Обжиговая машина конвейерного типа
Конвейерная обжиговая машина.
Конвейерная обжиговая машина по своему устройству подобна агломерационной машине, но в отличии от нее имеет более низкий вакуум под решеткой ввиду высокой газопроницаемости слоя окатышей и разделенную по длине на технологические зоны ленту; первое отличие машины позволяет вместо эксгаустеров использовать высокотемпературные вентиляторы.
Ввиду более высокого нагрева колосниковой решетки тележек она разделена по высоте на две части: подколосниковые балки и колосники.
РИС. 4. Технологическая схема процесса обжига окатышей на конвейерной обжиговой машине:
1 – зона сушки; 2 – зона нагрева; 3 – первая зона обжига; 4 – вторая зона обжига; 5 – зона охлаждения; 6 – отходящие газы в зону нагрева; 7 – подсос холодного воздуха из атмосферы; 8 – отходящие газы в зону сушки; 9 – отходящие газы в дымовую трубу.
На РИС. 4 представлена технологическая схема конвейерной обжиговой машины. Машина снабжена верхними укрытиями-камерами, соответствующими технологическим зонам: зонам сушки и нагрева, первой и второй зонам обжига и зоне охлаждения.
Обжиг окатышей производят продуктами горения газа, сжигаемого при помощи газовых горелок, установленных в укрытиях-камерах зон обжига. Отходящие газы из второй зоны обжига поступают в зону сушки, а из зоны охлаждения – в зону нагрева.
Для непрерывной подачи на обжиговую машину сырых окатышей применяют роликовые питатели. Питатель представляет собой конвейер с гладкими роликами, вращающимися в одну сторону.
Весьма широко применяются качающиеся питатели-укладчики, при помощи которых сырые окатыши равномерно распределяются по ширине роликовых питателей или колосниковых решеток обжиговых машин. Питатель-укладчик представляет собой качающийся в горизонтальной плоскости наклонный конвейер с бесконечной резино-тканевой лентой.
Технические характеристики конвейерных обжиговых машин конструкции УЗТМ:
Шахтная печь.
На РИС. 5 показана принципиальная схема получения металлизованных окатышей с использованием шахтной печи. Сырые окатыши из бункера 1 поступают на грохот-питатель 2 и далее направляются в скип 3, которым подают окатыши на колошник шахтной печи 4.
РИС.5. Принципиальная схема получения металлизированных окатышей в шахтной печи.
Упрочняюще-восстановительный обжиг, происходящий в верхней половине печи (зона I), достигается за счет омывания опускающегося столба окатышей идущим навстречу ему горячим восстановительным газом, поступающим в печь по магистрали 10. Выходящий из печи по газопроводу 5 колошниковый газ предварительно очищают от пыли в скруббере 6, а затем газодувкой 7 направляют в смеситель 11, куда по газопроводу 15 поступает также природный газ. Процесс конверсии последнего осуществляют в аппарате 9. Физическое тепло, необходимое для протекания процесса, получают за счет сжигания части колошникового газа, поступающего по газопроводу 8, и природного газа, идущего по газопроводу 13. Воздух для горения нагнетают воздуходувкой 16 по магистрали 17. Отходящие из аппарата 9 по газопроводу 12 продукты горения проходят через теплообменник 14.
Упрочненные и восстановленные окатыши в нижней половине печи (зона II) охлаждают в противопотоке холодного газа, подаваемого в печь газодувкой 18. Охлаждающий газ циркулирует в замкнутом контуре, в состав которого входит скруббер 19.
Выгружаемые из печи окатыши поступают на грохот 20. Надрешетный продукт направляют в доменный цех или на склад готовой продукции, а подрешетный идет на переработку.
Производительность шахтных печей достигает 500 тыс. т окатышей в год.
Вывод.
Внедрение новых технологий производства высокометаллизованных окатышей позволяет отказаться от доменных процессов в металлургической промышленности, тем самым делая его более экономически рентабельным и экологически чистым.
Список литературы
1. Маерчак Ш. Производство окатышей. Пер. со словац. – М.: Металлургия. 1982.232с.:ил.
2. Корогнч В. II. Основы теории и технологии подготовки сырья к доменной плавке: Учебн. для вузов. – М.: Металлургия. 1978. – 208 с.: ил.
3. Целиков А.И. Машины и агрегаты металлургических заводов I том: Учебн. для вузов. – М.:Металлургия.1976. – 416 с.:ил.
