SU1016654A1 - Горн агломерационной машины - Google Patents

Description

Од 0 СП 4 Изобретение относитс  к предварительной обработке руд, а именно к сп канию руд, и может быть использовано в металлургической и химической пpc мышленности и в промышленности строительных материалов. Известно устройство дл  нагрева воздуха, состо щее из зонта, трубопроводов насадки, заключенной в металлический футерованный кожух, и форкамеры, выполненное из соединенны между собой съемных воздухонагревателей рекуперативного типа с насадко в виде трубок с пластинами и устанав ливаемое после зажигательного горна агломерационной машины СОНаиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо му результату  вл етс  горн агломера ционной машины, содержащий основную камеру зажигани , в стенках которой установлены горелки, подсоединенные к распределительным коллекторам окислител  и топлива, и дополнительную камеру с каркасом и коллекторами дл  подвода холодных окислител  и/ил топлива и отвода нагретых окислител  и/или топлива 2. Недостаток известного горна - низ ка  эффективность рекуперации тепла, излучаемого аглоспеком, что обусловлено малой интенсивностью теплоотдачи от внутренней поверхности радиационных труб к проход щему внутри них воздуху или газовому топливу. . Вследствие низкого теплового КПД радиационной трубы проход и1ий по трубам газ нагреваетс  до сравнительно низких температур (503-5 3°К), поскольку длина участка агломерационной машины, на котором имеет место интенсивна  радиаци  тепловой энергии от поверхности аглоспека,  вл етс  огра ной мере реализуютс  пре1 мущества использовани  нагретого воздуха в процессе агломерации. Низка  интенсивность теплоотдачи от внутренней поверхности радиагционных- труб к проход щему через них газу обусловливает повышение их температуры и особенно резко на начальных по ходу агломашин участках дополнительной камеры. При горизонтальном расположении труб это приводит к их деформации под действием собственной массы Кроме того, вследствие высокой температуры радиационных труб в процессе эксплуатации горна на наружную их поверхность налипают частицы спекаемого материала, что значительно ухудшает теплопередачу от аглоспека к нагреваемому газу. Недостатком известного горна  вл етс  также неравномерность по ширине агломашины подвода воздуха, используемого дл  спекани  шихты под дополнительной камерой. Поскольку дополнительна  камера имеет сплошной свод, то поступление в нее воздуха возможно только через зазоры между боковыми стенками дополнительной камеры и через зазор между поверхностью аглоспека и сводом в заднем торце камеры, в результате усиливаютс  бортовые подсосы воздуха и неравномерность спекани  шихты по ширине агломашины со всеми вытекающими отсюда отрицательными последстви ми: замедление процесса спекани  шихты, ухудшение качества получаемого агломерата„ уменьшение удельной производительности агломашины,увеличение удельного расхрда электроэнергии и топлива. Цель изобретени  - уменьшение энергозатрат на производство агломерата и увеличение производительности агломерационной машины. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в горне агломерационной машины, содержащем основную камеру зажигани , в своде или боковых стенках которой установлены горелки, подсоединенные к распределительным коллекторам окислител  и топлива, и дополнительную камеру с каркасом и коллекторами дл  подвода холодных окислител  и/или топлива и отвода нагретых окислител  и/или топлива, свод дополнительной камеры выполнен из прикрепленных к ее каркасу модульных элементов струйного рекуператора, причем модульные элементы плотно расположены друг к другу плоскими боковыми стенками в поперечных р дах, а в продольных р дах установлены с зазорами, выполненными в виде туннелей с плавным расширением книзу и образованными их плосковыпуклыми торцовыми стенками, при этом отношение суммарной площади поперечного в горизонтальной плоскости сечени  туннелей в их наиболее узком участке к общей площади дополнительной камеры равно 0,05-0,20. Кроме того, модульные элементы свода дополнительной камеры соединены трубопроводами последовательно или попарно последовательно. В струйном рекуператоре поток нагреваемого газа при помощи перфоои310 рованной стенки-решетки дробитс  на отдельные струи, которые, удар  сь о теплообменную поверхность, интенсифицируют отвод от нее поглощенной тепловой энергии, излучаемой