Отопительный горн обжиговых конвейерных машин

 

Союз Советских

Социапистических

Республик к лвтовском свидепльсхю (6l ) Дополнительное к авт. саид-ву(22) 3a« eHî 08.0 1.8 1 (21) 323 1678/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет Опубликовано 2З.08.82. Бюллетень №3 1 (5l)M. Кл.

F 27 В 21/06 фкударотеенный комнтет

СССР по делам изобретений н открытий (53) УДК 669.1:

:622.785,5.002. .5 088.8) Дата опубликования описания26,08.82

- .." .ф ",;:,, айзель

13 ..",— к л с 3, 51, @и . "(.:., с

А. П. Буткарев, Р. Ф. Кузнецов, Г, М. и В. М. Удилов (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-иссле довательский институт металлургической теплотехники (71) Заявитель (54) ОТОПИТЕЛЬНЫ Й ГОРН ОБЖИГОВЫХ

КОНВЕЙЕРНЫХ МАШИН

Изобретение относится к подготовке железорудного сырья в черной металлургии, а именно к устройствам обжиговых машин конвейерного типа.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является отопительный горн обжиговых конвейерных машин, содержащий топливосжигающие устройства с пламенной трубой, продольные ограничи10 тельные стены, разделительные перегородки и амбразуры цля ввода горячего теплоносителя в низкотемпературных и высокотемпературных камерах (11.

Недостатками известного устройства яв-15 ляются:установка горелок на своде горна, ;что усложняет ее эксплуатацию и ремонт, а также существенно понижает механическую стойкость кладки горна, в результате этого падает КИПО обжигового оборуго дования; сжигание топлива в рабочем обьеме горна и, как следствие, перегрев участков слоя, расположенного под горелками, что приводит к ухудшению качества готовой продукции и снижению удельной производительности абжиговог0 оборудования; отдача тепла излучением от горящего факела к клацке горна, что обусловли« вает ее локан ные перегревы; необходимость установки значительного количеств ва своцовых горелок (для относительно равномерного нагрева всей площади слоя окатышей) небольшой мощности, что существенно усложняет конструкцию агрегaта.

Целью изобретения является устранение перечисленных недостатков, повышение рави омернссти тепловой обработки слоя и снижения удельного расхода топлива на процесс.

Поставленная цель достигается тем. что в отопительном горне обжиговых конвейерных машин, содержащем топливосжигающие устройства с пламенной трубой, своц, продольные ограничительные станки, разделительные перегородки и амбразуры цля ввода горячего теплоносителя в низкотемпературных и высокотемпе953414

20 ратурных камерах, суммарное выходное сечение амбразур для ввода теплоносителя в низкотемпературных и высокотемпературных камерах выполнено соответственна равным 0,03-0,07 и 0,05-0,10 от плошади продольных стенок соответствующей камеры горна, а диаметр противоположных амбразур в низкотемпературных и высокотемпературных камерах соответ- ственно составляет О, 15-0,25 и 0,200,30 ширины горна, при этом расстояние по осям между соседними амбразурами (по осям) составляет 0,95-1,35 ширины горна.

Современные обжиговые конвейерные машины оборудованы боковыми топливосжигавшими устройствами, однотипными для всех технологических зон (за исключением камеры сушки, в которой установлены горелки значительна меньшей моши ости) ° Боковое расположение горелок существенна упрощает их монтаж, эксплуатацию и ремонт. Поэтому предлагаемый отопительный горн обжиговых машин разработвн при боковом расположении тапливосжигающих устройств. Вместе с тем, в этой конструкции решена задача равно мерного распределения потока газа-теплоносителя по площади горна, r,å. равномерной тепловой обработки всего слоя окатышей . Зто осуществлено за счет, во-первых, сжигания топливавоздушной смеси преимущественно в корпусе горелrm, во-вторых, относительно невысоких скоростей потока газа-теплоносителя на выходе иэ сопла горелки, обеспечивающих мягкую" раздачу патока газов по площади горна, в третьих, оптимального расположения и размеров амбразур для подачи raaa-теплоносителя в горн обжиговой машины. В предлагаемой конструкции горна сжигание топлива осуществляют в горелке с пламенной трубой.

B корпусе горелки расположена пламенная труба. Топливо подается непосредственно в пламенную трубу через центральную трубу. Воздух разделяется на цва потока. Часть его через тангенциальный завихритель также подается в пламенную трубу, в которой перемешивается с "".опливом и сжигается при 1400-1500 С, Вторая часть воздуха подается через кольцевую щель, расположенну о между пламенной трубой и стенкой горна, непосредственно в сопло горелки, смешивается с потокам горячих газов и понижает их температуру до требуемых по технологии величин (до 500-1350 С), Горелка лег ко управляема и надежна в эксплуатации.