Оптимальная влажность шихты по условиям ее окомкования зависит от добавки известняка и бентонита в той мере, в какой изменяется при этом удельная поверхность шихты: если удельная поверхность увеличивается от добавки известняка, то оптимальная ее влажность повышается, и наоборот.
Железорудным концентратом называют продукт обогащения железной руды, содержащий >60% Fе. Концентраты различаются по физическим свойствам, химическому и минералогическому составам, а также по способу их обогащения. Железорудный концентрат получают методами магнитной сепарации, флотации и обжиг-магнитного обогщения или при помощи комбинирования этих методов. Исходными железорудными материалами для производства окатышей могут быть тонкоизмельченные магнетитовые, гематитовые, бурожелезняковые (гидрогематитовые) и сидеритовые концентраты и руды.
Для получения высококачественных окатышей важную роль играет крупность железорудного концентрата. Крупность концентратов обычно характеризуется содержанием определенных классов, например, 0,074, 0,050 и 0,044 мм и удельной поверхностью частиц концентрата.
2.Упрочняющий обжиг железорудных окатышей
При обработке окатыши последовательно подвергаются сушке, подогреву, обжигу, охлаждению. В процессе термической обработки сырые окатыши проходят ряд физико-химических процессов: удаление влаги; нагрев; разложение известняка (в случае офлюсованных окатышей); окисление оксидов железа; упрочнение окатышей; охлаждение.
Распределение полезной площади обжиговой конвейерной машины между технологическими зонами производится, исходя из обеспечения оптимальных условий протекания указанных процессов.
2.1.Процессы, протекающие в зоне сушки
В зоне сушки происходит удаление влаги из сырых окатышей и подготовка к их последующему нагреву. Зона сушки состоит из двух подзон: 1) с продувом теплоносителя через слой; 2) с прососом теплоносителя. В процессе сушки окатышей происходит перераспределение воды по высоте слоя, в результате которого в отдельных участках слоя наблюдается их переувлажнение. Переувлажнение сырых окатышей происходит в результате конденсации на холодных окатышах водяных паров, выделяющихся из подсушенных окатышей. Оно снижает их прочность и повышает пластичность. Во избежание этого повышают температуру окатышей в зоне переувлажнения до точки росы и направляют поток газов в зоне сушки сначала вверх, затем сверху вниз. Степень переувлажнения зависит от начальной влажности.
В процессе сушки окатышей возможны два вида разрушений: трещинообразование и взрывообразное разрушение или шок. Начало процесса сушки, характеризующееся удалением капиллярной воды, особенно неблагоприятно, так как может привести к образованию трещин. Это объясняется тем, что связанность материала обеспечивается главным образом капиллярными силами.
Взрывообразный шок наблюдается в конечный период сушки. Шоку, как правило, подвержены верхние ряды окатышей. В процессе сушки окатышей происходит их усадка, обусловленная удалением влаги. Наибольшая усадка характерна для материалов, имеющих высокую влажность, и проявляется в основном при сушке при низких температурах.
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
В ходе обжига офлюсованных окатышей возможно образование некоторого количества сульфата кальция и конечная степень десулфатизации зависит от разложения этого сульфата, который является устойчивым соединением. При 1360 0 С за 20 мин разлагается лишь половина сульфата. Причем при 1100-1300 0 С в отсутствии оксидов железа, кремния и алюминия сульфат кальция не разлагается. На содержание серы в окатышах влияют следующие факторы:
1) скорость нагрева и конечная температура обжига;
2) продолжительность обжига;
3) основность окатышей;
5) степень измельчения известняка;
6) состав газовой среды;
Изменением этих параметров можно добиться снижения содержания серы в готовых окатышах.
3. Конвейерная обжиговая машина
Назначение и устройство.
Обжиговая машина предназначена для сушки, подогрева, упрочняющего окислительного обжига и охлаждения сырых окатышей из железорудных концентратов с целью получения продукта для металлургического передела.
Обжиговая машина представляет собой тепловой агрегат конвейерного типа с непрерывным процессом загрузки, обжига и разгрузки окатышей. Она имеет механическую и тепловую части, смонтированные на каркасе и связанные между собой технологическим циклом обжига окатышей.
Тепловая часть обжиговой машины состоит из установки горнов с форкамерами, коллектора прямого перетока и установки газовоздушных камер.
Механическая часть состоит из коллектора обжиговых тележек, установки приводных звездочек, узла загрузки постели. Привода ленты обжиговых тележек, укрытия, камер просыпи, установки уплотнений, бортового уплотнения, направляющих, разгрузочного устройства, водоохлаждения, системы смазки и вспомогательных механизмом.
