Способ термообработки окатышей на обжиговой конвейерной машине

 

Изобретение относится к черной металлургии и предназначено для подготовки сырья для доменного производства. Сущность: способ термообработки железорудных окатышей на конвейерной обжиговой машине включает последовательную укладку на тележки донной постели и двух слоев окатышей с подачей в нижний слой окатышей размером 5 - 12 мм и порозностью 38 - 42%, а в верхний слой окатышей с размером 12 - 18 мм и сушку фильтрацией теплоносителя. Высота нижнего слоя составляет 50 - 60% от общей высоты слоя. Сушку осуществляют фильтрацией теплоносителя сверху вниз в два этапа, сначала сушат нижний слой окатышей при скорости 1,0 - 1, 5 м/с, а после укладки второго слоя скорость фильтрации теплоносителя поддерживают в пределах 0,55 - 1,3 скорости фильтрации теплоносителя через нижний слой, что позволит интенсифицировать процесс термообработки окатышей и повысить качество обожженных окатышей. 1 ил.

Изобретение относится к области черной металлургии и предназначено для подготовки сырья для доменного производства.

В процессе термообработки на существующих конвейерных машинах окатыши последовательно проходят зоны сушки, подогрева, обжига, рекуперации и охлаждения и наиболее узким местом является стадия сушки, заметно сдерживающая производительность обжиговой машины. Существующая технология сушки слоя окатышей с реверсом теплоносителя не позволяет интенсифицировать процесс термообработки, а ликвидация реверса сопровождается уменьшением высоты слоя, что приводит к снижению производительности обжиговой машины.

Известен способ термообработки окатышей на конвейерной обжиговой машине, в котором поток сырых окатышей делится на два и загружается двумя роликовыми питателями сначала в нижнюю, а затем в верхнюю части слоя высотой до 200 мм. После загрузки нижнего слоя осуществляют ее сушку при скорости фильтрации теплоносителя 1,65 - 2,17 м/с, а затем сушат верхний слой при скорости фильтрации, в 2,2 - 3,0 раза меньшей скорости фильтрации теплоносителя через нижний слой. Реализация данного изобретения позволяет повысить удельную производительность машин, снизить расход тепла на сушку и улучшить качество готовых окатышей (SU 1587067, МКИ C 22 B 1/24, 23.08.1990).

Недостатком указанного способа является то, что в данном решении сушка окатышей осуществляется фильтрацией горячего теплоносителя снизу вверх, что отрицательно сказывается на состоянии металлических элементов обжиговой машины и лежащей на ней донной постели.

Опыт эксплуатации обжиговых машин показал, что обожженные окатыши низкого качества образуются в нижнем горизонте слоя. Это связано с неравномерностью температурно-временной обработки по высоте слоя. Низкое качество окатышей обусловлено недостатком времени их пребывания при температуре обжига. Время протекания физико-химических процессов при обжиге окатышей зависит от их размера. У более мелкой фракции окатышей нижнего горизонта степень превращения будет выше, чем у более крупных окатышей, попадающих в нижние горизонты при однослойной загрузке. Известно, что с уменьшением размера окатышей увеличивается их объемная поверхность, что способствует интенсификации теплообмена. Кроме того, повышение однородности слоя по размеру позволяет увеличить их порозность (Братчиков С.Г. "Теплотехника окускования железорудного сырья". М., "Металлургия", 1979, с. 344).

Известен способ термообработки окатышей на обжиговой конвейерной машине, являющийся наиболее близким аналогом к предлагаемому решению, включающий двухслойную загрузку окатышей, осуществляемую роликовым укладчиком, с укладкой мелких окатышей (8 - 12 мм) в нижний слой, равный 20 - 40% от толщины слоя, а крупных окатышей (12 - 18 мм) в верхний слой (SU, N 727700, 15.04.1980). Послойная укладка исходных окатышей с выделением в каждом отдельном слое узкой по размеру фракции увеличивает однородность отдельного слоя и обеспечивает менее плотную упаковку суммарного слоя, а вместе с этим более высокую порозность, что в конечном итоге позволит повысить равномерность тепловой обработки окатышей различной крупности и повысить их прочность при восстановлении.

Недостатком данного технического решения является то, что слои окатышей сушатся одновременно газообразным теплоносителем, вследствие чего сушка нижнего слоя замедлена за счет влаги, выступающей из верхнего слоя, что отрицательно сказывается на производительности и эффективности процесса.

Технической задачей предлагаемого способа является интенсификация процесса термообработки окатышей и повышение качества обожженных окатышей.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе термообработки железорудных окатышей на конвейерной обжиговой машине, включающем последовательную укладку на тележки донной постели и двух слоев окатышей с подачей в нижний слой окатышей размером 5 - 12 мм и порозностью 38 - 42%, а в верхний слой окатышей с размером 12 - 18 мм и сушку фильтрацией теплоносителя, высота нижнего слоя составляет 50 - 60% от общей высоты слоя, а сушку осуществляют фильтрацией теплоносителя сверху вниз в два этапа, сначала сушат нижний слой окатышей при скорости фильтрации теплоносителя 1,0 - 1, 5 м/с, а после укладки второго слоя скорость фильтрации теплоносителя поддерживают в пределах 0,55 - 1,3 от скорости фильтрации теплоносителя через нижний слой.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена загрузочная зона и зона сушки обжиговой конвейерной машины.

