SU631076A3 - Установка дл непрерывной тепловой обработки железорудных материалов - Google Patents

Description

материапа. Проиории1ональиые питатели с утопленными загрузочными трубами, через которые происходит равночтерна  загрузка печи относительно ее оси, позвол ют обеспечить равномерное распределение частгш в загружаемом в печь материале , однако по указанной выше прич} не они не обеспечивают полного использова ,ни  вдуваемого в печь восстанавливающего газа.

Кроме того, ,загрузо1тые трубы таких устройств часто забиваютс  из-за наличи  влаги в загружаемом в печь материале , котора  способствует образованию внутри труб затвердевших кусков загружаемого в печь материала. В известных конструкци х загрузочных устройств такого типа отсутствуют, кроме того, специальные устройства, Которые позвогаоти бы определить, в кашсс из труб произошло забивание , а в каких }1ет. Забившиес  нарушают .симметричность загруз1Ш пеш и, как следствие этого, преп тств аот полному использоватппо вдyвaevtoгo в печь восстанавливаюшег-э газа.

Цел-Ь изобретени  улучшение степе .ни использовани  восстановитеш ютх) газа и полезной работы установки.

Это. .достигаетс  тем, чгго загрузочное , устройство выполнено в витце бункера-питател  с воронкой в верхней части, при чем под воронкой соосно установлен разделительный конус и отход щие от -него загрузочкь е трубы, ocii которых расположены по образующей конуса до пересечени  с верхним сечением камеры, а внутри камерь они гшраллельны ее оси и расположены по nepi«})epi-nj рабочей .зоны, тфичем на разгрузочном конус .

Загрузочнью трубы снабжены экраниро ванными устройствами, дл  измерени  температуры материала и газа и момента забивки и., причем в каждую трубу встроены сопла дл  ее продувки.

Ниже привоаитс  описание одного из предпочтительных конструктивных вариантов изобретени , не ограничивающего применет1Я устройства в друпк вариантах печей.

На фиг. 1 изображена вертикальна  шахтна  печь, снабженна  загрузочныкг механизмом предлагаемой конструкции, в разрезе; на фиг. 2 - один из узлов предлагаемого механизма загрузки; на с|шг. 3сечение А-А на фиг. 2.

Как показано на фиг. 1, вертикальна  шахтна  печь 1, работающа  по принципу

противотока, снабжена загрузочным устipoficTBOM 2, предназначенным дл  загрузки в шюсты 3. .

Вертикальна  шахтна  печь состоит из HapjoKHoro корпуса 4 с внутренней футеровкой из огнеупорного материала 5, нричем верхн   часть корпуса 6 имеет цилиндрическую форму, а нижн   7 - форму конуса. Нижн   коническа  часть 7 корпуса печи переходит в холодильник 8, в котором собираетс  обработанный в печи материал (верхн   поверхность собирающегос  в холодильнике материала 9 имеет естественный угол откоса). Дл  извлечени  готового материала из холо.дильника 8 используетс  труба 10, через которую материал ссыпаетс  на ленточный транспортер 11, приводимый в .движение дв1 гателем 12. Транспортер 11 обеспешвает непрерывное дв1пкение вниз под действием силы т жести шихты 3, загружаемой в печь 1 с помощью устройства 2. Холодильник 8, кроме того, снижает температуру шихты за счет внутрь

КЗ магистрали 13 охлаждающего , . газа, который по трубе 14, на Koiiue которой закреплен распределительный колпак 1S, подаетс  в нижнюю часть холодильника и выходит из холодильника, прей.д  перед этим через наход щуюс  в холодигсьнике шихту 3, по отвод щей трубе 16. В средней части печи меж.ду ее верхней и нижней част ми 6и 7 расположена труба 17 дл  подвода газа, по которой гор чий восстанавливающий газ п.о.цаетс  в кольцевой распределитель 18, расположенный внутри печи в ее средней части и сообщающийс  с внутренней полост .ью отверсти ми. 1 9, которые

пр-эход т через вт-гутреннюю футеровку корпуса . Гор чий восстанавливающий газ подаетс  внутрь щихты через отверсти  1 9 и движетс  сначала к нижней части печи в ралиальном направлении, а затем

поднимаетс  в нанравле -ши, указанном на

фиг. 1 стрелками 20 противоположно направлению опускающейс  шихты. Обработанный газ проходит через верхнюю гратшу 21 шихты и выводитс  из печк по отвод щей трубе 22, располохсенной у верхнего кра  печи 1. .

