SU981406A1 - Способ высокотемпературной обработки железорудных материалов и устройство дл его осуществлени - Google Patents

Description

( СПОСОБ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ОБРАБОТКИ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ МАТЕРИАЛОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относитс  к окускованию железорудного сырь  в черно металлургии. Известен способ обжига, включаю сушку, подогрев,обжи г и охлаждение материала и устройство дл  его осу ществлени , содержащее подвижную к лосниковую решетку, вращающуюс  пе и двухзонный колосниковый охладитель l . По этому способу высокотемпературный воздух из первой зоны охлаждени  подаетс  во вращающуюс  печь а низкотемпературный воздух из второй зоны охладител  выбрасываетс  в атмосферу. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаeMONiy результату  вл етс  способ, включающий сушку и подогрев окатышей на конвейерной решетке, обжиг во вращающейс  печи и охлаждение воздухом в охладителе конвейерного типа и утилизацию тепла, отход щего из охладител . Устройство дл  осуществлени  этого способа включает подв ижную колосниковую решетку с секци ми сушки и подогрева, вращающуюс  печь и разделенный охладитель конвейерного типа 21. Недостатком известного способа и устройства  вл етс  отсутствие оптимального решени  по использованию тепла воздуха из охладител . Разделение охладител  на две зоны - низкотемпературную, воздух из которой с температурой Ц00-500с используетс  дл  предварительной подготовки материала и высокотемпературную , откуда воздух с температурой 900-1000°С поступает во вращающуюс  печь, позвол ет по типу обжиговых конвейерных машин более полно, в соответствии с температурным режимом обработки материала, использовать тепло охлаждающего воздуха.Однако

3У8

подача высокотемпературного воздуха во враща0 дув)с  печь имеет отрицательные последстви .

При охлаждении железорудных окатышей количество получаемого высокотемпературног .о воздуха в +-5 раз превышает объем воздуха, необходимого дл  сжигани  топлива с коэффициентом расхода as, равным единице. Но так как при сжигании топлива в всзздухе с температурой 1000С с коэффициентом расхода (Х 1 температура газов в печи значительно превышает допустимую дл  процесса обжигп окатышей температуру, что приводит к расплавлению материала и образованию спеков в зоне факела, то избыточный высокотемпературный воздух, разбавл   продукты горени , обеспечивает требуемый температурный режим в печи. Коэффициент расхода воздуха с температурой УОО-1050 С составл ет Х,,0. В отличие от конвейерных машин, где теплообмен протекает в слое и определ етс , в основном, температурой и скоростью фильтрации теплоносител  в слое, во вращающейс  печи основна  дол  тепла (до ЗОс) передаетс  излучением и поэтому интенсивность теплообмена определ етс  нар ду с температурой , составом ,еч- ной атмосферы, т.е. содержанием в прО дуктах горени  трехатомных газов С02 и .

Четырех-п тикратное разбавление воздухом продуктов горени  во вращающейс  печи, характерное дл  известного способа, в два раза снижает величину коэффициента теплообмена (по сравнению с сжиганием при ,0), что обуславливает необходимость соответствующего увеличени  поверхности теплообмена за счет длины или диаметра печи. Это приводит к увеличению потерь тепла в окружающую среду , росту расхода электроэнергии и капитальных затрат.

Нар ду с этим, нагрев в зоне горени  значительных избыточных объемов воздуха до высоких температур (16001700 ,) в 4-5 раза увеличивает количество вредных окислов азота, выбрасываемых в атмосферу.

Температурный режим обжига при такой взаимосв зи печи и охладител  определ етс  не только требовани ми технологии обжига, но и колебани ми режима работы охладител , что св зано с вли ниембольших объемов

4

в(5здухи, поступающего из охладител  в печь, на тепловой режим.

Целью изобретени   вл етс  повышение интенсивности теплообмена в зо|- е обжига, снижение выбросов в атмсх:феру окислов азота и стабилизаци  т е пл о в о г о режима.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу высокотемпературной обработки железорудных материалов , включающему сушку и подогрев о атышей на конвейерной решетке , обжиг во вращающейс  печи, охлаждение воздухом в охладителе конЕзейерного типа, утилизацию отход щего из охладител  тепла, во вращающуюс  печь дл  сжигани  топлива подают Нс1гретый в сзх.лади1еле воздух до Р ОО-ЗОО С с коэф фициентом расхода

,20-1,80, а остальгюй нагретый в охла/,ителс воздух раздел ют на 2 ntJTOKa; высокотекг1е|затурнь1й, который подают о годогрсва, и низкотемпературный , к(.)торь:й используют в

зоне сушки.

