HU210661B - Ignition set - Google Patents

Description

A leírás terjedelme: 6 oldal (ezen belül 1 lap ábra)

HU 210 661 B

A találmány tárgya gyújtóberendezés keverékből lévő, mozgó ágy begyújtására, amely keverék vasércből és kokszból áll és ezek elégése a vasérc agglomerációját hozza létre és amely berendezés kürtőt tartalmaz, ez alatt tüzelőanyaggal és levegővel táplált égők vannak elhelyezve, a kürtő pedig a keverékből lévő ágy teljes szélessége felett és hosszának egy olyan részén nyúlik végig, amely alkalmas az ágy felfűtésére a begyújtási hőmérsékletig, az égők tengelyei pedig a keverékből lévő ágy felületére merőlegesek.

Az ércek átalakításának folyamata a fémkohászatban egy olyan lépést tartalmaz a vasércek agglomerációjának létrehozására, amely lényegében abból áll, hogy a vasércet előégetik, mielőtt azt a nagyolvasztóba betáplálnak. Ez az előégetés keverek elégetésével történik, amely keverék lényegében ércet és kokszot tartalmaz.

A keveréket, amely általában ágy alakban van jelen, mozgásba hozzák egy törőgép, majd a nagyolvasztó felé.

A keverék elégetésekor lejátszódó reakció eléggé exotermikusak ahhoz, hogy ha a keverék begyújtását egyszer elvégezték, akkor az égés fennmarad, amenynyiben elegendő oxigént táplálnak be.

Általában egy gyújtókürtőt helyeznek el a gyújtóvonal elején és ez indítja meg az égési reakciót a keverékből lévő ágy felületén. Az égés azután fokozatosan tovaterjed a keverékből álló ágy vastagságában, amint az ágy előrehalad, oly módon, hogy mielőtt eléri a törőgépet, a vasérc teljes agglomerációja bekövetkezik.

Ismeretes olyan gyújtókürtő, amely alatt az égők a keverékből lévő ágy két szélén vannak elhelyezve oly módon, hogy az égésterméket vízszintesen fújják ki, azaz a keverékből álló ágy felületével párhuzamosan, úgy hogy a lángok az ágy felületét érintik. Ilyenek például a LURGI cég által gyártott berendezések.

A gyújtókürtő a keverékből lévő ágyat a falakból visszaverődő hősugárzás révén fűti, annak teljes szélessége mentén, és azon keresztül haladva a keverékből lévő ágy felülete fokozatosan eléri az égés hőmérsékletét.

Mivel azonban az égő lángjának a hőmérséklete nem homogén a teljes hossza mentén, és mivel az égők a keverékből lévő ágy két oldalán, egymással szemben vannak elhelyezve, így a belőlük jövő lángok átfedésbe kerülnek a keverékből lévő ágy közepénél, és így az ágy felületének hőmérséklete a szélessége mentén heterogén.

Ezenfelül a keverékből lévő ágy vastagságában mutatkozó esetleges szabálytalanságok ugyancsak oda vezetnek, hogy a hőmérséklet eloszlás az ágy felületén nem kielégítő.

A gyújtást gyorsítani lehet és az égési reakció terjedését javítani lehet, ha levegőt keringtetnek a keverékből lévő ágy felületére merőlegesen, ekkor ugyanis a levegő oxigénje az égési reakciót táplálja.

A gyújtóberendezés különösen a víz elpárolgását biztosítja a keverékből és ily módon a keverékben szabad terek képződnek, amelyekben a levegő keringeni tud.

A keverék túl nagy hőmérséklete annak üvegesedését vonja maga után, így elveszti a levegővel szembeni áteresztőképességét, így tehát a levegő keringése nem jön létre. Ezzel szemben a keverék túl kis hőmérséklete nem teszi lehetővé az érc agglomerációját. így tehát nagyon fontos, hogy egy meghatározott vastagságban homogén és jól ellenőrizhető hőmérsékletet biztosítsanak, ami az ismert berendezésekkel nem valósítható meg.

Ezenfelül a meleg gázok áramlása, amely merőleges a keverékből lévő ágy felületére, ellentétes az égőből kibocsátott gáz mozgásával, amely a keverékből lévő ágy felületével párhuzamos. Ily módon az égőből jövő és a keveréken keresztüláramló gázáramok heterogének.

Végül, mivel az égők lángjai vízszintesek a keverékből lévő ágy felületéhez képest, fölöslegesen melegítik a kürtő belső felületét, amely az égők fölött helyezkedik el, és ily módon növelik a hőveszteséget.

