Способ загрузки агломерата в охладитель перекрестного тока
Союз Советск ин
Соцмалмсткческин
Республик
ОП ИС АНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (981407 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22)Заявлено 12.11,80 (21) 3002181/22-02 с присоединением заявки М (51) М. Кл.
С 22 В 1/26
1Ьвударстввнны11 квинтет
СССР ао денем нэаорвтеннй н открытий (23)приоритет (53) УДК 622.78 (088.8) Опубликовано 15. 1-2.82, бюллетень № 46
Дата опубликования описания 18. 12.82
Б.С. Расин, Ф.P. Шкляр, Ю.А. Фролов, Н.М. Бабу
А.И. Раков, Н.М. Панин, В.П. Маймур и А.И
Всесоюзный научно-исследовательский институт ,металлургической теплотехники и Украинский. государственный институт проектирования/ металлургических заводов шкин, (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) СПОСОБ ЗАГРУЗКИ АГЛОМЕРАТА
В ОХЛАДИТЕЛЬ ПЕРЕКРЕСТНОГО
ТОКА
Изобретение относится к подготовке руд черных и цветных металлов к плавке путем окускования и может быть использовано в агломерационном производстве при охлаждении агломерата на линейных и кольцевых охла5 дителях.
Известны способы загрузки агломерата в охладитель, при которых слой из полидисперсного материала на полотне линейного охладителя формируется таким образом, что непосредственно на решетку охладителя попадают самые мелкие фракции аглоMBpBTG с дальнейшим увеличением крупности фракций по ходу охлаждающего агента 1воздуха) (lJ и $2J .
Однако крупные куски агломерата, имеющие значительно более высокую температуру и термическую массив- 2о ность, чем остальная масса материала, омываются горячим воздухом, предварительно нагретым в полидисперсном слое мелких и средних фракций. Ниэ2 кое значение разности температур агента и поверхности крупных кусков обуславливают и низкое значение количества тепла,отнимаемого охлаждающим агентом. Кроме того, охлаждение крупных кусков, расположенных в верхней части слоя осуществляется преимущественно путем отвода тепла теплопроводностью иэ центра куска к его поверхности. фильтрация охлаждающего агента через сквозные поры крупного куска сокращает время его охлаждения в 2-6 раэ. Однако низкое удельное аэродинамическое сопротивление монодисперсного слоя из крупных кусков в известных способах не позволяет создать достаточный перепад давления на границах куска и, как следствие, значимой фильтрации воздуха через ку-сок.
Поэтому существующие способы загрузки агломерата создают самые неблагоприятные с теплотехнической точки зрения условия охлаждения насыпз Я
НОГО ПОЛИДИСПЕРСНОГО СЛОЯ И ИХ ИСпользование сопровождается увеличением времени охлаждения, ростом ка-питальных, эксглуатационных и энергетических затрат, недоохлаждением агломерата до допустимой длл безопасности транспортирования температуры.
Наиболее близким к изобретения по технической сущности и достиг-емому результату является способ загруз»<и, заключающийся в том, что охг(аждае(.гый материал разделяется на две фракции; мелкую и крупную. Крупную фракции
ЗаГружают на решетку охладителя, а мелкую фракцию размецают сверху. 0;— лан<дение осуществляют продувом снизу вверх
К недостатком указанногo с !особа следует отнести неэффекти-,Зное охла>ндение кусков максимаг(ьной Kpyпности (более 80 мм>, лимитирующих охлаждение Все-го слоя до заданной темпаратуры. Охлаждение кусков максимальной крупности в окружении крупно фракции происходит малоэффективн«, ПОСКОЛЬКУ ИЗ-За НИЗКОГО СОПРОтив.с>Ения слоя, Окружающего самые крупные куски, т,е. Низкого перепада д(>()лений в слое крупных кусков, Воздух охлаждает круг:,ные куски, гл 3BHLIм
О6РаЗОМ ОМЫВаЯ ИХ С ВНЕШНЕЙ СтОРОс:,Ы„ а фильтрация через сквозные поры развита слабо, Это OGCTOBTejlüсгво и является основной прин(1>ой сpeзнительно небольшого (10, ) снижен.»л удельного расхода воздуха посла (знед рения ра сматриваемого способа загрузки.
Кроме того, загрузка tne.lêoé фракции агломерата (B том числа и самой мелкой) на Выходе из споя охлан<дающего агента вызывает повышенное пылевыделение. Это влечет за собой необходимость установки дополнительных пылеочистных, сооружений, ухудшает условия труда обслуживающего персонала.
Указанные недостатки обуславгивают повышенные эксплуатационные и капитальные затраты.