В устрс йстве дл  с;существлс1-:и  способа. содер чащем подвижную колосниковую peiueTKy с секци ми сушки и гтодогрева, вра14аюи;уюс  печь и разделенный на секции охладитель коиЕ5сйерно1 о типа охлади1;ель разделен -la 3 сск14ии; ьыс(отемпературную, сосдичен-iyio азох;)дом с секцией подогрева , секцию воздуха горени , со (здиненную с зра 1ающейс  печью, и 1изксзтемпературну ю, соединенную с зоной сушки,

3 предлагаемом способе сжигание топлива во вращающейс  печи происходит 3 потоке воздуха с низкой температурой , что позвол ет при одинаковых с известным способом температурах горени  топлива резко сократить о&ьем воздуха, подаваемого в зону обжига, и за счет уменьшени  разбавлени  продуктов горени  повь1сить концентрацию вод ных пароз и двуокиси углерода в печной атмосфере , а значит и излучательную способность газов. В результате значительно интенсифицируетс  процесс теплопередачи от газов к материалу. Подача из первой зоььп охладител  высокотемпературного воздуха, мину  враи1аюш ,уюс  печь, в зону подогрева отдельным потоком интенсифицирует окислени  и декарбонизации. За счет уменьшени  объема воздуха, иагреваемого до температуры горени , сокращаетс  количество окислов азота. Указанные пределы изменений темп ратуры (200-500 с) и коэффициента р схода воздуха горени  (1,20-1,80) при конкретной дл  каждого материала температуре обжига и вида топлив обуславливаютс  сжиганием топлива с заданной температурой горени  при минимальном значении коэффициента р схода . Использование дл  подачи во враща щуюс  печь воздуха горени  с температурой ниже 200 С нецелесообразно , так как при его нагреве во вращающейс  печи требуетс  дополнитель ное тепло, которое может в услови  обработки железорудных материалов оказатьс  излишним, что приводит к .перерасходу топлива. Использование воздуха на горение с температурой выше 500®С дл  железорудных окатышей также нецелесообразно , так как обуславливает необходимость увеличени  его объема, что снижает эффективность способа. При меньшем значении коэффициента расхода дуть  (менее 1,20) температура горени  в указанных пределах температур дуть  превышает допустимую , сжигание топлива с коэффи циентом расхода дуть  выше 1,80 сни жает интенсивность теплообмена, как за счет уменьшени  излучательной способности продуктов горени , так и за счет снижени  температурного уровн  в зоне обжига. Сущность изобретени  заключаетс  в дифференцированном в соответствии с услови ми тепло- и массообмена в отдельных технологических зонах использовани  нагретого воздуха после охладител , позвол ющем интенсифицировать теплообмен в зоне обжига снизить количество вредных выбросов На чертеже изображено устройство осуществл ющее предлагаемый способ. Устройство содержит секцию сушки 1, секции подогрева подвижной решетки 2 и 3, вращающуюс  печь k, секции охладител  соответственно высокотемпературную возду са горе ни  и низкотемпературную , дымососы подвижной решетки В и 9, дутьевые ве тил торы охладител  10, топливосжига ющее устройство 11. Сырые окатыши подаютс  в секцию 1, где за счет тепла газов, отход щих из секции подогрева 2 и 3 и тепла воздуха из низкотемпературной секции охладител  7,происходит удаление влаги.Температура этих потоков составл ет ЗЗО-АОО С . Высушенные окатыши поступают в секцию 2 подогрева , где обрабатываютс  потоком воздуха с температурой 900-1000 С из высокотемпературной зоны охладител  5, в результате чего нагреваютс  до 700-800 0. Предварительна  обработка окатышей заканчиваетс  во второй секции подогрева 3 отход щими с температурой 1100-115бд из вращающейс  печи газами. Нагретые до 1000 С окатыши перегружаютс  во вращающуюс  печь, где за счет сжигани  топлива в потоке воздуха с температурой прис6 1,2- . 1,80, поступающего из секции воздуха горени  6, происходит их окончательный обжиг при заданной температуре . Обоженные окатыши охлаждаютс  потоками воздуха, создаваемыми вентил торами 10 до 100-150 0 в секци х охладител  5-7Пример 1. Расход топлива на обжиг магнеТИТОВЫХ окатышей с низкой основностью, определенный из тепло- , вого баланса установки 185-10 ккал/т, Топливо - природный газ калорийностью 8500 ккал/м. Пирометрический коэффициент-дл  вращающейс  печи 0,8. Температура обжига 1280°С. Температу ° 1600-0. ра горени  Из совместного решени  уравнени  теплового баланса устанорки и теплового баланса горени  находим: температура воздуха горени  - С, коэффициент расхода воздуха - 1,75. При этих услови х суммарный коэффициент теплопередачи в зоне обжига 220 ккал/мЧ-град. П р и м е р 2 , топлива на обжиг окатышей из гематитового концентрата с высокой основностью 2бО 10 ккал/т. Температура обжига 1380°С. Температура горени  -Q al725°C. Температура воздуха горени  215°С. Коэффициент расхода воздуха горени  1,23. Суммарный коэффи- циент теплопередачи 270 ккап/м-ч-град. Данные сведены в таблицу.