Az FR 2 347 445 lajstromszámú szabadalmi leírás olyan tüzelő berendezést ismertet, amelyben égők vannak és ezek gáz vagy folyékony tüzelőanyag és oxidálógáz keverékével vannak táplálva. Az égők keresztirányú sorokban vannak elhelyezve és a tüzelőanyag és levegő betáplálás! arányát égősoronként szabályozzák. A keverőágy hőmérsékleteloszlása ugyan javul, de még mindig nem homogén.

Az EP 221 797 lajstromszámú szabadalmi leírás berendezést ismertet vasércből és kokszból álló mozgó ágy begyújtására, annak érdekében, hogy az ásvány agglomerációját hozza létre. A berendezés egy kürtőt tartalmaz, amelyben égő vannak elhelyezve és eszközöket tüzelőanyag és levegő betáplálására. Az égők három sorban vannak elhelyezve, és mindegyik égősorhoz három különböző elosztó tartozik. A keverőágy hőmérsékleteloszlása ennél a megoldásnál sem homogén.

Annak érdekében, hogy kiküszöböljük a keverékből lévő ágy szélessége mentén a hőmérséklet heterogenitásából, a gázáramok keringésének és az oxigén eloszlásának egyenetlenségeiből, valamint a hőveszteségből származó hiányosságokat, a találmány értelmében a gyújtóberendezésnek a tüzelőanyag mennyiségét és a levegő mennyiségét mindegyik égő számára külön-külön, egyenként szabályozó eszközei vannak.

Előnyösen az égő a keverékből lévő ágy szélessége mentén legalább egy sorban vannak elhelyezve.

Célszerűen az égőből álló sor az azt követő sortól legfeljebb 1 m-re van elhelyezve.

Előnyösen mindegyik sor a keverékből lévő ágy szélessége mentén méterenként legalább két égőt tartalmaz.

Célszerűen az égők tüzelőanyaga gáz.

Előnyösen az égők a gázt nagy sebességgel kibocsátó égők.

A találmányt részletesebben a rajzok alapján ismertetjük, amelyek a találmány szerinti gyújtóberendezés példakénti kiviteli alakját tüntetik fel. Az

1. ábra a gyújtóberendezés hosszanti metszetét mutatja vázlatosan. A

2. ábrán a keverékből lévő ágy hosszmetszete látható nagyobb léptékben vázlatosan, amelyben az égés éppen terjed.

HU 210 661 B

Az 1. ábrán látható a keverékből lévő 12 ágy 10 gyújtóberendezése. A 12 ágy az F! nyilak irányában mozog azáltal, hogy a 13 szállítószalag hordozza.

A vasércet, a kokszot és adott esetben, szükség szerint a meszet keverőben keverjük össze, majd a keveréket a gyújtóvonal mentén helyezzük el, áramlásirányban a 10 gyújtóberendezés 14 kürtője előtt. A 14 kürtő a keverékben lévő koksz égését megindítja. A koksz által kibocsátott hőenergia az oxidokat megolvasztja és az agglomeráció létrejön.

A keverékből lévő 12 ágy szélessége pl. 5 m, vastagsága 0,5-0,7 m és hossza 80 m a 10 gyújtóberendezés és a törőgép között. A 80 m-es ágyhossz azt jelenti, hogy az agglomerációs vonalnak az a szakasza, amely a 10 gyújtóberendezéstől áramlásirányban 80 m-re lefelé van nem agglomerált keveréket tartalmaz. Ettől a 80 m-es szakasztól lefelé minden vasérc már agglomerált állapotban van. Az ágyhosszt a kívánt termékkel összhangban optimalizálni akarjuk két paraméter szabályozásával: az egyik az ágy vastagsága, a másik az agglomerációs vonal sebessége, a koksz égésének egy adott függőleges terjedési sebességére, amelyet egy légbeszívó berendezés által a vonal alatt létrehozott depresszió idéz elő.

A 10 gyújtóberendezés 14 kürtőt tartalmaz, amelyben legalább egy sor 16 égő van. A 16 égők tengelye lényegében merőleges a keverékből lévő 12 ágy felületére.

Mindegyik 16 égőnek 17 teste, gázt bevezető 18 vezetéke és levegőt bevezető vezetéke van, amelyet az egyszerűsítés kedvéért a rajzon nem ábrázoltunk. A forró gázok 19 kifúvókúpját mindegyik 16 égőnél vázlatosan, szaggatott vonallal ábrázoltuk.

Az ábrázolt kivitelnél a 16 égők három sorban vannak elhelyezve, és a sorok egymástól legfeljebb 1 méterre, egyenlő távolságban vannak és a 12 ágy teljes szélességén végigémek. Soronként egyetlen 16 égőt ábrázoltunk.

