовоздушной струи его структура ухудшается, факел становится вялым, увеличивается в объеме, что требует для полного сжигания увеличения объема горна.

Коэффициент расхода воздуха в верхней части факела должен составлять cL,--1,5-2,0. При коэффициенте расхода воздуха меньшем 1,5 увеличиваются температуры в верхней части факела и существенно падает стойкость свода горна. При коэффици» енте расхода воздуха большем 2,0 выдержать требуемую по технологии среднюю температуру газа — теплоносителя .не удается.

Толщина верхней части факела должна составлять 10-253 от суммарной толщины- факела. При меньшей толщине верхней части факела (менее 10% от суммарной) возможно прогорание свода горна, при большей толщине (6oлее 25% от суммарной) увеличивается неравномерность температурного поля в горне.

Расположенные под верхней зоной средние части факела должны иметь коэффициент расхода воздуха d.=1,1-1,5. При меньшем коэффициенте расхода воздуха (менее 1,1) температуры в горне увеличиваются более 1350 С происходит оплавление поверхности слоя шихты и падает газопроницаемость слоя. При коэффициенте расхода воздуха более 1,5 температура в горне понижается ниже 1200ОС и имеет место недопек верхних слоев шихты.

Продукты сгорания факела следует перемещать по его оси (сверху вниз) с нормальной скоростью 0,2-

0,3 м /м с. При скорости их движения менее 0,2 м /м 1.с в части горноного пространства горение топлива не происходит, т.е. имеет место увеличение объема горна. При скорости движения слоев факела более 0,3 м /M 1 с процесс горения топлива не успевает завершиться, что нежелательно.

Ла чертеже представлен горн с топливосжигающим устройством на агломерационных машинах, поперечный разрез, Способ осуществляется следующим образом.

На спекательные тележки 1 загружают слой аглошихты 2. Спекательные тележки проходят под горном 3, где осуществляется нагрев шихты продуктами сгорания газа, зажигание твердого топлива и начинается процесс ее спекания. В топливосжигающее устройство 4 горна раздельно подают топливо и воздух через патрубки 5 и б соответственно. При этом воздух подают через тангенциальный подвод, т.е. обеспечивают его закручивание с относительным моментом количества движения на единицу массового расхо1э да равным, например,20 Н. Тангенциальная составляющая скорости воздушного потока на выходе из носика горелки составляет при .этом по отношению к аксиальной, например, 403.

Щ Топливо подают в центр закрученного потока воздуха прямой струей с выходной скоростью, например, 3 м/с. Скорости потоков газа и воздуха устанавливают по стационарным расходомерам

25 и регулируют стандартными, дросселирующими устройствами. В горелочном камне 7 потоки топлива и воздуха перемешивают и затем подают в горн. На выходе из камня топливо-воздушную смесь раздают в горизонтальном направлении и формируют многослойный настильный факел. Факел формируют толщиной, например, 0,8 от начального диаметра газовой струи, контроли руют радиационными пирометрами и регулируют изменением момента количества движения воздуха. Верхнюю часть факела формируют толщиной 15% от суммарной толщины факела, :контролируют показаниями сводовых термопар

40 и регулируют соотношением топливо воздух. При этом коэффициент расхода воздуха в верхней части факела устанавливают равным 1,8, регулируют и контролируют его также как и толщину факела. Коэффициент расхода воздуха средних слоев факела устанавливают равнык 1,4, контролируют по температуре газа — теплоносителя на входе в шихту н регулируют соотношением топливо — воздух. Продукты сгорания факела перемещают сверху вниз со скоростью, например,0,25 м/с, контроли - . руют по величине расхода газа и воздуха и давления в горне и регулируют изменением положения шиберов тя55 годутьевых установок либо вакуум-камер, а также расхода газа и воздуха, После завершения перечисленных операций в горновом пространстве формируется стабильный многослойный

Щ настильный факел, образующий равномерное поле температур над слоем зажигаемой шихты.

Применение предлагаемого способа обеспечивает увеличение производи 5 тельности агломашин на 2-3Ъ, улучше908872

Формула изобретения

Составитель Л.Шашенков

Редактор Л.Пчелинская Техред Л.Пекарь Корректор М. Коста

Заказ 757/31 Тираж 657 Подписное

BHHNIIH 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 ние качества готовой продукции (уменьшение содержания мелочи класса 0-5 мм на 1-23) и снижение расхода топлива на 2-35.

Способ зажигания агломерационной шихты, включающий раздельную подачу топлива и воздуха, их смешение, сжигание смеси в плоскопламенных горелках и просасывание горячего газа теплоносителя через слой опекаемой шихты, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода топлива, повышения качества агломерата и уменьшения объема горна за счет повышения равномерности тепловой обработки слоя, воздух и горелочный камень подают закрученным с относительным моментом количества движения на единицу массового расхода, равным (6-30) Н, а газ подают в центральную часть закрученного воздушного потока прямой струей со скоростью 2-10 м/с, топливо-воздушную смесь сжигают в многослойном плоском факеле толщиной, равной 0,5-1,5 начального диаметра газовой струи, причем в верхнюю часть факела толщиной 10-25% от его суммарной толщины подают топливо-воздушную смесь с коэФфициентом расхода воздуха 1,5-2,0, а в расположенных под ней средних частях факела коэффициент расхода воздуха уменьшают до 1,1-1,5, а продукты сгорания факела перемещают по его оси со скоростью 0,2-0,3 м /м1 ° с.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 9 3083956, кл. 266-21, 31.12.57.

20 2, Патент CUIA М 3947001, кл. 266-20, 13.01.75.