SU998548A1 - Способ охлаждени железорудных кусковых материалов в кольцевом охладителе - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к производству железорудного сырь  в черной металлургии, а именно к производству частично восстановленных железорудных кусковых материалов.

Известны способы охлаждени  кусковых материалов в кольцевых охла1дител х , включаиоище охлаждение материала с поперечным прососом охлаждающего агента через движущийс  слой l .

Недостаткагли этих способов  вл ютс : охлаждение кусковых материалов в воздушной среде, что исключает возможность получени  восстановленных окатышей, невозможность регули .ровани  качества готовой продукции в процессе охлаждени , значительные потери тепла с уход щими газами. Эти недостатки частично устран ютс  при двухступенчатом охлаждении материала .

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигае- мому результату  вл етс  способ охлаждени  железорудных материалов в кольцевом чашевом охладителе,, включак дий двухступенчатое охлаждение материала, пр моточное движение с поперечным прососом охлаждающего агента и материала на первой ступень

и перекрестный просос агента через опускающийс  слой материала на вторрй ступени охлаждени  С2. .

Недостатками известного способа  вл ютс ; наличие в охладителе холостой промежуточной зоны, что увели .чивает габариты агрегата усложненна  схема движени  потоков охлаждающего агента в агрегате и наличие

10 громоздкого расположенного у внешней жалюзийной решетки короба; значительные безвозвратные потери тепла с уход щими газагли; получение готовой продукции с недостаточно вы15 сокой металлургической прочностью.

.Целью изобретени   вл етс  частичное восстановл ение материала в процессе его охлаждени  и повышение качества готовой продукции.

20

Указанна  цель достигаетс  тем, что согласно способу при охлаждении кусковых материалов в кольцевом чашевом охладителе, включающем двухступенчатое охлаждение материала, пр 25 моточное движение охлалсдающего агента и материала на первой ступени и перекрестный просос охлаждающего агента через опускающийс  слой материала на второй ступени охлаждени 

30 в верхнюю часть агрегата oднoвpe нно с материалом подают топливо в количестве 18-25 кг/т и просасывают его совместно с потоком охлахсдающего агента сверху вниз, при этом материал в врехней части агрегата восстанавливйют до 25-40% при коэффициенте расхода воздуха 0,4-0,9 и одновременно охламщают на 400-700с за счет эндотермических реакций.

При использовании газообразного топлива его подают только через пркемную воронку в количестве 0,040 ,12 с.

При использовании твердого топлива его предварительно измельчают до крупности 1,0-3,0 мм.

На современных обжиговых конвейерных мштшнах значительное врем  и долезные производственные площади (до 40% ) используют дл  охлаждени  готовой продукции, что существенно ограничивает удельную производительность обжигового оборудовани . С стороны, физическое тепло гор чих окатышей при их озслаждении, как правило, тер етс  безвозвратно. Вмес те с тем, как показали опыты, процесс охлаждении может быть существенно интенсифицирован при развитии в Ъхлаждающемс  слое эндотермических восстановительных реакций (такой процесс развиваетс  при охла}эдении гор чих с температурой 500°С и выше окатышей в слое, содержащем твердое топливо). При. этом одновременно осуществл етс  частичное восстановление окатышей до 25-40% и металлургическа  ценность готовой продукции существенно возрастает. Совмещение процессов охла)вденк  и частичного восстановлени  кусковых материалов возможно в серийных чашевых охладител х устанавливаемых после обжиговых машин . Дл  этого серийные охладители должны быть оборудованы устройством дл  ввода твердого топлива непосредственно в поток гор чих окатышей, загружаемых в агрегат. Тогда при температурах и выше интенсивно протекают эндотермические реакции. восстановлени  гематита. Скорость протекани  восстановительных реакций достаточно высока и за 8-12 мин окатышы восстанавливаютс  до 25-40%. Вместе с тем развитие .эндотермичес;ких реакций требует значительного Iколичества тепла, что обуславливает существенную интенсификации процес; са охлаждени  окатышей.

