Вращающаяся печь для восстановительного обжига железосодержащего материала

 

I. ВРАЩАЮЩАЯСЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ВСХ:СТАНОВИТЕЛЬНОГО ОБЖИГА ЖЕЛЕЗОС ДЕРЖАЩЕГО МАТЕРИАШ, содержащая грузочную и разгрузочную головки корпус с разгрузочными порогом и ловиной, в которой установлен топ ный коллектор, отличающаяс я тем, что, с целью исключения вторичного окисления продукта и сокращения простоев печи, топливный коллектор выполнен в виде тора со сквозными отверстиями и установлен перед торцовой частью разгрузочной горловины на расстоянии диаметров поперечного сечения тора. 2. Печь поп. 1, отличающ а я с я тем, что она снабжена установленным в разгрузочной головке в зоне примыкания нижней части горловины к указанной головке печи дополнительным топливным коллектором, выполненнымв виде половины тора с отверстиями, направленными в сторону разгрузочной горловины.

СО)О3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) ()1)

3(5»С 21 В 3 ОО

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ И306РЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3406352/22-02 (22) 12.03.82 (46) 15 08 83. Бюл. Р 30 (72) В.B. Лисицкий, В.И. Ковтун, A.Х. Воскеричян и В.A. Демидов (71) Институт черной металлургии (53) 669 ° 421.183(088.8) (56) 1. Х. Iron and SteeF Inst. Харак, 1966, 52, М 1, с. 10-22.

2. Авторское свидетельство СССР

9 592856, кл. С 22 В 1/02, 1978. (54) (57) 1 ° ВРАЩАЮЩАЯСЯ ПЕЧЬ ДЛЯ

ВОССТАНОВИТЕЛЬНОГО ОБЖИГА ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩЕГО МАТЕРИАЛА, содержащая загрузочную и разгрузочную головки, корпус с разгрузочными порогом и горловиной, в которой установлен топливный коллектор, от ли ч аю щ а яс я тем, что, с целью исключения вторичного окисления продукта и сокращения простоев печи, топливный коллектор выполнен в виде тора со сквозными отверстиями и установлен перед торцовой частью .разгрузочной горловины на расстоянии 2-4 диаметров поперечного сечения тора.

2. Печь поп. 1, о т ли ч аю» щ а я с я тем, что она снабжена установленным в разгрузочной головке в зоне примыкания нижней части горловины к указанной головке печи дополнительным топливным коллектором, выполненным в виде половины тора с отверстиями, направленными в сторону g .разгрузочной горловины.

10 35070

Изобретение относится к черной и цветной металлургии, в частности к аглодоменному производству, для восстановительного обжига перед брикетированием преимущественно тонко; измельченного железосодержащего ма5 териала во. вращающихся трубчатых печах, и может, быть использовано в горнообогатительных фабриках для . ..магнетиэирующего обжига железных руд и обжига цементного клинкера. В настоящее время в химической, цементной и металлургической и других отраслях промышленности широко эксплуатируются вращающиеся печи, работающие по противоточному режиму. 15 .Характерной особенностью работы та-. ких печей является наличие определенного разрежения в разгрузочной головке, необходимое дяя обеспечения требований техники безопасности и са-ур ..нитарных норм по загазованности и запыленности, в результате чегс через зазоры между вращающимся корпусом печи .и ее разгрузочную головку подса сывается иэ окружающей среды зна- 25 чительное количество воздуха. С уве.— личением диаметра печи величина подсоса возрастает и практически составляет 15-20%. Подсасываемый воздух снижает технико-экономические показатели работы печи, а также отрицательно .влияет на. качество готового продукта. Последнее относится к вращающимся печам для восстановительного обжига железосодержащего материала. Кислород воздуха, подсасываемый печью через разгрузочную горловину, в зависимости от крупности .восстановленного материала частично или полностью окисляет его как в разгрузочной горловине, так и в самой пе- 40 чи.

