ел
4
4;
со ел.
о 0.05 0.10 0.15 0,20 0,25 О.Зб Q35 О.Ю 0. 0,50 Относительна длина агпомашины Изобретение относитс к предвари тельной обработке руд, а именно к агломерации, и может быть использовано в металлургической и химической промышленности и в промышленности строительных материалов. Известен способ зажигани агломе рационной шихты, в котором периферийные участки поверхности шихты подвергают дополнительной тепловой обработке, причем после зажигани тепловую нагрузку на периферийные зоны автоматически повышают на 1520% по отношению к температуре поверхности средней зоны, равной 800900 С CVJ. Недостаток данного способа заключаетс в том, что теплова нагрузка , т.е. количество тепла, подводимого к шихте от внешнего источника (зажигательного горна), не согласуетс с изменением газопроницаемости сло по длине агломашины, т.е. по ходу процесса спекани шихты . В результате шихте сообщаетс недостаточное количество тепла от внешнего источника. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату вл етс трехстадий ный способ зажигани агломерационно шихты, включающий внешний нагрев пу тем сжигани газа над слоем, в кото ром теплотворную способность сжигае мого, газа повышают от 4187-7536 до 837 -2б008 кДж/нм по длине зон зажигани , при этом содержание кислор да в продуктах сгорани поддерживаю в пределах 4-18, а их температуру по длине зон соответственно от kQO900 до 1250-1330 с с последующим сн жением до 600-80D°C 2. Увеличение теплотворной способности газового топлива с «1877536 кДж/нм в первой зоне до 837 Зб008 кДж/нм при одновременном повышении температуры горнового газа с 400-900°С до 1250-1330 0 соответс вует увеличению интенсивности внешнего нагрева шихты во второй зоне по сравнению с первой зоной в 1,32 ,3 раза, при этом интенсивность йа грева в первой зоне равна 1500027000 кДж/(). Этому cnocofey присущи те же недо статки, только выражены они в больш
мере, причем вследствие низкой интенсивности нагрева в первой зоне и увеличени ее в последующих зонах уменьи температура горновых газов, продолжиfёльнocть внешнего нагрева). На- .. йболее cyuiiecTвенное вли ние на глу52 шаетс производительность машины и увеличиваетс расход твердого топлива на процесс спекани шихты. Цель изобретени - увеличение производительности машины и уменьшение расхода твердого топлива путем интенсификации внешнего нагрева спекаемого материала. Указанна цель достигаетс тем, что согласно способу зажигани агломерационной шихты, включающему многостадийный внешний нагрев, интенсивность внешнего нагрева на второй и третьей стади х поддерживают равной соответственно 1,0-0,65 и 0,650 ,45, а на четвертой и последующих стади х 0,45-0,25 интенсивности нагрева на первой стадии, причем интенсивность нагрева на первой стадии поддерживают равной 0,5-1,0 МВт/м. Количество тепла q, получаемого спекаемой шихтой от внешнего источника (зажигательный горн) за врем нагрева, т.е. удельный расход тепла внешнего источника вл етс функцией интенсивности внешнего нагрева Л и продолжительности внешнего нагрева t, и описываетс уравнением q Э 1ц, кДж/нм . В свою очередь, интенсивность внешнего нагрева j, характеризующа тепловой поток (поток тепловой энергии ), на входе в слой спекаемой шихты, включающий тепловую энергию, излучаемую кладкой свода и стенок зажигательного горна, .