Опыты показали, что для равномерной,раздачи потока газа-теплоносителя по площади горна (т.е. для равномерной теплсьвой обработки слоя кусковых материалов) конструктивное оформление горна должно быть следующим. В камерах сушки и подогрева (т.е. в относительно низкотемпервтурных до 1000 С камерах) плошадь суммарного сечения амбразур для подачи газа-теплоносителя из сопла горелки в горн должна составлять 0,03 0,07 от площади продольных стенок этих камер.

При меньшей площади амбразур (менее

0,03 or площади продольных стенок) черезмерно возрастает кинетическая энергия (скорость движения) струй потока газа-теплоносителя, в г орне образуются завихрения и равномерность поля температур над слоем окатышей ухудшается.

При большей площади амбразур (более

0,07 от плошади продольных стенок) равномернссть поля температур в горне уже не улучшается, а механическая стойкость продольных стенок горна понижается, что нежелательно.

В высокотемпературных камерах обжига количество газа-теплоносителя, подаваемого в горн (по сравнению с прецыцушими зонами) существенно возрастает.

Поэтому в камере обжига площадь суммарного сечения амбразур цля поцвчи газа-теплоносителя из сопла горелки в горн должна быть большей и составлять 0,050,10 or плошади продольных стенок камеры обжига. При меньшей площади амбразур (менее 0,05 or плошади продольных стенок) скорость газа-теплоносителянв выходе из сопла горелки остается высокой и равномерность поля температур над слоем окатышей ухудшается. При большей площади амбразур (более О, lO от площади продольных стенок зоны обжига) равномерность поля температур над слоем окатышей уже не улучшается, а механическая стойкость горна падает, что н.еже лательно, ll альнейшее повышение равномерности распределения потока газа-теплоносителя обеспечивается оптимальным соотношени-, ем между диаметрами амбразур горелок и шириной горна. Диаметр амбразур горелок должен быть таким, чтобы раскрывающаяся струя потока газа-теплоносителя (угол ее раскрытия составляет 14@ в одну сторону) пересекалась с рядом рвсноложенной струей в точке, расположенной до продольной оси горна . Таким образом, диаметр амбразур горелок в основном определяется расстоянием между про40

Сущность изобретения заключается в конструктивном оформлении отопительного горна обжиговых кснвейерных машин, сочетающем использование топливосжигающих устройств с пламенной трубой для сжигания топлива с оптимизацией размеров и расположения выходных амбразур этих устройств. При этом обеспечивает5 9 534 тивоположными горелками, т.е. шириной горна. В низкотемпературных камерах диаметр амбразур горелок должен составлять

0,15-0,25 ширины горна. При диаметре амбразур меньшем 0,15 ширины горна раскрытие струи потока газа-теплоносителя оказывается недостаточным и под горном возможно появление необогреваемых участков слоя, что нежелательно.

При цивметре амбразур большем 0,25 ши- 10 рины горна равномерность рас р потока rasa-теплоносителя по площади горна уже не повыпается, а стойкость стенок горна ухудшается, что нежелательно. 15

В высокотемпературных камерах диаметр амбразур горелок должен составлять 0,20-0,30 от ширины горна. Больший диаметр амбразур горелок (по. сравнению с низкотемпературными камерами) необходим цля ввода в горн значительно, больших количеств газа-теплоносителя.

При диаметре амбразур-горелок в камере обжига меньшем 0,20 ширины горна,возможно соприкосновение струи газатеп- г5 лоносителя с противоположной стенкой горна, что недопустимо. При диаметре амбразур большем 0,30 ширины горна ухудшается его стойкость без заметного улучшения аэро жнамики отопления слоя. 30

Точка пересечения соседних раскрывающихся струй потока газа-теплоносителя определяется также расстоянием между рядом расположенными амбразурами горелок (по осям). Во всех технологиче- З5 ских камерах это расстояние должно составлять 0,95-1,35 от ширины горна.

При расстоянии между соседними горелками меньшем 0 95 ширины горна заметного повышения равномерности тепловой обработки слоя не происходит, а механическая стойкость футеровки ухудшается, что нежелательно. При расстоянии между соседними горелками большем

1,35 ширины горна точка пересечения соседних раскрывающихся струй потока газа-теплоносителя приближается Й противоположной стенке горна и становится возможным появление необогреваемых участков слоя окатышей.

