Устройство для окомкования сыпучего материала

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()974082 (61) Дополнительное к ант. свид-ву (22) Заявлено 280581 21) 3294533/22-02 с присоединением заявки N9— (23) Приоритет

Опубликовано 1511,82 Бюллетень М 42

Р1 М К, з

F 27 В 21/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 669. 1: 622.

° 788 (088. 8) Дата опубликования описания 15.11.82

Е,В. Максимов, Б.С. Фиалков, A.Á, Талжанов, А,А. Ткаченко, Л.С, Грабко, В.Ф. Фатихов, A.В, Афонькин, A.ô." "Ùóêèí-т ††..

Т.Е. Жандильдин, А.Д. Кагарлицкий, К.X. Джук4вкаев и А.В. Кашуба

1.:

Химико-металлургический институт AH Казахской ССР

I ь (72) Авторы изобретения (71 ) 3 а яв и тель (5.4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОКОМКОВАНИЯ СЫПУЧЕГО

МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к технологии окомкования сыпучих материалов и может быть использовано в черной и цветной металлургии, угольной, химической и других отраслях промышленности.

Известно устройство для производства окатышей (гранул) из порошковых материалов в псевдоожиженном слое, у которого вертикальная камера окомкования (грануляции) выполнена в виде реактора, в нижней части которого расположена обращенная вершиной вниз коническая газораспределительная решетка 1 11.

Недостатком данного устройства является сложность конструкции гаэораспределительной решетки, что обуславливает ненадежность работы камеры окомкования (грануляции) . Отрицательным фактором является также широкий интервал гранулометрического состава получаемых окатышей.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является установка для непрерывного регулируемого гранулирования порошков в кипящем слое. устройство состоит иэ аккумулирующего бункера шихтовых материалов, . дозировочного устройства, систем подачи газа, исходного материала и вывода готовой продукции, систем очистки отходящих газов и возврата . мелочи в процесс, камеры окомкования, вмещающей псевдоожиженный слой комкуемой шихты, газа и окатышей, выполненной в виде вертикально расположенной многоконусной колонны с постепенным нарастанием диаметров устьев конусов снизу вверх L »

К недостаткам данной установки относятся: повышенная запыленность в псевдоожиженном слое при высоких скоростях газа, что вызывает усложнение системы пылеотделения, широкий интервал гранулометрического состава окатышей, обусловленный неравномерностью пребывания в псевдоожиженном слое частичек комкуемой шихты и ожижающего газа, отсутствие воэможности осуществления многослойного ,окомкования и возобновления псевдо25 ожижения в случае прекращения подачи газа в колонну, наличие достаточно сложной гаэораспределительной решетки и специального устройства для выгрузки готового продукта иэ уста30 новки.

974082

Цель изобретения - упрощение конструкции, уменьшение пылевыноса, улучшение качества окатышей, указанная цель достигается тем, что в устройстве для окомкования сыпучих материалов в зонах циркуляции, создаваемых в плотном слое шихты, содержащем системы загрузки ее компонентов, выгрузки окатышей и камеры окомкования с соплами для подачи газа и связующих, камеру окомкования, располагают наклонно под углом к горизонту, большим угла естественного откоса гранулируемого материала, а сопла устанавливают в днище камеры последовательно друг за другом в один, два и более рядов, причем расстояние между рядами сопел и близлежащими соплами в ряду составляет

2-16 диаметров сопла.

Площадь поперечного сечения камеры в верхней части не менее, чем в два раза больше ее площади в нижней части.

Кроме того, с целью снижения пылевыноса в нижней части камеры окомкования устанавливают сопло для по- дачи газа, направленное навстречу опускающемуся материалу.

Принципиальными отличиями данного устройства являются: во-первых, придание днищу камеры .окомкования угла наклона, большего угла естественного откоса .комкуемой шихты для ее устойчивого движения в камере, во-вторых, указанное расположение сопел для подвода газа исключает соприкосновение соседних зон циркуляции, а при этом снижается разрушаемость окатышей, в-третьих, площадь сечения верха камеры (в районе ее загруз-, ки), превышает ее нижнюю часть (в районе выгрузки готовых окатышей) . в целях обеспечения движения материала в плотном слое, т.е, количество выпускаемого из камеры материала должно быть меньше, чем поступающего в нее. В связи с тем, что количество подаваемого через сопла газа меньше, чем при псевдоожиженном слое, уменьшается истирание материала и окатышей в камере, а следовательно, снижается пылевынос, Этому способствует также подача газа навстречу опускающемуся материалу, 1

На чертеже изображено описываемое устройство для окомкования сыпучих материалов, Устройство включает в себя аккумулирующий бункер 1, загрузочный бункер 2 с засыпным аппаратом 3, обеспечивающим предотвращение утечки газа и пыли из устройства и регулируемую подачу шихтовых материалов, и газоотводом 4 для отходящих газов, способствующих сушке исходного материала, камеру окомкования 5, Устройство работает следующим образом.