1280-1380

Известный

Такое решение позвол ет резко сократить объем газов во вращающейс  печи и тем самым устранить главное преп тствие дл  создани  комбинированных установок большой единичной мощности - необходимость чрезмерного увеличени  диаметра вращающейс  печи . Это св зано с тем обсто тельством , что скорость газов во вращающейс  печи не должна превышать определенной величины (примерно 7 м/с) , так как увеличение скорости газов сверх критической приводит к сдуванию окатышей на решетку при перегрузке их в печь. Поэтому сечение печи в комбинированных установках выбираетс  из услови  обеспечени  скорости газов ниже .критической, а строительство печей с диаметром больше 7 м становитс  очень сложной техническо задачей.

Увеличение интенсивности теплообме на в зоне обжига позвол ет значительно повысить производительность печи или при сохранении производительности на прежнем уровне, резко сократить размеры агрегата и, таким образом, уменьшить удельный расход топлива, электроэнергии и капитальные затраты .

Интенсификаци  теплообмена за счет излучат ельной способности газов дает так же возможность снизить температурный уровень газов в печи, что обеспечивает снижение потерь в окружающую среду, уменьшение настылеобразовани  и концентрации окислов азота в отход щих газах.

Так как количество свободного кислорода в печных газах снижаетс  до минимума, то, при прочих равных услови х , выход окислов азота в этом случае резко сокращаетс .

9,5-5,0

УОО-100

Основной объем воздуха на охла,ч дение (75-82) подаетс  в высоко- и низкотемпературные зоны, в которых происходит регулирование режимов охлаждени  материала, воздуха на горение имеет автономный подвод охладител  и ее основна  задача - получить определенное количество нагретого воздуха с заданной температурой. Изменение теплового режима в зоне обжига, таким сзбразом, зависит только от технологических условий, что позвол ет стабилизировать режим (ига и повысить качество окатышей.

Ожидаемый экономический эффект за счет улучшени  ка|-.;сства окатышей , сокращени  расходов топлива и электроэнергии дл  установки производительностью 3 млн. т/год составл ет 5 1 5 тыс . руб/год .

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   1 . Способ высокотемпературной обработки железорудных материалов, включающий сушку и подогрев окатышей на конвейерной решетке, обжиг во вращающейс  печи и охлаждение воздухом в охладителе конвейерного типа, утилизацию отход щего из охладител  тепла , отли ч ающи и с  тем, что, с целью повышени  интенсивности теплообмена в зоне обжига, снижени  выбросов окислов азота в атмосферу, стабилизации теплового режима, во вращающуюс  печь дл  сжигани  топлива подают нагретый в охладителе воздух до 200-500 С с коэффициентом расхода оС 1 ,20 - 1 , 80 , л остап ьной нагре тый в охладителе воздух раздел ют на два потока: вь сокотемпературный, который подают в зону подогрева, и низ9981

   котемпературный, который подают в зону сушки .
2. 2. Устройство дл  высокотемпературной обработки железорудных материалов, содержащее подвижную колосниковую решетку с секци ми сушки и подогрева, вращающуюс  печь и разделенный на секции охладитель конвейерного типа, отли чающее с  тем, что охладитель разделен на три секции: высокотемпературную , соединенную газо 06О

   ходом с секцией подогрева, секцию воздуха горени , соединенную с вращающейс  печью, и низкотемпературную , соединенную с секцией сушки.

   5

   Источники информации,

   прин тые во внимание При экспертизе

   1 . Патент США N 331353, кл. 263-32, опублик. 1970. JO 2. Патент США ff 3 70б305,

   кл. С 22 В 1/02, опублик, 1973О О О

   10