Принцип действия обжиговой машины следующий: тележки с колосниками движутся по направляющим, состоящим из прямолинейных ветвей (нижней и верхней), а также криволинейных участков в загрузочной и разгрузочной частях машины. В начале прямолинейной рабочей ветви на тележки загружается подстилочный материал, включающий донную и бортовую постели (обожженные окатыши крупностью 8-16мм) и предохраняющий колосники и борта от воздействия высоких температур, а так же создающий условия для равномерного обжига окатышей по всему сечению слоя. Загрузка сырых окатышей на обжиговые тележки осуществляется загрузочным устройством, состоящим из качающегося закладчика и роликового питателя. За время движения по горизонтальной рабочей ветви над газовоздушными камерами окатыши на тележках подвергаются термической обработке: сушке, обжигу, охлаждению и затемпоступают на разгрузку.
Установка горнов обжиговой машины имеет пять технологических зон: сушки, подогрева, обжига, рекуперации и охлаждения. Зоны сушки и охлаждения разделены каждая на две части. Для разделения зон подогрева и сушки, обжига и рекуперации, охлаждения предусмотрены вертикальные разделительные стенки на водоохлаждаемых балках. Горны зон сушки выполнены в виде кожухов, сваренных из листовой стали. Кожух первой зоны сушки изнутри не футерован, кожух вторй зоны сушки имеет полуциркульный свод, на боковых стенках кожуха укреплены водоохлаждаемые опорные плиты для поддержания футеровки.
Горны для подогрева и обжига состоят из вертикальных панелей. Укрепленных болтами на стойках каркаса, и плоского подвесного свода из огнеупорного кирпича. Панели футерованы огнеупорным кирпичом, выложенным на опорных плитах. В этих зонах процесс горения топлива вынесен в специальные камеры горения- форкамеры, зафутерованные изнутри огнеупорным кирпичом. Горн зон рекуперации и охлаждения выполнен в виде общего сварного кожуха, состоящего из боковых стенок и наклонного полуциркульного свода, футерованных жаропрочным бетоном.
4. Расчет материального баланса
Расчет шихты для производства окатышей сводится к совместному решению уравнения материального бпланса и баланса основности. Для расчета необходимо задать содержание FeO в готовых окатышах, их основность, определяемую выражением:
,
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Обжиговая машина конвейерного типа
Изобретение относится к подготовке железорудного сырья в металлургии, а именно к конструкции оборудования для производства окускованной продукции.
Известны обжиговые машины конвейерного типа, содержащие ленту с секциями сушки, подогрева, обжига и охлаждения, колпаки отвода отработанных газов и подачи теплоносителя, расположенные над и под лентой, переточный коллектор, оборудованный топливосжигающим средством и состоящий из автономных камер с вертикальными и горизонтальными участками газоходного тракта, соединяющими между собой различные секции машины [1] Недостатками известных конструкций являются: установка коллекторов для передачи теплоносителя только одного температурного уровня остальной теплоноситель либо передается по специальному оборудованному тягодутьевыми установками тракту, либо сбрасывается в дымовую трубу; установка двух коллекторов одного типа и назначения вместо возможного одного; наличие специального, оборудованного двухсторонними и многочисленными топливосжигающими средствами, отопительного горна. Такая система требует оборудования подводами топлива, воздуха горения, воздуха разбавления; наличия тягодутьевых установок, специальных трактов; усложненной конструкции топливосжигающих средств; отсутствие системы для подготовки равномерного по температуре теплоносителя.
Перечисленные недостатки частично устраняются при оборудовании обжиговой машины переточным коллектором, передающим теплоноситель с различной температурой.
Наиболее близкой к предлагаемой является обжиговая машина конвейерного типа, содержащая ленту с секциями сушки, подогрева, обжига и тремя секциями охлаждения, колпаки отвода отработанных газов и подачи теплоносителя, расположенные над и под лентой, переточный коллектор, оборудованный топливосжигающим средством и состоящий из трех автономных камер различного температурного уровня с вертикальными и горизонтальными участками газоходного тракта, соединяющими между собой различные секции машины, тракт рециркуляционных газов [2] Недостатками данной конструкции являются: отсутствие переточного коллектора для подвода теплоносителя к секции сушки окатышей. В итоге необходим специальный тракт подвода теплоносителя со своими тягодутьевыми установками, задвижками и пр. наличие отопительного горна с многочисленными и расположенными с двух сторон машины топливосжигающими средствами; отсутствие системы для подготовки равномерного по температуре теплоносителя.