В верхней части печи 1 установлен пропорциональный бункерный питатель 23, предназначе гаый дл  загрузки в печь

шихты 3,-Шихта засыпаетс  в питатель 23 через трубу 24 из воронки 25. Скорость подачи шихты в воронку 25 .должна быть приблизительно равна скорости выгрузки шихты из холоаильника 8, и дл  подачи шихты к печи используетс  ленточный транспортер 26 с приводным двигателем (не показан), с которого ших та ссыпаетс  в срецнюю часть воронки 25. Специальный вибратор 27 равномерно распредел ет мелкие частицы руды в массе загружаемьтх в печь через воронку 25 и трубу 24 гранулированных окат шей. В пропорциональном бункерном питате ле 23 имеетс  зона загрузки 2, ограни ченна  снаружи закрытым сверху цилиндрическим корпусом 2 9, в центре которого закреплена труба 24, через которую внутрь корпуса 2 9 осыпаетс  до уровн  30 шихта, и коническим корпусом 31, который. приварен в верхней части к корпусу 29. Изнутри зона загрузки 28 ограничена внутренним корпусом 32, стенка которого параллельна стенке конической части наружного корпуса 31. Нижн   часть зоны загрузки 28, котора  совпадает с ос нованием внутреннего корпуса 32, сообщаетс  с цилиндрическими загрузочными трубами 33, которые равномерно распределены вдоль нижней части зоны 28, причем в каждую из этих труб из зоны загрузки поступает одинаковое количест во шихты. Загрузочные трубы проход т через верхнюю часть Q печи, а их концы определенным образом расположены внутри .печи. В рассматриваемой конструкции оптимальные результаты получаютс  в том случае, Когда все загрузочные трубы расцолагакугс  у самого наружного корпуса 4 печи и максимально удалены от центральной оси 34 печи. Однако, как подробнее будет объ снено ниже, предлагаемое загрузочное устроГютво в р де случаев может нормально работать и в том случае, когда часть загрузочных тру 33расположена ближе к центральной оси 34 печи, или же когда часть труб расположена непосредственно на оси 34. Следует, однако, подчеркнуть, что во всех случа х основна  часть загрузочных труб 33 должна быть об зательно расположена у наружного корпуса 4 печи и максимально удалена от центральной оси 34печи. Угол наклона верхней границы 21 подаваемой в печи шихты 3 определ  етс  расположением загрузочных труб 33 и в предлагаемой конструкции этот угол оказываетс  большим, чем в обычных про поршональных питательных бункерах. У вьгхоаного отверсти  35 каждой загрузочной трубы установлен механизм сеорегашп (фиг. 2), которьп выполнен в виде небольшого конуса 36. Конус 36 закреплен в центре выходного отверсти  35 трубы с помощью цвух J -образных крюков 37, которые шаршфно закреплены на ос х 38 бобышек 39, пр гоаревных к трубе 33. Выход ща  из трубы 33 шихта удар етс  о вершину конуса 36, и гранулированные окатыши отбрасываютс  от конуса , а мелкие част1щы руды падают, образу  расположенные определенным образом в массе окатышей вертикальные цклшщры 40, оси которых совпадают с ос ми выходных отверстий 35 загрузочных труб 33. Как показано на фиг. 2 п 3 кажда  загрузочна  труба 33 снабхсена средствами дл  измерени  температуры, выпол- ненньгми в В1ще термопар 41, заключенных в сташзные нержавеющие трубки 42. Трубки 42 проход т через верхнюю часть 6 печи и расположены на определенном рассто нии от загрузочных труб 33, а их концы с термопарами расположены р дом с выходныхти отверсти ми 35 труб 33. Дл  того, чтобы с помощью термопары измерить разшщу температур сравнительно холодных окатышей, наход щихс  внутри 33, к сравнительно гор чего газа, кажда5{ термопара 41 окружена экраном 43, Экран 43 состоит пз BHjrrреннего и U -образных raicTOB. Эти листы, изготовленные из нержавеющей стали, приварены к 33 вокруг термопар:. 41, причем торцы экрана мо гут быть и открытыми (фиг. 2) и закрытыкга . Термопары 41 св заны с автоматическим механизмом, предназначенным дл  прочистки забившихс  загрузочных труб. Этот механизм (фиг. 1) состоит из вод ной трубы 44, котора  проходит через вершину внутреннего корпуса 32, и ее открытьп конец расположен внутри коки- ческого колпака 45, При забивании одной из загрузочных труб и изменении по казани  соответствующей термопары сра батывает cпeциaльньпi клапан (не показан ), через который к трубе 44 подаетс  холодна  вода. Вытекающа  из трубы 44вода отражаетс  от колпака 45 и стбкает вниз по корпусу 32 попада  в загрузочные трубы J/ очища  их. Трубу 44 дл  подвода воды и колпак 45можно расположить и в воронке 25, использу  их дополнительно дл  промывки