Совмещение процессов восстановле ,ни  и охлаждени  по предлагаемому способу производ т во врсицамдемс  чашевом охладителе, оборудованном устройством дл  ввода топлива в гор чий поток материала. При этом совмещение указанных процессов осуществл етс  в верхней части агрегата (в

приемной воронке и верхней части кольцевой шахты), т.е. на первой ступени процесса. Об зательным условием  вл етс  така  подача топлива, чтобы оно непосредственно попадало в поток окатьлшей, так как в п ютивном случае (при его контакте с воздухом ) возможно загорание топлива, что недопустимо. Процессы охлаждени  и частичного восстановлени  следует производить при пр моточном движении охлаждающего агента и материала , так как именно в этом случае наиболее активный восстановитель встречаетс  с материалом, имеющим максимальную температуру. В результате скорость протекани  процессов восстановлени  становитс  максимально возможной уже в самом начале процесса, т.е. в наиболее активной зоне. По мере опускани  материала он охлазадаетс , развитие восстановительных реакций в зоне замедл етс  и подача на эти горизонты свежего восстановител  становитс  неэффективной. Использование на первой ступени процесса других схем движени  охлаждающего агента и материала (противоток, перекрестный ток нежелательно, так как они привод т к понижению степени восстановлени  готовой продукции. Действительно, при противотоке активный восстановитель встречаетс  сначала с относительно холодным куском, затем уже в верхней части с гор. чим кус ком, где и начинаютс  активные процессы восстановлени . В результате врем  на процесс сокращаетс , тер етс  полезна  высота агрегата и падает конечна  степень восстановлени  материала. При перекрестном ток часть сло  у внешней жалюзийной решки активно восстанавливаетс , а к центру кольцевой шахты и особенно к внутренней жалюзийной peDieTKe скорость протекани  восстановительных реакций постепенно снижаетс . В результате имеет место неравномерна восстановительна  обработка сло  и Зс1метно снижаетс  качество готовой

.продукции.

Claims (2)