Применяемые в настоящее время уплотнения разгрузочной головки,пе.чи частично снижают подсосы, но не устраняют их полностью.

Известна вращающаяся печь, в которой с целью предохранения восстановленного .материала от:вторичного окисленич в торцовой части разгрузочной головки установлено устройство для подачи измельченного топлива в зону восстановления. В такой печи безокислительная атмосфера создается в зоне восстановления 1 1| . . Однако s разгрузочной горловине печи не устраняется вторичное окисление врсстановленного материала кислородом подсасываемого воздуха, который омывает частицы этого материала на этом участке печи. Прнчем доля подсасываемого воздуха здесь макси- 60 мальная. другим:недостатком такой пеж применительно для восстановительного обжига тонкоизмельченного сырья пе; ред брикетированием является то, 65 г что ввод дополнительного количества твердого топлива снижает качество готового продукта из-за раэубоживания его нежелательными примесями и, в первую очередь, золой ° .НаибОлее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому результату является вращающаяся печь для восстановительного обжига железосодержащего материала, содержащая загрузочную и разгрузочную головки, корпус с разгрузочным порогом и горловиной, с установленным в ней топливным коллектором. Причем топливный коллектор выполнен в виде замкнутого цилиндра с радиальными отверстиями, направленными на внутреннюю. поверхность разгрузочной горловины, и снабжен.топливоподводом с регулировочным вентилем.

Печь работает следующим образом.

Железосодержащий материал с твердыми или другими добавкаМи загружается через загрузочную головку в печь, где он подвергается сушке, нагреву и восстановительному обжигу с поверхности или путем продувки слоя шихты восстановительным -газом.

Восстановленный обожженный материал выдается через разгрузочную горловину в разгрузочную головку, а оттуда - на последующую обработку, например брикетирование. Топливо, например природный газ, через регули.ровочный вентиль и топливоподвод поступает в коллектор, из которого через радиальные отверстия диффузионным потоком в виде веера истекает в разгрузочную горловину .

При выходе из коллектора в печь струи топлива загораются, образуя на пути движения воздуха почти сплошную по сечению горловины огненную завесу. Таким образом, в зону восстановления печи поступает не холодный подсосанный воздух, а горячие топочные газы с пониженным окислительным потенциалом на входе в зону вoGcтановления. Непрореагировавшие .топливные газы после эоны восстановления дожигаются в зоне нагрева С2 1.

Недостатком известного способа является частичное или полное вторичное окисление восстановленного материала, особенно тонкоиэмельченного, при его движении к р;эгрузочной горловине и при выгрузке в разгрузочную головку за счет воздействия кислорода цодсасываемого воздуха как по длине горловины, так и на поток выгружаемого материала, Это происходит в результате отсутствия защитного действия топливного газа на указанных участках выполнение кол« лектора в виде замкнутого цилиндра .и размещение его в печи увеличивает .скорость подсааываемого воздуха в кольцевом канале между коллектором

1035070 и внутренней поверхностью разгруэоч- Приближение коллектора к юнцу ной горловины, что усиливает вынос горловины 2 на величину меньше нижматериала из горловины печи. него предела приводит к возмущению

Кроме того, за счет повышения ско- материального потока в зоне выгрузки, рости движения. окислителя интенси- повышает окислительный потенциал гафицируется процесс связывания кисло- з вовой фазы. рода с топливом, что увеличивает удаление коллектора от торца на, возможность.сплавления обрабатывае- величину больше верхнегб предела мого материала и примыкания его к- снижает равномерность восстановителькладке. Следует также отметить, что ного потенциала по длине горловины, при образовании в печи крупных спе- 10 приводит к появлению циркуляционных ков восстановленного материала воз-. зон перед выходной частью горловины. можно их застревание в канале между В зависимости от удаления коллекколлектором и горловиной, что приво- " тора 6 отверстия 7 могут быть выполдит к остановке печи с последующим - - нены радиально или под углом, направдемонтажом коллектора и выгрузкой - )$ ленным в выходную часть горловины этих спеков- Такое выполнение и раз- на расстоянии до 100-200 мм. Суммармещение топливного коллектора сни- ная площадь отверстий 7 должна сосжает его стойкость из-за расположе- тавлять 30-35% площади торового сечения его в зоне высоких температур ния в свету, это усилие обеспечивает и способствует сажеобразованию в его 20 равномерность раздачи топлива по полости эа счет низкой скорости . . отверстиям. топлива. Во вращающихся печах диаметром цель изобретения - исключение до 1,2-1,5 м целесообразно наружные вторичного окисления продукта и сок-, отверстия 7 в коллекторе 6 направить ращения простоев печи. на поток выгружаемого материала.