Шихта произвольной влажности из

4О аккумулирующего бункера 1 подается в загрузочный бункер 2, откуда с помощью регулируемого засыпного аппарата 3 направляется в камеру окомкования 5, В районе загрузки комкуемая шихта подсушивается отходящими газами и вовлекается в процесс окомкования в зонах циркуляции 10-13, образующихся эа счет подачи в слой комкуемой шихты газа через сопла 6 и 7.

Материал, попав в зону циркуляции

10, благодаря действию центробежных сил разделяется таким образом, что более крупные частицы материала в ходе циркуляции и вращения вокруг собственной оси накатывают на себя мелкие, чему соответствует большая скорость циркуляции крупных. частиц и подача связующего в зону под давлением через форсунки 9. Достигнув критического размера для данной зоны циркуляции, укрупнившиеся частицы (окатыши, гранулы) выпадают из эоны циркуляции и опускаются в нижнюю часть камеры, где поступают в зону

65 циркуляции 11. Вращаясь в зоне цир10 (5

2О

35 вмещающую плотный слой комкуемой шихты с зонами циркуляции газа, шихты и окатышей, сужающейся в области разгрузочного отверстия, установленную наклонно по отношению к загрузочному бункеру под углом, большим угла естественного откоса комкуемой шихты, с соплами 6 и 7, установленными в днище камеры последовательно друг за другом в один, -два и более рядов с вмонтированными в сопла форсунками 8 — элементом возврата мелочи в процесс, форсунками 9 для подачи связующего вещества в зоны циркуляции 10-13, форсунками 14 для подачи компонентов шихты при осуществлении многослойного окомкования в зоне циркуляции 13, а в сужающейся части расположено сопло 15 для подачи газа, подогретого в калорифере 16, навстречу движущемуся окомкованному материалу, обеспечивающего сушку окатышей и возврат. в процесс пыли, шарнир 17 и регулирующее устройство

18, обеспечивающие изменение угла наклона камеры окомкования, циклон

19 для очистки отходящих газов, трубопровод 20 для возврата мелоЧи иэ циклона в камеру окомкования, резервуар 21 для связующего вещества, резервуар 22 для компонентов шихты, накатываемых на окатыши, классификационный грохот 23, бункер готовой продукции 24, воздуходувка 25, транспортировочное устройство .26 для возврата некондиционных окатышей в процесс.

I .97 4082

В предлагаемом устройстве

В чашевом грануляторе

В аппарате кипящего слое

0-1

0-1

0-1

1400

1400

15-25

13-25

15-25

1200

1200.куляции 11 окатыши упрочняются и увеличиваются в размере до критической величины, характерной для данной зоны циркуляции, затем выпадают из нее вниз и далее опускаются в зону циркуляции 12 и т.д. до достижения окатышами требуемого размера.

В зоне циркуляции 13 осуществляется послойное окомкование эа счет подачи через форсунку 14 дополI нительных компонентов шихты, уплотнение, упрочнение и сушка окатышей за счет горячих газов, подаваемых навстречу окомкованному материалу через сопло 16. Окатыши удаляются иэ зоны циркуляции 13 и под действием 15 силы тяжести падают на классификационный грохот 23, откуда окатыши требуемых размеров скатываются в бункер готовой продукции. 24. Некондиционные окатыши возвращаются в 2О процесс транспортировочным устройством 26.

Производительность устройства и крупность окомкования материала регулируются путем изменения скорости струи газа, образующей зону циркуляции, увеличением числа рядов сопел и расстояний между ними. Увеличение скорости струи газа и числа рядов сопел приводит к повышению производительности установки. Увеличение расстояния между рядами сопел снижает ее. Прочность окатышей (гранул) регулируется путем подбора связующего и параметров дутья.