14 6 ся равномерная раздача газа-тецлоносителя по всей плошади горна.

На чертеже показан прецлагаемый

1 гарн, общий вид.

Отопительный горн 1 с футеровкой 2 обору дован топливосжигшощими устройся вами 3 с пламенной трубой 4, патрубками цля подвода топлива 5 и возцуха 6. B. футеровке изготовлены амбразуры 7 для ввода в горн потока газа-теплоносителя..

Горн расположен нац спекательными тележками обжиговой конвейерной машины.

Отопительный горн работает слецу1сицим образом.

B пламенную трубу 4 топлиьосжигаюшего ус тройства 3 по его оси через crar рубок 5 подают, например газообразное топливо. Эозцух: горения подают через патрубок 6 и разцеляют на два потока.

Часть его через тангенциальный завихритель подают в пламенную трубу, перемешивают в ней с потоком топлива и сжигают при температуре, например 1480 С.

Вторую часть воздуха подают через кольцевую щель, расположенную между торцом пламенной трубы и стенкой горна, непосрецственно в сопло горелки, смешивают с потоком горячих газов, выходящих из пламенной трубы, понижают температуру . потока газа-теплонссителя на выходе из амбразуры горелки, например до темперао ,туры 1200 С, т.е. до заданной по технологии передела величины. Полученный гаэтеплоноситель через амбразуру 7 подают в горн 1, просасывают через слой окаты шей, обрабатывают (упрочняя гранулы) его и сбрасывают в систему отвода газа из обжигового агрегата.

Для равномерной раздачи теплоносителя по всей площади горна геометрические размеры ампбразур топлиьосжигаюших устройств и их компановка изготовлены следующими. Суммарное выходное сечение амбразур низкотемпературных (сушки, по цогрева) и высокотемпературных (обжига) зон выполнено соответственно равным

0,1 и 0,18 от плошади процольных стенок горна. При таком соотношении обес» печивается, во-первых, мягкая раздача потока газа-теплоносителя по всей площади горна, в о-вторых, достаточно высо кая механическая стойкость футеровки горна. Диаметр противоположных амбразур низкотемпературных и высокотемпературных зон изготовлен равным соответственно О, 16 и 0,23 от ширины горна. Такое соотношение обеспечивает пересечение со седних раскрывающихся струй потока газа-теплоносителя в точке, расположенной до продольной оси горна, что исключает возможность образования необогреваемых участков слоя окатышей. Расстояние по осям между соседними амбразурами топливосжигающих устройств изготовлено равным ширине горна (1,0 от ширины . горна). Такое соотношение обеспечивает равномерный обогрев как периферийных, так и центральных участков слоя окатышей.

Применение изобретения обеспечивает существенное улучшение качества готовой продукции (снижение выхода мелочи клас са-5 мм на 2-4%, повышение прочности при восстановлении на 3-5%, повышение механической прочности, барабанной про, бы и т.п.), снижение удельного расхода топлива на процесс на 3-6% и повышение производительности обжигового обору pobaния на 1-3%. При таком улучшении параметров процесса ожидаемый экономический эффект составляет 60 ты . руб. на

1 млн ° т. обожженных окатышей.

Ф ормула изобретения

Отопительный горн обжиговых конвейерных машин, содержащий топливосжи53414 8 галие устройства с пламенной трубой, продольные ограничительные стенки, разделительные перегородки и амбразуры. для ввода горячего теплонссителя в низкотемпературных и высокотемпературных камерах, отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности тепловой обработки слоя и снижения удельного расхода топлива на процесс, 10 суммарное выходное сечение амбразур для ввода горячего теплоносителя в низкотемпературных и высокотемпературных камерах выполнено соответственно равным

0,03-0,07 и 0,050,10 от площади про15 . дольных стенок. соответствующей камеры горна, а диаметр противоположных амбразур в низкотемпературных и высокотемпературных камерах соответственно составляет О, 15-0,25 и 0,20-0,30 ширины

z0 горна, при этом расстояние по осям между соседними амбразурами составляет

0,95-1,35 ширины горна.

Источники информации, 25 принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3947001, кл. 266-30, 1975.

083414

Составитель С. Ягодинец

Техред А.Бабинец Корректор А. Ференц

Редактор В. Иванова

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 62 54l6 5 Тираж 645, Поднисное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР цо делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д, 4/5