Поставленная цель достигается В большегрузных вращающихся петем, что во вращающейся печи для чах диаметром свыше 1,5 2 и возрасвосстановительного .обжига железосо- тает площадь кольцевого зазора между держащего материала, содержащей за- горловиной 5 и головкой 2, что увегрузочную и разгрузочную головки, личивает расход подсасываемого окрукорпус с разгрузочными порогом и mop- .жающего .воздуха, для связывания коловиной, в которой установлен топ- торого установлен дополнительный .ливный коллектор, топливный коллектор топливный коллектор в зоне прохождевыполнен в ниде тора со сквозными ния горловины печи через разгруэоч отверстиями и установлен перед тор- . ную головку (т.е. в зоне выгрузки) . цовой частью разгрузочной горловины 35 . дополнительный топливный коллекна расстоянии 2-4 диаметров попереч- тор выполнен в виде полутора с отверного сечения тора. :стиями, направленными в сторону раэПечь снабжена установленным в груэочной горловины, при этом угол ! разгрузочной головке в зоне примыка- . атаки струй, истекающих через отния нижней. части горловины указан- 4р верстие должен составлять 90+20, в ной головке печи дополнительным топ- зависимости от размещения коллектора ливным коллектором, выполненным в 8. Подвод топлива; к коллекторам 6 и виде половины тора с отверстиями, 8 может быть осуществлен как от печнаправленными в сторону разгрузочной ного топливопровода, так и от самогорловины. стоятельного, при этом, в процессе

На фиг.1 схематически изображена работы печи; общий расход газа не вращающаяся печью на фиг.2 — сече- . увеличивается, а только перераспре,ние А-A на фиг.1; на фиг.3 — сече- деляется между точками потребления. ние Б-Б на фиг.1. На фиг.1 показаны точки отбора проб газа на анализ, обозначенные вращающаяся печь содержит эагру-, буквами o Ь с d |; ° зочную 1 и разгрузочную 2 головки, Печь также оборудована горелками, корпус 3 с разгрузочным порогом 4 и -установленными в ее корцусе по длигорловиной 5, с установленным перед . не и устройствами для дожигания торцовой частью ее топливным коллек- . нецрореагировавшего газа, которые тором 6, выполненным в виде тора э не показаны. со сквозными отверстиями. 7, а в раз- Работает печь следующим образом. грузочной головке 2 ниже горловины Железосодержащий материал вместе

5 установлен дополнительный топлив- с другиМи технологическими добавканый коллектор 8. Наружный диаметр ми загружают в печь через загрузочколлектора 6 выполняется 0,4-0,8 60 ную головку 1. В рабочем пространствнутреннего диаметра горловины. Рас" ве печи происходит сушка, нагрев стояние в свету между коллектором 6,шихты и восстановление ее железосо - и торцом выгрузки горловины 5 донно держащего компонента углеродосодер находиться в пределах 2-4 диаметра жащими добавками илн путем продувки поперечного сечения тора. я,слоя восстановительными газами.