A három égősort a 14 kürtőben elővigyázatosságból alkalmazzuk, hogy ugyanazt a teljesítményt lehessen elérni, mint az ismert megoldásokkal. Kísérletek bizonyították, hogy a szokásos alkalmazási körülmények között, például az előzőekben megadott méretekkel rendelkező 12 ágy esetében a 16 égőkből álló egyetlen sor elegendő ahhoz, hogy a 12 ágyat begyújtsa. A második sort akkor alkalmazzuk, ha a termelékenységet növeljük az agglomerációs vonal sebességének növelésével, hogy megtartsuk az agglomerált vasérc minőségét. A harmadik sor arra való, hogy tartalék sort képezzen, ha az első vagy második sor meghibásodik.

Előnyösen a gázt nagy sebességgel kifúvó 16 égőket alkalmazunk, azaz amelyeknél a gáz sebessége nagyobb, mint 80 m/sec.

Az AUBURT1N cég JET égői, amelyeknek teljesítménye 300 t/óra, megvalósítják ezt a jellemzőt és ezért jól alkalmazhatók a találmány szerinti 10 gyújtóberendezésben.

Az ábrázolt kivitelnél mindegyik égősor húsz 16 égőt tartalmaz a fenti típusból, ami azt jelenti, hogy összesen hatvan égő van elhelyezve a 14 kürtő alatt.

A 14 kürtő készülhet például tűzálló anyagból.

A 12 ágy a 21 falazaton nyugszik.

A 2. ábrán látható, hogyan terjed fokozatosan az égés, amelyet a 10 gyújtóberendezés indított be a 12 ágy felületén, az ágy vastagságában, amint a 12 ágy a törőgép felé halad.

Három szakasz határolható el a keverékből lévő 12 ágyban: Az első 22 szakasz az égésben lévő keveréknek felel meg, a második 24 szakasz a keverék elégése után kapott agglomerált vasércnek felel meg és a harmadik 26 szakasz annak a keveréknek felel meg, amely még nyers.

A 13 szállítószalagban 28 rések vannak kialakítva, annak teljes hossza mentén, ahol az égési reakció terjedés ily módon ezek a 28 rések a keverékből lévő 12 ágyat egy ismert típusú légbeszívó berendezéssel hozzák kapcsolatba, amelyet a rajzon nem ábrázoltunk és amely szívóhatást hoz létre és a levegőt arra kényszeríti, hogy a 2. ábrán F₂-vel jelzett nyilak irányában áramoljon. A levegő, amely ily módon a 12 ágy vastagságán keresztül áramlik, bejuttatja a keverékbe azt az oxigént, amely szükséges ahhoz, hogy az égést a keverékben fenntartsa.

A 2. ábra baloldali része az égési reakció terjedésének kezdetét mutatja, amely a 12 ágy felületén indul meg a 10 gyújtóberendezés kilépő végénél.

A 2. ábra jobboldali része azt mutatja, hogy az égési reakció már elérte a 12 ágy alsó felületét és a keverék átalakult agglomerált érccé, amely törés után betáplálható a nagyolvasztóba.

Az előzőekben ismertetett keverék esetében az égés optimális akkor, ha például a hőmérséklet 1100— 1250 °C között van.

A találmány szerinti berendezéssel a keverék felső felületének hőmérsékleténél elérhetünk 1100-1250 °C-t úgy, hogy a maximális hőmérséklet eltérés 50 °C az ágy szélességében.

1250 °C fölötti hőmérséklet a keverék üvegesedését és légáteresztő képességének megszűnését okozza, így tehát a légáramlás megszűnik. Ha a hőmérséklet 1100 °C alatt van, az égésben lévő keverék-réteg túl vékony és nem teszi lehetővé a homogén agglomerációt.

A homogén hőmérséklet elérése egy szakaszon amelynek hossza a keverékből álló 12 ágy szélességének felel meg, elengedhetetlen ahhoz, hogy az égési reakció a keverék vastagságában jól terjedjen a 10 gyújtóberendezés kilépő végénél.

A találmány szerinti 10 gyújtóberendezés lehetővé teszi a gyújtóhőmérséklet homogenitásának biztosítását ezen a szakaszon.

A gyújtóhőmérséklet a keverékágy égésben lévő szakaszának hőmérséklete. Ezért ha a gyújtóhőmérséklet homogenitását kézben tartjuk, akkor kézben tartjuk a keverékágy hőmérsékletének homogenitását is.