и тепловую энергию горновых газов,, зависит от скорости потока горновых газов l.ff на входе в слой спекаемой шихты и их теплосодержани i и равно произведению количества горнового газа Qf. , проход щего через единицу площади зоны нагрева в единицу времени, на теплосодержание 1 нм горнового газа. Характер распределени по высоте сло спекаемой шихты тепловой энергии , подводимой от внешнего источника , существенно вли ет на удельный расход твердого топлива и количество получаемого агломерата. Зависит он от завершенности теплообмена между потоком горнового газа и спекаемой шихтой.. В свою очередь завершенность теплообмена зависит от параметров внешнего нагрева (скорость потока бину проникновени тепловой волны и завершенности теплообмена оказывает скорость потока горнового газа что видно из следующего уравнени множественной регрессии, полученного по результатам экспериментальных исследований, аппроксимирующего зависимость отношени (З рактеризует завершенность теплообме на) от параметров внешнего нагрева на горизонте сло , удаленном на 10 мм от его поверхности: Т 4«кс:Тн 0, 0, Т„ + 0,6890 Vpfгде Т. максимальна температу ра материала на рассматриваемом горизонте сло ; масштабированные пара Т„ и :„ метры внешнего нагрева соответственно условна скорость потока горновых газов, их температура и продолжи тельность нагрева. Дл более интенсивного нагрева материала верхних пластов сло необходимо повышать скорость потока гор новых газов через слой. Однако скорость фильтрации горновых газов через спекаемого материала определ етс газопроницаемостью сло , котора , будучи максимальной в нача ле процесса, затем уменьшаетс в 23 раза. Соответственно измен етс и скорость потока горновых газов. На чертеже приведено изменение по длине агломашины скорости потока гор новых газов (под зажигательным горном ) и воздуха (за пределами горна) Iвыраженной в относительных единицах На графике видны четыре участка с различной скоростью прососа горновог газа через слой спекаемого материала , соответствующие четырем стади м внешнего нагрева. Скорость прососа горнового газа на первом участке в 2, раза выше, чем на четвертом участке. С целью достижени интенсивности внешнего нагрева на первой стадии в пределах 0,5-1,0 МВт/м температуру нагрева (температура горновых газов поддерживают на максимально допусти мом дл нормального ведени процесса спекани уровне (1525-t600K); на таком же уровне поддерживают температуру и на второй стадии нагрева, а на третьей и четвертой стади х на 35 грева снижают до К и до 1100г1200 К соответственно. Этим достигаетс щад щий режим нагрева, у предотвращающий переплавление и возникновениё термических напр жений в аглоспеке верхних пластов пирога. Проведены промышленные испытани предлагаемого способа внешнего нагрева на агломерационной машине N 3 Новолипецкого металлургического завода . Машина с площадью спекани 312 м ( длина Lg 78j ) оборудована четырехсекционным зажигательным горном, общей длиной L,- 16,2 м (отношение 0,21). Поскольку на агломашине не было возможности применить дл внешнего нагрева в зонах гориа газовое топливо с различной теплотворной способностью, интенсивность внешнего нагрева по стади м поддерживали путем установлени соответствующего расхода газового топлива на отдельные секции зажигательного горна. О качестве нагрева сло шихты по длине агломашины судили по разности давлений горновых газов и воздуха в окружающей атмосфере, т.е. по избыточному давлению горновых газов в отдельных секци х горна, а также по изменению концентрации кислорода в горновом газе по длине и ширине горна. Визуальными наблюдени ми определ ли степень пропекани шихты и оплавленности аглоспека на рассто нии 5-6 м от задней стенки горна. Дл внешнего нагрева использовали смесь доменного и коксового газов с теплотворной способностью кДж/нм . Во всех опытах высоту сло шихты поддерживали равной 296 мм. Полученные данные приведены в таблице.. Пример 1.(по прототипу). Интенсивность внешнего нагрева на первой стадии поддерживали равной 3-, 0,7 МВт/м при продолжительности нагрева twi 0,29 мин; на второй стадии 32 0,76 МВт/м и t ,t мин; на третьей стадии J 0, МВт/м и tM3 0,72 мин; на четвертой стадии Э О и t на При высоте сло шихты Н 29о мм продолжительность спекани шихты по всей высоте сло t.. 1t,3 а вертикальна скорость спекани шихты 0,0207 м/мин. Таким образом. в примере z-3 1,6; 0,9; V4 Ч сп t«3 Ь,оо1 Vcn; . 