Цель изобретения устранение перечисленных недостатков посредством передачи трехкамерному переточному коллектору функции деформирования и транспортировки теплоносителя с включением рециркулянта в недостаточно по массе значительные газопотоки. Рециркулянт при этом имеет дополнительную транспортирующую функцию. Для этого используют обжиговую машину конвейерного типа, содержащую ленту с секциями сушки, подогрева, обжига и тремя секциями охлаждения, колпаки отвода отработанных газов и подачи теплоносителя, расположенные над и под лентой, переточный коллектор, оборудованный топливосжигающими средствами и состоящий из трех автономных камер различного температурного уровня с вертикальными и горизонтальными участками газоходного тракта, соединяющими между собой различные секции машины, тракт рециркуляционных газов. На этой машине третья по ходу машины секция охлаждения соединена с секцией сушки, вторая с секцией подогрева, а первая с секцией обжига, при этом тракты, соединяющие секции охлаждения с секциями сушки и подогрева, снабжены расположенными на входной по ходу газа части вертикальных участков смесителями газовых потоков, соединенными с трактом рециркуляционных газов, первый из которых выполнен в виде эжектора, а топливосжигающие средства установлены на входной по ходу газа части вертикального участка, соединяющего первую секцию охлаждения с секцией обжига. Выходное сечение вертикальных участков газоходных трактов выполнено равным 1,3-3,5 сечения их горизонтальных участков. Колпак подачи газов секции сушки снабжен патрубком, соединенным с трактом рециркуляционных газов.
Сущность изобретения заключается в оснащении трехкамерного переточного коллектора системами повышения транспортирующей способности газопотоков, смешении различных газопотоков и деформирования теплоносителя с корректировкой его температуры.
Переточный коллектор оснащен тремя камерами, что является достаточным для передачи отработанных газов из секции охлаждения в секции сушки, подогрева и обжига. Камеры коллектора различаются друг от друга различным температурным уровнем транспортируемых по ним газов и различной длиной. Низкотемпературная камера соединяет между собой колпаки третьей секции охлаждения и секции сушки. Промежуточная камера колпаки второй секции охлаждения и секции подогрева. Высокотемпературная камера колпаки первой секции охлаждения и секции обжига. Камеры коллектора могут быть расположены как друг над другом, так и разведены в разные стороны и более или менее совмещены по горизонтали.
Низкотемпературная камера имеет невысокую транспортирующую способность. К тому же отработанных газов, выходящих из третьей секции охлаждения, недостаточно для секции сушки окатышей. Поэтому на входной по ходу газов части низкотемпературной камеры установлен смеситель, выполненный в виде эжектора. В качестве эжектирующего газа использован рециркулянт, забираемый из тракта рециркуляционных газов. По ходу транспортировки и особенно на поворотах газопотоки хорошо перемешиваются и поступают в колпак секции сушки с равномерной температурой.
Наличие эжектора также обеспечивает возможность повышения скоростей транспортировки газопотока, что позволяет уменьшить поперечные размеры камеры и ликвидировать возможность оседания пыли на горизонтальном участке камеры.
Промежуточная камера также снабжена смесителем для улучшения формирования газопотока, устанавливаемого на входной части камеры.
Высокотемпературная камера оснащена топливосжигающими средствами доформирования состава и температуры теплоносителя. Эти средства необходимы для розжига машины при ее пусках во время кратковременных остановок и при необходимости увеличения температуры выходящих из слоя отработанных газов. В случае отсутствия такой необходимости топливосжигающие средства либо отключают, либо подают через них рециркулянт. Во всех случаях необходима установка топливосжигающих средств на входной части камеры. Этим достигается повышение степени перемешивания, получение теплоносителя, равномерного по температуре и составу, удаление горящего факела от слоя окатышей, размещение очага горения в восходящем потоке воздуха разбавления.
По всем камерам коллектора протекают массивные и инерционные газопотоки, подаваемые на слой сверху вниз. При этом происходит их негативное воздействие на структуру слоя раздувание и сминание частиц. Для устранения этого выходное сечение вертикального участка камер коллекторов выполнено равным 1,3-3,5 от сечения их горизонтального участка.
Степень использования рециркулянта повышают посредством оборудования колпака подачи газов секции сушки патрубком, соединенным с трактом рециркуляционных газов. Такое решение используют в случае нехватки основного рециркулянта из вакуумных камер секции обжига.