поверхностью аглоспека. Интенсификаци  теплообмена от поверхности к стру м воздуха обусловливаетс  турбулизацией в зкого воздушного подсло  внутри рекуператора. При струйном теплообмене представл етс  возможным получать высокие значени  удельных тепловых йотоков(1 70-110 от поверх нести теплообмена к нагреваемому газу . В табл. 1 представлены полученные на модельной установке струйного рекуператора экспериментальные данные по зависимости удельной тепловой нагрузки теплообменной поверхности q/ от количества подведенного к ней тепла f( при скорости струй воздуха, обдувающего поверхность теплообмена, равной 20 м/с. Горн обеспечивает подогрев окислител  и/или газового топлива, используемых дл  внешнего нагрева, до температуру и равномерный; по , площади дополнительной камеры доступ воздуха в зону горени  твердого топлива спекаемой шихты. Использование нагретого окислител  при сжигании топлива в основной камере горна позвол ет уменьшить удельный расход топлива на зажигание спекаемой шихты, и повысить концентрацию свободного кислорода в горновом газе основной камеры, в результате чего интенсифицируетс  процесс горени  технологического топлива шихты и повышаетс  химическа  полнота его сгорани , а также увеличиваетс  производительность агломерационной машины. Произ (Водительность машины увеличиваетс  и iблагодар  равномерному распределению воздуха по ширине машины под дополни тельной камерой горна. В результате существенно уменьшаютс  затраты энергии на процесс спекани  шихты и увеличиваетс  производительность агломерационной машины. На фиг. 1 изображен предлагаемый горн, продольный разрез; на фиг. 2 то же, вид сверху; на фиг, 3 сечение А-А на фиг. 1. Горн агломерационной машины содер жит основную камеру 1, в своде или в боковых стенах которой установлены горелки 2, подсоединенные к распреде 5 лительным коллекторам 3 и i дл  подвода топлива и окислител , и соединенную с ней дополнительную камеру 5 содержащую коллекторы 6 и 7 дл  подвода холодных окислител  и/или топлива и коллекторы 8 и 9 дл  отвода нагретых окислител  и/или топлива. Свод дополнительной камеры выполнен из модульных элементов 10 струйного рекуператора, каждый из которых содвржит успокоительную камеру 11 с перфорированной стенкой 12, тепловоспринимающую стенку 13 и патрубки И и 15 дл  подвода и отвода нагреваемого газа. Модульные элементы 10 расположены вплотную один к другому наружными плоскими боковыми стенками 16 и установлены с зазорами 17 между поперечными р дами в виде туннелей с плавно расшир ющимис  амбразурами, образованными плоскими и выпуклыми участками торцовых стенок 13 модульных элементов 10. Отношение суммарной площади поперечного в горизонтальной плоскости сечени  туннелей в ыаиболее узких их участках (Х$т } к активной площади дополнительной камеры 5(5к.) равно 0,05-0,20. L- -Модульные элементы 10 при помощи патрубков 14 и 15 и коллекторов 18 и 19 соединены один с другим последовательно или попарно последовательно. Модульные элементы креп тс  к каркасу 20 дополнительной камеры 5 внутри ее боковых стенок 21, футерованных огнеупорным материалом. Дл  уменьшени  потерь тепла модульные элементы 10 укрыты слоем теплоизол ционного материала 22. Горн работает следующим образом. В коллектор 6 подвод т холодный окислителе, откуда через патрубки 1 он поступает в успокоительные камеры 11 модульных элементов 10 струйных рекуператоров, которые расположены в задней торцовой части дополнительной камеры 5. Из успокоительных, камер 11 окислитель выходит через отверсти  в перфорированных стенках 12 и омывает изнутри тепловоспринимающие стенки 13, от которых принимает тепловую энергию, поглощенную их наружными поверхност ми. Затем окислитель через выходные патрубки 15 выходит из крайних модульных элементов и по коллектору 18 поступает во входные патрубки l4 соседних модульных элементов, проходит через них и подаетс  в последующие модульные элементы. Нагретый воздух, выход щий из модульных элементов, которые расположены у начальной ( передней) торцовой части дополнительной камеры 5, поступает в коллектор 8, а затем через коллектор А - в горелки 2 основной камеры 1 горна. В горелки 2 через коллектор 3 подводитс  газовое или жидкое топливо. Образовавша с  горюча  смесь сгорает в объеме основной камеры 1, а получаемые при этом продукты сгорани  просасываютс  через слой спекаемого материала. Аналогично может подогреватьс  и газовое is чае