76

BOpoHicH 25 и трубь 24. В любом случае элементы системы вод ной промывки загрузочных труб следует располагать виут ри загрузочного пропорционального бункера-питател  23.

Принцип работы вертикальной шахтной печи, предназначенной дл  пр мого восстановлени  железной руды в металличеокий конечный продукт, достаточтю хорошо известен, и поэтому его можно подробно не рассматривать. Восновном работа шахтной печи заключаетс  в следующем. Гор чий восстанавливающий газ, состо щий главным образом из И и СО, а также небольших количеств Hg О и СО , подаетс  в радиальном напра влении внутрь печи 1 через отверсти  19. Этот газ восстанавливает железную руду от гематита до магнетш а, вюстига и металлического железа по мере движетс  руцы через печь сверху вниз, а газа-снизу вверх (противотоком). Среди протекающих в печи реакций наиболее трудноиротекаюШей  вл етс  реакци  восстановлени  вюстита (FeO) до металлического железа ( Fe ), котора  требует потреблени  большого количества активного восстанавливающего газа. В печах извест 1Ь х конструкцш распределение мелких частиц руды в массе окатышей носггт пкто случайный характер. При этом отдельные участки шакты обладают разш-гчной газопроницаемостью , гто требует дополнительного расхода восстановлени  руцы и зат рудн ет контроль за процессами, протекающими в шахтной .

В соответствш с } -асто в. изобретением установлетгые на котщах загрузочных труб KOHycbj 36 обеспеП1вают определенное (в геометрическом смысле) распределение мелких частиц рудьг по всей массе ипссты, которые образуют внутри шихты вертикальные цилиндры 40, Так как меш:ие частицы руды оказываютс  расположенными р дом с отверсти ми 19 дл  подачи в печь газа, который на выходе из -отверстий обладает наиболее актиБТГыми восстанавливающими свойствамн то этотгаз, естественно, .сначала проходит через массу мелких частк-щ руды и уже потом достигает О1штышей, расположенных ближе к иентру печи. В результате в ne4Ji .происходит непрерывное Иравномермое восстановление н мелких частиц руды, и более крупных гранул окатышей .

Кроме того, образующие цнлшщричесKiae , аопы мелких частрш руды. не jr eim763

достаточно высокой плотности и не преп тствуют свободному движению газа че рез всю массу шихты от входных отверстий 19 до отвод щей трубы 16. Хот 

оптимальные результаты и получаютс  в том случае, когда загрузочные трубы 33 расположены р дом со стенкой корпуса 4 печи, тем не менее достаточно хорошие результаты (особенно по сравнению с печами известных конструюдий) можно получать и в том случае, если вблизи со стенкой корпуса 4 расположить не все трубы, .а их большую часть, и при этом смонтировать корпусы 36 сегрегашга не

на всех загрузочных трубах.