10350 70

Точка от бора проб газа

Компоненты, % (-(Т

СО

О,О

7,4

2,9

7,4

6,2 а

0,0

8,0

6,7

0,0

0,0

0,4

9,3

6,2

2,1

1,4

0,4

5,8

8,8

1бр 5

3i0

7,6

0,0

9,4

8,6

5,6

Восот ановлениый материал из печи выгружается через разгрузочные порог, 4 и горловину 5 в разгрузочную Foлонку 2 и затем поступает на дальнейшую обработку, например брикетирование. Газодинамический режим в печи поддерживают таким, чтобы н разгрузочной головке образовалась зона разрежения, необходимая для обеспечения требований техники безопасности и санитарных норм по загазованности и запыленности.

Истекающее из отверстий коллектора 8 топлино с низкой скоростью сжигается диффузионно за счет кислорода воздуха, подсасываемого в результате разрежения н головке 2 че рез кольцевой зазор. между корпусом

3 и разгрузочной головкой 2. При этом основная часть воздуха расходуется на процесс горения топлива, подаваемого через коллектор 8. Часть воздуха, неиспользованная в нижней части печи (ниже разгрузочной горловины), оттесняется к оси печи, где участвует в процессе горения топлива истекающего из отверстий 7 топливного коллектора б. При истечении струи топлива загораются, образуя на пути днижения воздуха сплошную завесу по всей длине и сечению горловины 5.

При таком выполнении вращающейся печи и организации сжигания топлива газовая атмосфера в горловине над слоем шихты не содержит свободного кислорода,- что предотвращает от вторичного окисления восстановленного материала. Это подтверждается химическим анализом проб газа, отобранных н точках О,Ь, С Д, Е не на опытной печи с внутренним диаметром рабочего пространства равным 1,2 м и при использовании в качестне топлива природного газа.

В табл. 1 представлен химический состав газа н отобранных точках.

При подаче одинакового количества топлива только через коллектор б и такого же количества топлива, не распределенного как на коллектор б, так и на дополнительный коллектор 8, газовая атмосфера н точке О во втором случае содержит меньше кислорода, чем в первом, н результате того, что во втором случае в разгрузочной головке 2 печи повышается давление, что снижает подсосы.воздуха в печь.

В табл ° 2 предСтанлен химический состав проб газа.

Продукты сжигания, образующиеся

10 в результате горения топлива, сжи.гаемого в разгрузочной головке и разгрузочнОй горловине, устраняются вверх. Из табл.2 видно, что при раздельной подаче топлива через коллек15 тор б и 8 уменьшается количестно подсосанного воздуха, а, следовательно, и количестно продуктов сжигания как в разгрузочной горловине 5, так и в свободном объеме печи. Оба эти . фактора способствуют снижению пылевыноса иэ пеЧи. Кроме того, коллектора интенсивно охлаждаются движущимся н них сплошным потоком топлива.

Устанонка топливного коллектора б перед торцовой частью разгрузочной горловины на расстоянии 2-4 диаметра поперечного сечения тора обеспечивает равный выпуск продукта из печи, однородность потока по сечению горловины, высОкий восстановительный потенциал атмосферы, изотермический режим по длине горловины повышает температурный уровень в зоне выгрузки, оптимагьный режим газонасыщения материала при его движении и выгруз35

Таким образом, н результате использования предлагаемой печи исключается вторичное окисление восстановленного материала (продукта) в эак4() лючительной стадии обработки и в процессе выгрузки, улучшаются технологические и теплотехнические условия обжига за счет повышения. степени дожигания топлива, облегчаются усло45 вия работы коллектора и сокращается время простоев печи, связанное с pa6oToc1Ioco6ностью топливного коллек-тора и при дальнейшей обработке,, например брикетированием, повышается ее производителЬность. Т аблица 1 сн со о

1035070

Таблица 2

Расход газа, нм /ч 3

СО Нв СН СО 0

3,0

О,О

5,0

Составитель A. Савельев

Редактор Л. Авраменко Техред М. Костик Корректор В. Бутяга

Тираж 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Заказ 5761/23

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Э»

Через кол- Через коллектор 6 лектор 8

0,0 0,0 0,0 Ý,8

0 0 О 0 0 О 8 5