Пример. Работоспособность предлагаемого устройства для окомкования сыпучих материалов может быть проверена на укрупненной лабораторной модели. Камера окомкования длиной

1300 мм имеет прямоугольное сечение 4О

150 х 150 мм. В днище камеры вдоль продольной оси установлены в один ряд 7 сопел внутренним диаметром

10 мм, Расстояния между 1 и 2, 2 и 3, 3 и 4, 4 и 5, 5 и б соплами состав.ляют соответственно 7,36; 9,25;

10,68; 11,58; 12,23 и 12,73 см. Скорость истечения воздуха через сопла

1 — б составляет соответственно

6,5; 8г72; 10,47; 11,63; 12,23; 5О

13,0 м/с. Связующим служит вода, поПоказатели, характеризующие процесс окомкования

Крупность комкуемого материала, мм

Э.Плотность комкуемогo материала, кг/м

Диаметр окатышей, мм

Плотность окатышей, кг/м даваемая через форсунки, установлейные в соплах, Угол наклона камеры окомкования по отношению к горизонту составляет 17 экспериментально установлено, что при ра=стоянии между рядами сопел и между соплами в ряду менее двух диаметров сопла происходит наложение соседних зон циркуляции друг на друга, а это приводит к разрушению получаемых гранул в месте стыковок зон циркуляции. По опытньм данным снижение данного расстояния до 1,8 и 1,5 диаметра сопла повышает количество разрушенных окатышей соответственно на 7 и 15%. Увеличение расстояния между рядами сопел и соплами в ряду свыше 16 диаметров сопла нецелесообразно, так как в результате роста размеров камеры и увеличения времени пребывания материала в ней снижается производительность установки. Кроме того, при повышении расстояния между соплами в ряду увеличивается количество материала, проходящего между соседними зонами циркуляции и не участвующего в процессе окомкования, т.е. значительно снижается выход годного. Камеру окомкования. располагают под углом к горизонту, большим угла естественного откоса гранулируемого материала,для обеспечения устойчивого движения материала в камере. Поперечное сечение камеры в верхней части, как показали проведенные эксперименты, должно быть, по крайней мере, в два раза больше нижней части для обеспечения движения слоя в плотном сос тоянии, это гарантирует нормальное протекание процесса окомкования в камере. В результате. подачи встреч.ного потока-газа в нижнюю часть камеры окомкования пылевынос снижается на 45-73% по сравнению с процессом окомкования беэ подачи газа.

В таблице приведены результаты окомкования угольной пыли, содержащей

100Ъ фракции менее 1 мм, в предлагаемом устройстве, в .аппарате кипящего слоя и чашевом грануляторе.

974082

Продолжение таблицы

В предлагаемом устройстве

В чашечном грануляторе

Показатели, характеризующие процесс окомкования

В аппарате кипящего слоя

Влажность окатышей, %

Однородность окомкованного материала, Ъ

Прочность окатышей, кг/окатыш

8-15

8-15

8-15

83 92 сырых

44-53

42-45 65

80 сухих термически обработанных

137

115

150

100

Производительность, кг/ч

100

Пылевынос, мг/s8

35-5,4

12-21

Использование предлагаемого устройства для окомкования сыпучих ма« териалов по сравнению с известным устройством обеспечивает следующие преимущества: упрощение конструкции устройства и повышение ее надежности в процессе эксплуатации. в результате отсутствия газораспределительной решетки и специального устройства для выпуска готового продукта; повышение однородности гранулометрического состава окомкованного материала и увеличение прочности окатышей за счет большего уплотнения их в зонах циркуляции равных размеров совмещеФ ние в одном аппарате процессов подготовки шихты, окомкования и обработки окатышей, включая накатывание на них слоев из других материалов и сушки; уменьшение пылевыделения за счет снижения истираемости ,материала и возвращения в процесс окомкования пыли, образующейся при истирании материала, потоком газа, подаваемым в нижнюю часть камеры, навстречу опускающемуся материалу.

И ст очи и ки ин формации, принятые во внимание при экспертизе

1,Патент США Р 3856441,кл.425-7, опублик. 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 170466, кл. В 01 Х 21/16 1965.

Формула изобретения

1. Устройство для окомкования сыпучего материала в зонах циркуляции, создаваемых в плотном слое шихты, содержащее системы загрузки

25 ее компонентов,,выгрузки окатышей и камеры окомкования с соплами для подачи газа и связующих, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения конструкции, уменьшения

З0 пылевыноса и улучшения качества окатышей, камера окомкования размещена под углом к горизонтальной плоскости, большим угла естественного откоса гранулируемого материала, а сопла установлены в днище камеры последовательно друг за другом в один, два и более рядов, причем расстояние между рядами сопел и близлежащими соплами в ряду составляет

2-16 диаметров сопла.

40 2, Устройство па п, 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что площадь поперечного сечения камеры в верхней части не менее, чем в два раза больше ее площади в нижней части.

45 3, Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что нижняя часть камеры окомкования снабжена соплом для подачи газа, направленным навстречу выпускаемому мате50 риалу.. 974082

CîñTàíHòåëü Л. Ьфшенков

Редактор Т; Парфенова ТехредA.Бабинец . Корректор Г. Огар

Заказ 8670/52 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж"35р Раушская наб., д. 4/5

Филиал IIIHI Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4