Устройство содержит узел пофракционной укладки окатышей, включающий конвейер подачи исходных окатышей 1, челноковый укладчик 2, роликовый укладчик 3, расположенный под ним в начальной зоне конвейер уборки просыпи 4, классификатор 5 и дугообразный конвейер 6. Под дугообразным конвейером расположена камера сушки 7, которую конвейер 6 огибает с двух сторон.

Термообработка окатышей осуществляется следующим образом. Сырые окатыши поступают с конвейера подачи исходных окатышей 1 на челноковый укладчик 2, а затем на роликовый укладчик 3. В начальной зоне укладчика происходит отделение мелочи, которая попадает на конвейер для уборки просыпи 4. Далее окатыши по роликовому укладчику поступают на роликовый классификатор и разделяются на фракции. Окатыши размером 5-12 мм проходят через зазор между роликами классификатора и вертикально падающей струей попадают на конвейерную машину перед камерой сушки 6, обеспечивающей сушку уложенного слоя фильтрацией теплоносителя сверху вниз. Регулируя скорость движения окатышей по роликам осуществляют загрузку мелких окатышей с порозностью 38 - 42%. Повышенная порозность первого слоя позволяет при высоких скоростях фильтрации теплоносителя в пределах 1,0 - 1,5 м/с, увеличить высоту нижнего слоя до 230 - 250 мм без переувлажнения низа слоя и уменьшить время сушки. Более крупные окатыши размером 12 - 18 мм перегружаются на дугообразный широкий конвейер 7, расположенный над камерой сушки и огибающий ее с двух сторон, перераспределяются на нем и падают после камеры на слой мелких и уже высушенных окатышей с порозностью 37 - 40%. Средняя порозность такой укладки составляет 39 - 40%, в отличие от традиционной однослойной загрузки с порозностью 33 - 36%. Увеличение порозности слоя уменьшает газодинамическое сопротивление и позволяет поддерживать значительную скорость фильтрации теплоносителя, составляющую 0,55 - 1,3 от скорости фильтрации в процессе сушки нижнего слоя. Конкретные значения скоростей фильтрации теплоносителя при сушке нижнего и верхнего слоев зависят от высоты слоев и их порозности. Благодаря предлагаемому режиму термообработки общую высоту слоя можно увеличить до 450 мм и тем самым повысить производительность обжиговых машин. Оба слоя подвергают сушке фильтрацией теплоносителя также сверху вниз. Затем оба слоя входят во вторую зону сушки и далее в остальные технологические зоны.

Пример осуществления способа. На конвейерную ленту загружали донную постель. Затем сырые окатыши при помощи описываемого устройства разделяются на фракции. Мелкая фракция размером 5 - 12 мм просыпается в отрегулированные соответствующим образом зазоры между роликами и укладывается на донную постель с порозностью 38-42% и высотой 230 мм, что является оптимальным с точки аэродинамического сопротивления слоя и упрощения процесса сушки. Нижний слой, проходя под камерой сушки, фильтруется теплоносителем, имеющим температуру 350^oC и подаваемым сверху вниз со скоростью фильтрации 1,3 м/с, удаляя из него до 80% влаги. По завершении процесса сушки нижнего слоя на него загружается слой окатышей размером 12-18 мм, которые отделяются на роликовом классификаторе, попадают на дугообразный конвейер, движутся по нему над камерой сушки и укладываются на нижний слой окатышей с порозностью 37 - 40%. Общая высота слоя составляет 450 мм. Оба слоя фильтруются теплоносителем, подаваемым со скоростью 1,0 м/с, что составляет 0,76 от скорости фильтрации теплоносителя через нижний слой. На втором этапе сушки двух слоев обеспечивается завершение удаления влаги на 98% при достаточно высоких показателях процесса. Далее окатыши передаются в остальные технологические зоны и разгружаются с машины. Анализ обожженных окатышей показывает, что они характеризуются пониженным содержанием мелочи класса 5 мм.

Таким образом, пофракционная двухслойная укладка и раздельная сушка каждого слоя позволяет повысит порозность слоя, уменьшить газодинамическое сопротивление, снизить энергозатраты на тягодутьевые средства обжиговой машины при достаточно высокой скорости фильтрации теплоносителя, а также повысить высоту слоя, что в конечном итоге приведет к повышению производительности обжиговых машин и повышению качества окатышей за счет более равномерной их термообработки. Дополнительным эффектом можно считать увеличение срока службы существующего обжигового оборудования.

Формула изобретения

Способ термообработки железорудных окатышей на конвейерной обжиговой машине, включающий последовательную укладку на тележки донной постели и двух слоев окатышей с подачей в нижний слой окатышей размером 5 - 12 мм и порозностью 38 - 42%, а в верхний слой окатышей с размером 12 - 18 мм и сушку фильтрацией теплоносителя, отличающийся тем, что высота нижнего слоя составляет 50 - 60% от общей высоты слоя, а сушку осуществляют фильтрацией теплоносителя сверху вниз в два этапа, сначала сушат нижний слой окатышей при скорости 1,0 - 1,5 м/с, а после укладки второго слоя скорость фильтрации теплоносителя поддерживают в пределах 0,55 - 1,3 скорости фильтрации теплоносителя в процессе сушки нижнего слоя.

РИСУНКИ

Рисунок 1