1. В верхней части агрегата охлаждение окатышей осуществл етс  как за счет конвективной передачи тепла, так. и за счет эндотермических реакций восстановлени . Дл  этого в сло охлаждаемых окатышей следует подавать 18-25 кг топлива на ка;кдую тонну материала. При подаче меньшего количества топлива (менее 18 кг/т конечна  степень восстановлени  готовой продукции не достигает 25%, что нежелательно. При подаче большего количества топлива (более 25 кг/Т) значительноеего количество тер етс  с уход щими газами (при подаче газообразного топлива), либо с готовой продукцией (при подаче твердого топлива). Материал вверхней части агрегата восстанавливают до 25-40%, Восстанов . ление материала до степейи, меньшей 25%, экономически нецелесообразно, так как не оправдывает увеличени  удельных затрат топлива на процесс, несмотр  на улучшение показателей доменного передела. Восстановление материала до степени, большей 40%, в серийных чашевых охладител х (без их существенной реконструкции ) затру нительно. Процесс восстановлени  ока тышей в верхней части агрегата производ т при коэффициенте расхода.воз духа О,4-0,9. При меньшем коэффициенте расхода воздуха (менее 0,4) существенно замедл етс  процесс разложени  топлива и снижаетс  эффектив ность протекани  процесса восстановлени . При. большом коэффициенте расхода воздуха (более 0,9) в слое возможно протекание окислительных реакций, что недопустигло. В слое кускового материала за счет эндотермических реакций процесса окатыши следует охлаждать -на OO-VOO C. Охлс1ждение. окатышей -на меньшую величину (менее, чем на 400° нежелательно, так как при этом имею место недостаточно-высокие скорости восстановлени  материала. Охлаждение окатышей на большую величину (более, чем на ) приводит к уменьшению их механической прочноети и к ухудшению показателей их пос ледующей транспортировки. При использованиив процессе газообразного топлива дл  повышени  степени восстановлени  материала, ег следует подавать только в глухую. воронку. Подача топлива в да)угие точки нежелательна,.так как способствует загоранию газа над слоем и, следовательно, -ухудшению качества готовой продукции. Восстановительный газ следует подавать в количестве 0,04-0,12 -с . При меньшем количестве газа (менее G,04 ) конечна  степень восстановлени  гото вой продукции окажетс  ниже 25%, что нецелесообразно. Подача большего количества восстановительного газа (более 0,12 ) приводит, без ,улучшени  качества готбвой продукдй к существенному увеличению удельного расхода топлива на процесс. При использовании в процессе неде фицитного твердого топлива его необходимо измельчать до крупности 1,03 ,0 мм. При крупности топлива менее 1,0 мм оно успевает прореагировать ужб в верхних сло х материала, ив остальной части агрегата восстановительный реакций не протекает, что нежелательно. При крупности топлива более 3,0 мм оно полностью не успе - зает прореагировать, что приводит к увеличению удельного расхода топлива на процесс. В нижней части агрегата, опуска сь по кольцевой шахте сверху вниз, окатыши охлаждаютс  потоком холодного воздуха, просасываемого через жалюзийную систему, т.е. в перекрестном токе. Охлаждение окатышей в перекрестном токе в нижней части агрегата обеспечивает существенную интенсификацию процесса, так как относительно небольша  ширина кольцевой шахты позвол ет на серийном т годутьевом оборудовании обеспечить значительные скорости фильтрации сло  (до 1,0 м/с и вьдше) и, следовательно , интенсифицировать процесс охлаждени . Охлаждение окатышей на второй ступени в противотоке, либо пр мотоке нецелесообразно, так как из-за значительной высоты сло  материала его продувка охлаждающим агентом с достаточно высокими cкopocт .и фильтрации сло  требует существенного увеличени  ющнocтeй (давлени ) т годутьевого оборудовани . Сущность изобретени  заключаетс  в совмещении процессов охлаждени  и частичного восстановлени  окатыией (до степени восстановлени  25-40% ) и оптимизации режимных параметров этих процессов. Охлаждение окатышей за счет эндотермических реакций восстановлени  окислов железа существенно интенсифицируетс . На фиг. 1.представлена схема чашевого охладител  дл  осуществлени  способа; на фиг. 2 - охладитель окатышей, вид сверху. Способ при использовании в качестве восстановител  газообразного топлива осуществл ют следующим образом . Гор чие окатыши с температурой/ например, 10(ГОс- поступают в приемную воронку 1 опускаютс  сверху вниз в кольцевую шахту 2, непод вижным ножом-сбрасывателем 3 снимаютс  с основани  вращающегос  чашевого охладител  и поступают на тракт готовой продукции. В приемную воронку 1 и верхнюю часть кольцевой шахты подают восстановительный газ, через патрубок 4 и глухую воронку 5 просасывают его сверху вниз и отвод т через внутреннюю жалюзийную решетку 6 и коллектор -. При этом в верхней части агрегата происходит (в пр мотоке) частичное восстановление окатышей до степени 30% и интенсивное их охлаждение на 700°С (с 1100 до 400°С ) за счет эндотермических реакций процесса. .