топливо, при этом оно поступает через коллектор 7 дополнительной камеры 5 в модульные элементы 10 задней торцовой части камеры 5 затем через коллектор 19 подаетс  в соседние модульные элементы, а по выходе из крайних модульных элементов нагретое топливо поступаетв коллектор 9 а из него через колллектор 3 - в горелки 2 основной камеры 1 горна. В случае выхода модульных элементов из стро  зажигательный горн в меж- . ремонтном периоде может работать на холодных окислителе И топливе, поступающих в горелки 2 через коллекторы 3 и 4 .

Воздух, необходимый дл  протекани  процесса горени  твердого топлива шихты на участке под дополнительной камерой, поступает из окружающей атмосферы под действием разрежени , имеющегос  у поверхности сло  спекаемой шихты, через туннели С плавно расшир ющейс  амбразурой. Равномер- : ность распределений воздуха по площади дополнительной камеры достигаетс  оибором отношени  суммарной площадиС5 .2т) поперечного в горизонталь

товые прососы воздуха, что привадит к нарушению равномерности процесса спекани  шихты по ширине агломашины. При 2.5т/5к. (2 большой величины достигают потери тепла в окружающее пространство через туннели, вследстви чего повышаютс  затраты энергии на производство агломерата.

Выполнение свода дополнительной камеры горна из прикрепленных к каркасу модульных элементов упрощает монтаж и демонтаж горна.

Предлагаемый горн по сравнению с известным позволит повысить температуру подогрева окислител  (воздуха) или топлива от 500-5 0 до 775-875 К обеспечив прирост концентрации кислорода в горновом .газе на 2,6%(абс.), при этом производительность агломерационной машины увеличитс  на 2,3%, а удельный расход твердого топлива в пересчете на условное топливо уменьшитс  на 0,78 кг/т агломерата. Кроме того, подогрев воздуха за счет утилизированного тепла аглоспека обеспечит экономию газового топлива в пе;ресчете на условное топливо в количестве 0,61 кг/т агломерата.

Т а б л и ц а 1 ной плоскости сечени  туннелей в их наиболее узком участке к общей площади дополнительной камеры (5к в пределах 0,05-0,20. В табл. 2 сопоставлены давлени  Егоздуха над слоем материала в допол- . нительной камере горна и дол  рекуперируемой тепловой энергии, излучаемой поверхностью аглоспека, при различных значени х. При 2;S-r(S| 0,05 вследствие малой относительной площади туннелей давление воздуха по оси камеры меньше атмосферного давлени , т.е. в этом слуусиленное развитие получают бор

Тепловой поток, подаваемый к поверхчюсти нагрева,

Теплова  нагрузка поверхности нагрева ,

Степень рекуперации

145 160

127

90 100 110 0,71 0,69 0,69 Отношение0,03 0,05 Избыточное давлеиие воздуха в  ополнительной камере горна. Па -5 Дол  рекуперированного тепла, %72,8 71,2 Производитель-. ;ность агломерационной машины , отн.ед.0,96 0,98 0,10 0,15 0,20 0,25 О О О О 67,5 63,8 60,0 5б,2 1,0 ,Qit 1,03 0,99

V

ff a/fftfjaifff - /

/ 74

Фиг. гг

Claims (2)

1. ГОРН АГЛОМЕРАЦИОННОЙ МАШИНЫ, содержащий основную камеру зажигания, в своде или боковых стенах которой установлены горелки, подсоединенные к распределительным коллекторам окислителя и топлива, и дополнительную камеру с каркасом и коллекторами для подвода холодных окислителя и/или топлива и отвода нагретых окислителя и/или топлива, отличающийся тем, что,с целью уменьшения энергозатрат на производство агломерата и увеличения производительности агломерационной машины, свод дополнительной камеры выполнен из прикрепленных к ее каркасу модульных элементов струйного рекуператора, причем модульные элементы плотно расположены друг к другу плоскими боковыми стенками в поперечных рядах, а в продольных рядах установлены с зазорами , выполненными в виде туннелей с плавным расширением книзу и образованными их плосковыпуклыми торцовыми стенками, при этом отношение суммарной площади поперечного в горизонтальной плоскости сечения туннелей в их наиболее узком участке к общей пло- $5 щади дополнительной камеры равно 0,05-0,20.

2. Г орн поп. ^отличающийся тем, что модульные элементы свода дополнительной камеры соеди- 2 йены трубопроводами последовательно * или попарно последовательно. I

101665

I >

101665ч