Еще один из элементов насто щего изобретени , отличающий предлагаемое загрузоП1ое устройство от известных, пропорциональных бункерных питателей, св зан с углом откоса загружаемой в печь шихты 3 (гран1ща 21). При расположе-г нш концов загрузочных труб 33 внутри пеш 1 угол естественногхэ откоса шихты пол чаетс  большим, чем в печах извест-

ных ко1ютрукций. /Можно преаложить, однако , что .дл  обработки всех частиц руды восстанавливающим газом этот угол должен быть по возможности минимальным . Проведенные опыты показали что

частицы, расположеннь)е ниже верхней гранпць 21 шихты, располагаютс  в зоне, в которой железна  руда восстанавливаетс  до вюстита. Эта реакци  протекает соавтпггелыю легко, и поэтому на процесс восстановлени  руды повышенный угол откоса верхней границы 21 .шихты не оказывает никакого отрицательного Вли ни . Больше того, опыты показали, 1то при большем значении угла откоса 8(|xjieKTHBHocTb работы 1ечи повышаетс . Св зано это с тем, что обладакдца  хоро: шей газопроницаемостью масса крупных частиц руды расположена у центральной х;и печи, и с меньшим рассто нием, которое должен пройти газ через эту массу крупных частиц руды. Газ стремитс  пройти к центру печи, способству  восстанов- леншо расположенной в центре печи части окатышей, которые до насто щего времени рассматривались как наиболее трудно восстанав1шваема  часть Шихты.

Дл  э44е1СГ1шности работы печи очень важно, чтобы во врем  работы печи не

п{юисходило забивание загрузочных труб. Как отмечалось выше, во врем  хранени  иппсты происходит ее увлажнегоге, и при прохождении Ш11ХТЫ через пропорциональный бункерный питатель мелкие частицы

руды пристают к поверхности окатышей, образу  на ней сравнительно плотный поверхностный слой. Увеличенные по размерам окатыши могут застревать в зоне 2 8 загрузки и могут забивать загрузочные трубы 33. Забивание труб определ етс  с помоцью термопар 41 из-за изменени  разницы температур шихты и газа, так как при сборе шихты в забившейс  трубе шихта начинает поглощать подводимое к трубе вместе с газом тепло. При обнаружении забивани  одной из загрузочных труб включаетс  специальна  система очистки труб. Дл  очистки труб можно использовать и воду, подаваемую в трубу 44 по сигналу от термопары. Можно, кроме того , промывку труб производить периодически , независимо от показани  термопары . . При этом следует отметить, что периодическа  подача внутрь печи небольших количеств воды не сказываетс  отрицательно на работе печи.

Устройство дл  загрузки в вертикальную шахтную печь, имеющих различные размеры твердых частиц, обеспечивает определенное распределение более мелких частиц в массе более крупных частиц и равномер1гую обработку всех загружаемь Х в печь частиц газом, который под давлением подаетс  в радиальном направлении внутрь печи, что повышает степень его использовани  и улучшает процесс тепловсй обработки материалов.

Claims (2)

1. Установка дл  непрерывной тепловой обработки железорудных материалов.

содержаща  вертикальную камеру; в верхней части которой всгроено загрузочное устройство, в боковой стенке камеры расположен по крайней мере один газоотвод, а в нижнюю часть встроен коллектор с . отверсти ми дл  подвода газа и разгрузочное устройство дл  выдачи обработанных материалов, отличающа с   тем, что, с целью улучшени  степени использовани  восстановительного газа и полезной работы установки, загрузочное устройство выполнено в виде бункера-питател  с воронкой в верхней части , причем под воронкой соосно установлен разделительный конус и отход щие от него загрузочные трубы, оси которь х расположены по образующей конуса до пересечени  с верхним сечением камеры, а внутри камеры они параллельны ее оси и расположены по перифержи рабочей зоны , причем на разгрузочном конце размешен конус.

2. Установка поп.1, отличае-рс   тем, что загрузочные трубы снабжены экранированными устройствами дл  измерени  температуры материала и газа и момента забивки юс, причем в каждую трубу встроены сопла дл  ее продувки .

Источники информации, ггр1сн тые во внимание при экспертизе:

1. Похвиснев А. FT. и др. Внедоменное получение железа за рубежом, М., Металлурги , 1964, с. 45,52.

35

А-А

(риг.З