На чертеже изображен вариант выполнения выходного вертикального участка камер коллекторов цилиндрическим (участок может иметь коническую форму по всей своей высоте или по части своей высоты); обжиговая конвейерная машина (продольный разрез) с трехкамерным переточным коллектором.
Машина состоит из переточного коллектора с низкотемпературной камерой 1 с эжектором-смесителем 2, вертикальными 3 и горизонтальными участками, с промежуточной камерой 4 со смесителем 5, вертикальными и горизонтальными участками, с высокотемпературной камерой 6 с топливосжигающим средством 7, вертикальными и горизонтальными участками, и конвейерной ленты с секциями сушки с колпаком 8 подвода теплоносителя, патрубком 9 подвода рециркулянта и вакуумными камерами 10 подогрева с колпаком 11 и вакуумными камерами 12 обжига с колпаком 13 и вакуумными камерами 14, первой секции охлаждения с колпаком 15 и дутьевыми камерами 16, второй секции охлаждения с колпаком 17 и дутьевыми камерами 18 и третьей секцией охлаждения с колпаком 19 и дутьевыми камерами 20.
Машина работает следующим образом.
Сырые окатыши загружают на конвейерную ленту и подвергают последовательно сушке, подогреву, обжигу и трехступенчатому охлаждению. В секции сушки теплоноситель подают через камеру 1, ее вертикальный участок 3 и колпак 8. При необходимости в колпак 8 через патрубок 9 подают рециркулянт. Отработанные газы из зоны сушки отводят через камеры 10 и сбрасывают в дымовую трубу. В секцию подогрева теплоноситель подают через камеру 4 и колпак 11, а отработанные газы отводят через камеры 12 и также сбрасывают в трубу. В секцию обжига теплоноситель подают через камеру 6 и колпак 13, а отработанные газы отводят через камеры 14 и используют в качестве рециркулянта во всей системе. В секции охлаждения во все ее дутьевые камеры 16, 18 и 20 в качестве охлаждающего агента подают атмосферный воздух. В первой секции охлаждения к воздуху добавляют рециркулянт, полученную смесь фильтруют через слой и отводят через колпак 15. В этом колпаке восходящий поток отработанных газов смешивают с продуктами горения топлива, образующихся при работе топливосжигающих средств 7, и полученный теплоноситель по камере 6 подают в колпак 13 секции обжига. Во второй секции охлаждения воздух фильтруют через слой, отработанные газы отводят через колпак 17, подают в камеру 4, в которой смешивают с подаваемым через смеситель 5 рециркулянтом и направляют в колпак 11 секции подогрева. В третьей секции охлаждения воздух также фильтруют через слой, отработанные газы отводят через колпак 19, подают в камеру 1, в которой смешивают с рециркулянтом, используемым в эжекторе-смесителе 2 для транспортировки сформированного газопотока и направляют в колпак 8 секции сушки. Далее все циклы повторяются.
Применение изобретения обеспечивает понижение топливоэнергетических затрат на передел, улучшение качества готовой продукции и увеличение производительности обжиговой машины.
1. ОБЖИГОВАЯ МАШИНА КОНВЕЙЕРНОГО ТИПА, содержащая ленту с секциями сушки, подогрева, обжига и тремя секциями охлаждения, колпаки отвода отработанных газов и подачи теплоносителя, расположенные над и под лентой, переточный коллектор, оборудованный топливосжигающим средством и состоящий из трех автономных камер различного температурного уровня с вертикальными и горизонтальными участками газоходного тракта, соединяющими между собой различные секции машины, тракт рециркуляционных газов, отличающаяся тем, что третья по ходу машины секция охлаждения соединена с секцией сушки, вторая с секцией подогрева, а первая с секцией обжига, при этом тракты, соединяющие секции охлаждения с секциями сушки и подогрева, снабжены расположенными на входной по ходу газа части их вертикальных участков смесителями газовых потоков, соединенных с трактом рециркуляционных газов, первый из которых выполнен в виде эжектора, а топливосжигающие средства установлены на входной по ходу газа части вертикального участка, соединяющего первую секцию охлаждения с секцией обжига.
2. Машина по п.1, отличающаяся тем, что выходное сечение вертикальных участков газоходных трактов выполнено равным 1,3 3,5 сечения их горизонтальных участков.
3. Машина по п.1, отличающаяся тем, что колпак подачи газов секции сушки снабжен патрубком, соединенным с трактом рециркуляционных газов.