Таким образом, и известный усовершенствованный способ загрузки не обеспечивает эффективного и oi Целью изобретения является повышение производительности охладителя и снижение эксплуатационнь(х затрат. (07 f1O Тс(:3.1(.: Il 3B lj(ЛЬ Д > ТИ(->ЕТСЯ Ч ТО (Х) i Ла(НО СПОСОО > 3.- >(j УЗ с<И сз ГЛО L (>ср:крестного p:3(. ipедег)ениe фраки(Рс> г,i (3 Ох>,!i linl «Jl! i«tie;),>т .>азделлят куio .,- 10 <м1, круп (-р- д(4ии мелкой ()а <ции укл М, НДУ (<РY(l »«й l1 СР и 1г-30 — " - <ду фРВ,ЦИ,, с: C j)(JJI,HIOIO С > СТОРОНЫ В,(ХОДа Охлс.>4(j С О Ст;>„,(>! <Ы:,ВО(>с) .;:-; JlàOI!,;; Г)(ЦЕ Го,: Г ЕНT O T1 Li fn H 0 fn )0-(»с0 м> из: р .дне, ф!):.>к((ии аггомерата. I>B(3!1(. л(!i è(. . Ic. л i I 1:;»1(-. рата на T pfn (k>Pc3 ": ЦИ (IО K PY(l Г(0 (1 ni 1 (. .> !3J (с) Г с;Е (",ОС. рас! ioл«>(iei!ис . фр к <, и i(i ><Оду Охл 3ж Дс>IOI с! (O c» (()IIТ i (lО 3(!«ляc.:Т (:У(,(.CТ БСНI О 3 У((енс)И Ь B)-.-t Л 0) 13:"., :ИЛ ЗС Г« СЛОЯ Д((» 3: « 3- (4О 1 Т (i Pet, Г(Kc)cа i(И1 j1ел(л!ь(!"а х(>- .! (-(>з 3 и на 0 !ал Зе-ИЕ . . -,;3, " Ь ll,)ОС!.!: Ь ",1ci ГЕ;)„.1с)ла ПОД решет <" Охп .диT лг(, уве:1ичиTь темi epB-,уру Воз 1 .:".:: а Вь(xоде »з слоя ссГЛ<)t .(3!P)l Г,,, ((,: 3ЬiCИТЬ ЭффЕКТИВ - >c «(, .; -! ">с»„.1;;1,-,,; 1 ))--1 3 (13и ((О ..:;;)нт::, : 1,"С((НИ Нрс;.(Еllи ОХ:1,) (j;(.: (ИЯ СЛ«Л -«стиг;Ie-.сл,,: с !.:," T(3 о, -ITÎ круп— » с ((. k(У C K (1 () сi C i i«:1с3 (П .>T Нс3 ВХОД(3 В .JI(;,n Охг>(>н<д:)oil(г0 аге,T», где они ОМЫс3ВЮ iCË ХОЛОД НЬ!» ВОЗ(;УХО>л, "-ВС— ПОЛ(>НЕIIi e К> (<ОВ ti,»KCint .B.(lk HO(1 КРУПности !«:жду сг «ем и(. с" eли В ><елкой 4в .,>(),:((!»(1("й и «крунеliln(t. «,l <4(ли фраклми крупных ку(к«B р«з ШЕН L»B (>С Р(.(1 ВДс> jlc3 В ie knf fj В;)ЗДУХс> На, 4 гэ,»нинах крупных кусков. (3СЛЕДCTB,nЕ ЭТО() И ГЕс4С(<ф;ЦИРУЕТся те! лоотдача оТ 4рупных кусков и (30з растает с. реднлл те 1пе ра тура Воздуха на Выходе из сг!Ол за счет более и ITekfcin 8!40! О теГ(лооб л на В круГlных кусках. Зре(лл охлаждения всего слоя до заданной температуры при этом снижаетcл Hа )0-50, ln Iна такую >не Велис И Н У У М Е Н Ь Ш с> Е Т С Л > Д С Гl Ь Н Ы . 1 Р с» С Х О Д B O 3 духа, Укладка на решетку ох.ладителя постели из средней фракции обеспечивает снижение просыпи под решетку -,Ок 3. Вкг ючающему Ц И! и с3 Г Л 0М (" () с3 Т а В c);;J"i(3Hд,1яц(-: го -.: г(.-нт ,О с1 ГЛОМ(,):i . У с<Л.»ДЫ (3 Д с3 () >< J I 3 >I." «3 "O JJ e I C: с3! вправлении потока а, дробле(4ный агна ) фракции; мслс(ую,>(>0 мм и кру,ную фракцию c3kOT C() CTOP0HbI 6ХО ента В слой,70-85" адывают B слой едн()Й фракLJиями JcK 3 nè кРУ (3íÎÉ 5 981 охладителя. Наличие постели на решетке охладителя также смягчает удар от падения крупных кусков на полотно и предотвращает их разрушение, т.е. образование дополнительного количест- 3 ва мелких фракций на охладителе. Разделение всего слоя на три фракции выбранной крупности обусловлено следующим. Охлаждение кусков максимальной 10 крупности лимитирует весь процесс охлаждения слоя агломерата, причем при крупности кусков более 80-100 мм фильтрация воздуха через их сквозные поры становится значимой, т.е. су- 13 щественно влияет íà время, охлаждения крупных кусков (охлаждение происходит не только 3а счет теплопроЬодности, но и конвекции). Пр размере куска менее 80-100 мм его охлаждение, вслед-2о ствие более развитой поверхности и сравнительно небольшого диаметра, не лимитирует охлаждение всего насЫпного слоя. Для кусков агломерата с высокой кажущейся плотностью (более 25 1800 кг/м ) выбирается нижний предел крупности минимального размера куска (80-90 мм); для кусков с пониженной кажуг.