Восстановление материала производ т при коэффициенте расхода воздуха 0,7. ; При этом подсосы, воздуха в слой гор чих в верхней части агрег та устран ютс  посредствомустанов ки неподвижного относительно сло  окатышей защитного экрана 8, Восст новительный газ в охладитель подаю в количестве 20 кг на каждую тонну материала. При производительности охладител , например, 100 т/ч коли чество восстановительного газа сос тавит 2750 MV4, 0,73 где 0,73 кг/м - удельный вес при )одного газа Шебе линского месторож дени . Скорость фильтрации газа через выходное сечение глухой воронки 5, равное 7,65 м-, поддерживают равной 0,1 , т.е. yfll 0,1 . Частично восстановленнэ1е окатыши опускаютс  в нижнюю часть агрегата и охлаждаютс  в ней с 400 до в перекрестном токе. Дл  этого оЛта хдающий агент (воздух) засасывают через внешнюю жалюзийну.ю решет ку 9, просасывают через слой окатышей , охлаждают-ихИ через в-нутреннюю жапюзийную решетку б и коллек- тор 7 отработанные газы сбрасывают в дымовой боров. Во вращающейс  кольцевой шахте материал опускаетс  только над местом установки ножа-сбрасывател  3. Сход материала начинаетс  в момент совпадени  сечени  сло  с местом установки ножа-сбрасывател  и завер шаетс  на длине, равной 0,1 -длины, окружности охладител . На остальных участках агрегата слой материала находитс  в неподвижной состо нии. Отметим, что все описанные процессы протекают как на участках с неподвижным слоем, так ив движущемс  слое материала. Охлажденные частично восстановленные окатыши отправл  ютс  на склад готовой продукции. Во врем  процесса температуру окат шей в агрегате регулируют скоростью с да материала (глубиной погружени  нойса-сбрасывател  3) и контролируют стандартными термопарами. Количество подаваемого в агрегат восстаног витель.ного газа регулируетс  дросселирующими устройствами т годутьевого оборудовани  и контролируют стационарными расходомерами. Степен восстановлени  материала регулируют скоростью его схода и контролируют по химическому анализу проб, отобра . ных по высоте печи. Коэффициент рас хода воздуха регулируют изменением величины разрежени  сбросного дымососа и контролируют по химическому анализу проб газа, отбираемого нз агрегата . . При использовании в качестве восстановител  твердого топлива процесс корректируетс  следующим образом. Твердое топливо включают непосредственно в поток гор чих окатышей. Глуха  воронка 5 при этом становитс  ненужной. Топливо подают со средней крупностью 2,0 мм в количестве 20 кг на каждую топку материала, т.е. в нашем случае 2000 кг/ч. Это топливо захватываетс  потоком охлаждающего агента,фильтруемого через слой материала сверху вниз, и способствует развитию эндотермических реакций восстановлени  окислов железа и процесса охлаждени  окатышей. Далее весь процесс осуществл ют аналогично описанному. . Крупность твердого топлива устанавливают при его измельчении и контролируют рассевками на стандартных ситах. Количество твердого топлива регулируют изменением режима работы топливоподающего устройства и контролируют стационарными весоизмерител ми . Применение изобретени  обеспечивает получение частично восстановленных окатышей со степенью восстановлени  25-40% на серийном обжиговом оборудовании при незначительной его реконструкции. Кроме того, физическое тепло гор чих окатышей, ранее значительна  часть которого безвозвратно тер лась в процессе охлаждени , используетс  на развитие эндотермических реакций процесса восстановлени . В результате коэффициент использовани  тепла в агрегате существенно возрастает. Использование частично восстановленных окатышей в доменном переделе обеспечивает повышение производительности доменных печей на 14-17% и снижение расхода доменного кокса на 15-18%. При таком улучшении показателей процесса экономический эффект составит 240 тыс. руб. на 1 млн. т выплавл емого чугуна. Формула изобретени  1.Способ рхлаждени  железорудных кусковых материалов в кольцевом охладителе , включающий двухступенчатое охлаждение материала, пр моточное движение охлаждающего агента и материала на первой ступени и перекрестный просос охлаждающего агента через опускающийс  слой матери а. а на втоЕЮй ступени охлазкдени , о т л и ч ающи и с  .тем, что, с целью частичного восстановлени  материала в процессе его охлаждени  и улучшени  качества готовой продукции , в верхнюю часть агрегата одновременно с материсшом подают топливо в количестве 18-25 кг/т и просасывают его совместно с потоком охлаждающего агента сверху вниз; при этом, восстанавлива  материал в верхней части агрегата до 25-40% при коэффициенте расхода воздуха 0,4-0,9, одновременно охлаждают его на 400-700°С за счет эндотермических реакций процесса . 2. Спосйб ПОП.1, отличаю щ и и с   тем, что, с целью повышени  степени восстановлени  материала при использовании гаэообразного топлива, его подают только через глухую воронку в количестве 0,040 ,12 . 3. Способ по П.1, отличающийс  тем, что, с целью использовани  в процессе недефицитных видов твердого топлива, его предварительно измельчают до крупности 1,0-3,0 мм. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Бабушкин Н.М. и др. Охлаждение агломерата и . И., Металлурги , 1975.
2. 2.Лвторское свидетельство СССР 483437, кл. С 21 В 1/08, 1-974.

   Г.ч

   «г