51 Пример 2. Интенсивнрсть внеш него нагревв на первой стадии поддерживали равной 0,8 МВт/м, а продолжительность нагрева t « 0,5 мин; на второй стадии з 0,92 Ивт/н, t|, 0,5 ин; на третьей стадии Дд 0,59 МВт/м, Hi четвертой стадии J 0,2 МВт/м, Н4 5 ин. Продолжительность спекани составила 13.6 мин, а вертикальна ско рость спекани шихты Vj,,0128 м/мин Следовательно, в примере -J-t 1,1; э:Э 0,7; 0,5; t4. t. O.OIZ.Vfei. Т1 p и м e p 3. f, 0,87 МВт/м ; Эт r,00; 0,65; 4-5-t v 0,t«5; t,f.tH7-trti t«4 0,0012Vcn. П p и p 0,53 МВт/м2; Л2::1 0,80; 0,60;J4 :J,,0 tH 0,009Уё;;; 0,015Vcn; tH 0,015-Vc,;; 0,009VcV Пример 5. 1 0,7 МВт/м ; 0,70; J,: 0,50; J4:Di 0,30; tf, tH 0,012-Vc i; tH 0,015V ;-; t. 0,009 . П p и M e p 6. 3-, 0,90 МВт/м- ; 0.75; 0,55; ц : J 0,36; tH, 0,015-V; -; t H, . . т-- --гчгу trl t t|t. 0,012-V. Wll A Пример 7. Л 0,96 МВт/м ; Лг::1 0,65; 0,45; , 5 , 25; tH tH. 0,012-Vt,7; tw О , tH o,oa9vv-;(. П p и M e p 8. Ji 1,06 МВт/м ; ;j2:: i 0,65; 0,45; 4 n Of. 4. .. n . ..- 0,25; tM 0,015Vcni tWa 0,009.V;;; t«3 t« 0,012.V П. p и M e p 9. 0,82 MBr/M ; 0, :J, 0,40; :74 :X, 0,20; t/ir t,H2 0,012-Vf;;, t.M-, o,,; tH o.oog.VcAУдельна производительность агломашины P вычисл етс по формуле Р 0,0006- 1 }(.(Ь , т/{м2.ч) где VPP - вертикальна скорость спекани шихты, мм/мин; шнас насыпна масса шихты, К - выход аглоспека из шихты, ft - выход годного аглоспека, Поскольку при проведении опытов Тш нас определ ли, то при-. нимаем их посто нными (хот улучшение качества нагрева положительно сказывеетс на выходе годного агломерата) и равными ЗГшнс(с Ь92 т/м ; К 0,85 т/т; р, 12%. Тогда формула дл расчета Р принимает вид Р 0,0705 Vj-f,. Значени удельной про .Г. изеодительности, подсчитанные по этой формуле, как и другие результаты , приведенные в таблице. и1 При ведении зажигани агломера ционной шихты по примеру 1 вследствие махгай интенсивности внешнего нагрева на первой стадии наблюдали отрицательное избыточное давление горновых газов, что приводило к развитию подсосов воздуха в горн возле бортов паллет и неравномерному распределению по ширине горна концент-, рации кислорода в горновом газе. 6 результате.у бортов паллет шихта верхнего пласта практически не спекалась и переходила в возврат. При 2 : 1 1 ,10; 3 :-l 0.70; (пример 2) получали равномерное распределение концентрации кислорода по ширине горНа (следствие положительного избыточного давлени горнового .газа), однако спек поверхностного пласта был переоплавлен по всей площади паллет. При 1,0-0,65; э 1 .itS; 4 0,if5-0,25 и J 0,531 ,0 МВт/м 2 (примеры 3, 6 и 7) получали спек, нормально оплавленный по всей площади паллеты. Только в. опыте 3 слабо оплавленный спек получалс у бортов паллет. Плохо спекалась шихта поверхностного пласта по 5 всей площади паллеты при 0,7 МВт/м в опыте 5. Переоплавленный спек . по всей плрщади паллеты получен в опыте 8 при .3, 1,06 MBT/tjf. Слабо оправленный спек (особенно у бортов паллеты) получен в опыте 9 при j: ;j 0,60; : J D.iO и 4 -1 0,20. По результатам опытов выбраны следующие параметры зажигани спекаемого материала на агломерационной машине: J2 : 1 1,00-0,65; . 3-1 ,ij5; 0,,25 при 3 0,50-1,00 НВт/м и продолжительт ности стадий внешнего нагрева, t- (0,009-0,015)-V;. При опытно-промышленной проверке предлагаемого способа зажигани спекаемого материала на агломашине получено увеличение производства агломерата с А20 до А32,2 т/ч, т.е. на 2,9, и сокращение удельного расхода, твердого топлива с 65,0 до 63,7 кг, т.е. на 1,3 кг на 1 т агломерата. При этом уменьшилась концентраци окиси углерода в отход щем агломерационном газе, а следовательно, и выбросы ее в окружающую среду.