ейся плотностью (менее 1800 кг/м ) — 90-100 мм. 30 Выбор минимального диаметра кусков крупной фракции производится из условия, что непродуваемый кусок средней фракции средним размером 40-50 мм должен охлаждаться за то же время, что и кусок максимального диаметра. Уравнение для вычисления диаметра имеет вид: СгФ<ро 6 «40 Ф 5hv, @R 2 ам 4S ки уже не возрастает, но аэродинамическое сопротивление слоя, который становится полидисперсным, увеличивается. Растет и просыпь мелочи в воздушный тракт охладителя. Осуществление способа загрузки возможно в устройствах, предназначенных для охлаждения агломерата, например на линейном охладителе, работающем с высотой слоя 600-750 мм. Пример 1, В охладитель поступает дробленый агломерат следующего типичного гранулометрического состава: Двоек Мв вой »»ха х »» а »»» g ЗсК 4ЯМ где И = О 15Ы вЂ” скорость фильтра сро Р ции через крупный . кусок, равная 151 от скорости фильтрации через слой; î — коэффициент теплодачи; радиус среднего куска, d — диаметр максимального кустах ка средней фракции; коэффициент теплопроводносМ ти куска; 407 6 t»1 — tg 100-5О л t ц tg 900-50 температура центра куска в конце ох-, лаждения. Решение уравнения при 1) 2, =1 м/с, р; = 50 ккакл/м, ч .град ., Ад1 = =0,5 ккал/м ч.град., R = 0,02 м дает d g —— О,1 м. Таким образом, крупную фракцию с минимальным размером куска 80-100 мм необходимо выделить и расположить в слое со стороны ввода охлаждающего агента. Кроме того, необходимо » Ф создать благоприятные аэродинамические условия для фильтрации холодного агента через сквозные поры крупных кусков. С этой целью крупные куски, согласно предлагаемому способу, окружают мелкой фракцией с максимальным размером куска 8-10 мм. При размере куска более 10 мм коэффициент сопротивления мелкой фракции, размещенной между крупными кусками, значительно меньший, чем собственно крупного куска. Поэтому перепад давлений агента в слое крупных кусков низкий и фильтрация воздуха через крупные куски незначительная. Укаэанное приводит к существенному увеличению времени охлаждения крупных кусков. Снижение верхнего предела крупности мелкой фракции приводит к росту полидисперсности средней фракции и росту аэродинамического сопротивления последней. При отсутствии слоя постели увеличивается и просыпь мелочи в воздушный тракт. Между кусками крупной фракции размещают 15-303 мелкой. При укладке менее 15/ межМусковое пространство слоя крупных кусков не заполняется мерзкой фракцией, сопротивление и соответственно продуваемость кусков снижаются. При размещении между крупными кусками более 301 мелкой фракции фильтрации охлаждающего агента через кус981407 Размеры фр а кци й, мм (>100 10 0 ",25 Весовая доля фракции, 4 26,0 16,0 19,0 20,0 19,0 "коР "сср "мср 3S десь агломерат указанного гранулометрического состава делим на три класса указанных размеров и загружаем на охладитель. Считая в первом приближении равными весовые и объемные доли фракций агломерата, получаем следующую картину распределения материала по высоте слоя в охладителе, 3: Фракция ) 100 мм 16 Фракция (100 мм 39 Фракция 10-100 мм 45 При этом 204 (отн.j мелкой фракции (8Ж абс.) располагаем между кусками крупной. Расчетно-теоретическими и экспери- ментальными исследованиями показано, что при существующих способах загрузки агломерата в охладители можно расчитывать охлаждение отдельно каждой из указанных фракций агломерата, 30 а общее время охлаждения определяет,ся как сумма времени охлаждения от дельных фракций: где Ь - общее необходимое время охлаждения слоя; время охлаждения крупной к<р л фракции; 40 время охлаждения средней фракции; ь„ — время охлаждения мелкой фракции. Время охлаждения крупной фракции составляет 50-604 от времени охлаждения с . Поэтому, расположив куски максимальной круйности на входе охлаждающего агента в слой и учитывая относительно низкую интенсивность охлаждения крупных кусков по сравнению со средней фракцией, достигается приближенное равенство "кф "сср "мср посКольку м невелико и составляет 5-104 от < . Таким образом, предлагаемый-способ загрузки обеспечивает 25-:10 10 —;)0 (5 сокращение общего времени охлаждения на 40-504, что