Valójában az égőgáz mennyisége és a levegő mennyisége külön-külön és egyenként szabályozható mindegyik 16 égőnél a szokásosan alkalmazott, ismert szabályozóeszközökkel, amelyeket a rajzokon nem ábrázoltunk. Azonfelül mindegyik 16 égő lényegében a 12 ágy egy szakaszát melegíti, amelyet a 16 égőkből

HU 210 661 B kibocsátott 19 kifú vókúpok határolnak, és a 16 égők összessége annyi szakaszt melegít, ahány szükséges ahhoz, hogy a keveréket gyújtási hőmérsékletre hozza a 12 ágy teljes szélessége mentén.

A16 égők gázmennyiségének egyenkénti szabályozása lehetővé teszi a hőmérséklet ellenőrzését szakaszonként és így lehetővé teszi, hogy a keverékből álló 12 ágy felületén viszonylag homogén hőmérsékletet kapjunk.

Lehetővé teszi azonkívül, hogy a keverék felületi hőmérséklete 1100 és 1250 °C között legyen, ha a keverék vastagsága 0,4-0,7 m.

Végül lehetővé teszi a koksz elégetéshez szükséges oxigénbevitel szabályozását.

Ezenfelül az egyenkénti szabályozás lehetősége révén a melegítést hozzá lehet igazítani egy olyan keverékből lévő 12 ágyhoz, amelynek keresztmetszete változó vastagságú, például ha a keresztmetszet V alakú úgy, hogy a 12 ágy közepénél vastagabb legyen, mint a széleinél vagy fordítva.

Az égéstermékek kifúvása és a meleg gázok keringtetése az ágyon keresztül ugyanabban az irányban megy végbe, így tehát nem jön létre zavaró hatás és így az oxigén és a gáz fogyasztása optimalizálható. Ily módon a keverékből lévő 12 ágyba behatoló gázok homogén hőmérséklete biztosítható.

Azonfelül, ha nagy sebességű gázokat kibocsátó 16 égőket alkalmazunk, akkor a hőáramokat és gázáramokat jobban kézben lehet tartani a nagy sebességű gázkifúvás miatt, amely előidézi a füstgázok recirkulációját és egy meleg homogén zónát hoz létre a 14 kürtő alatt.

Mivel a gázokat a 14 kürtőből fújjuk ki a 12 ágy felülete felé, kisebb a hőveszteség a 14 kürtő falainál, mint a vízszintes elhelyezésű égők esetében, amelyek fölöslegesen fűtik a kürtőt.

Mivel a találmány szerinti gyújtóberendezéssel a hőáramokat és gázáramokat kézben lehet tartani, a 14 kürtő hosszát csökkenteni lehet olyan mértékben, amely meghaladhatja az 50%-ot. Valójában a keverékből lévő 12 ágy begyújtását sokkal gyorsabban érhetjük el a találmány szerinti gyújtóberendezéssel, mint az ismert berendezésekkel, a 12 ágy azonos haladási sebessége mellett.

Claims (6)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Gyújtóberendezés keverékből lévő, mozgó ágy (12) begyújtására, amely keverék vasércből és kokszból áll és ezek elégése a vasérc agglomerációját hozza létre és amely berendezés kürtőt (14) tartalmaz, ez alatt a tüzelőanyag és levegő arányát szabályozó eszközzel ellátott égők vannak elhelyezve, a kürtő (14) pedig a keverékből lévő ágy (12) teljes szélessége felett és hosszának egy olyan részén nyúlik végig, amely alkalmas az ágy (12) felfutésére a begyújtást hőmérsékletig, az égők (16) tengelyei pedig a keverékből lévő ágy (12) felületére merőlegesek, azzal jellemezve, hogy a tüzelőanyag mennyiségét és a levegő mennyiségét mindegyik égő (16) számára külön-külön egyenként szabályozó eszközei vannak.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti gyújtóberendezés, azzal jellemezve, hogy az égő (16) a keverékből lévő ágy (12) szélessége mentén legalább egy sorban vannak elhelyezve.
3. 3. A 2. igénypont szerinti gyújtóberendezés, azzal jellemezve, hogy az égőkből (16) álló sor az azt követő sortól legfeljebb 1 m-re van elhelyezve.
4. 4. A 2. vagy 3. igénypont szerinti gyújtóberendezés, azzal jellemezve, hogy mindegyik sor a keverékből lévő ágy (12) szélessége mentén méterenként legalább két égőt (16) tartalmaz.
5. 5. Az 1-4. igénypontok bármelyike szerinti gyújtóberendezés, azzal jellemezve, hogy az égők (16) tüzelőanyaga gáz.
6. 6. Az 5. igénypont szerinti berendezés, azzal jellemezve, hogy az égő (16) a gázt nagy sebességgel kibocsátó égő.