означает реальное увеличение производительности охладителя на укаэанную величину и снижение на ту же величину удельного расхода воздуха. При этом средняя температура воздуха на выходе из слоя несколько возрастает за счет более интенсивного охлаждения всего слоя. Пример 2. Гранулометрический состав агломерата принят, как и в примере 1, но часть средней фракции укладывается в виде постели на полотно охладителя. Б этом случае суммарное время охлаждения слоя снижается по сравнению с существующими способами загрузки на величину несколько меньшую, чем в примере 1, так как в данном случае крупные кускИ начинают охлаждаться после охлаждения слоя постели, время охлаждения которого 5-104 от . В результате это1 го при наличии постели с сокращается по сравнению с известными способами загрузки на 30-404, но количество мелкой фракции в агломерате, разгружаемом с охладителя снижается. Производительность охладителя увеличивается, а удельный расходовоздуха снижается на укаэанную величину. Таким образом, предлагаемый способ по сравнению с известными, обеспечивает снижение необходимого времени охлаждения слоя до заданной температуры на 30-504, т.е. увеличение на ту же величину производительности охладителя, снижение удельного расхода воздуха на охлаждение на 30-504, т.е. снижение на указанную величину основной статьи эксплуатационных расходов (электроэнергии). Повышение производительности агрегата достигается за счет сокращения необходимого времени охлаждения слоя до заданной температуры на 30-504. Удельный расход воздуха при увеличении производительности на 401 снижается на 30 4. 9 98 Формула изобретения Составитель А. Близнюков Техред:З.Палий Корректор Н Редактор А. Г лько Заказ 9639/39 Тираж 660 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035 Москва„ Ж-35 Раушская наб. д. 4/g Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Значительно большего снижения удельного расхода воздуха можно достигнуть за счет предлагаемого способа загрузки, оставив неизменной производительность агрегата ОП-315, В этом случае уменьшение необходимого времени охлаждения на 40-503 равнозначно сокращению необходимой активной площади охлаждения на ту же величину. Это означает, что из шести вентиляторов ВДН-24 НУ, которыми укомплектован ОП-315, после реализации предлагаемого способа загрузки и при неизменной производительности, 2-3 вентилятора могут быть отключе- ны. В этом случае экономия состав ляет (6,5-:9, 7) ° 10 квт или 130t90 тыс. руб. в год. 1. Способ загрузки агломерата в охладитель перекрестного тока, включающий продув охлаждающего агента через слой и распределение фракций агломерата в направлении потока охлаждающего агента, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения производительности охладителя и снижения эксплуатационных затрат, 1407 10 дробленый агломерат разделяют на три фракции: мелкую (с10 мм), крупную (>80 мм) и среднюю (10-80 мм), при этом крупную фракцию агломерата укладывают со стороны входа охлаждающего агента, 70-853 мелкой фракции укладывают между слоями крупной и средней фракций и 15-303 - между кусками слоя крупной фракции, а сред1 нюю фракцию укладывают со стороны выхода охлаждающего агента из слоя. 2. Способ по и. 1, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью уменьшения просыпи, со стороны ввода 1 охлаждающего агента укалывают слой постели толщиной 50-80 мм из средней фракции агломерата. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 2о 1. Ловчиновский Э.В. Механическое оборудование фабрик для окускования железорудного сырья. М., "Машиностроение", 1977, с. 256. 2. Фролов Ю.А.,и др. Исследование 25 различных схем охлаждения агломерата, разработка новых охладителей и методов его расчета. Отчет ВНИИМТ r.р. 78057621, инв. N 5852058, 14.05.80. Свердловск, с. 226. зв 3. Патент Японии М 50-20925, кл. 10 А 14, 18.07.75.
