Карусельная агломерационная машина для спекания материалов под давлением

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано для спекания под давлением железосодержащих и карбонатных отходов металлургического производства. Карусельная агломерационная машина содержит кольцеобразно размещенные в горизонтальной плоскости спекальные чаши, накопительный бункер, устройства зажигания, спекание шихты и разгрузки опека, газо- и воздухопроводы, газоотводящие камеры и приводы. Агломерационная машина содержит бункер постели с дозатором, накопительный бункер, снабженный двумя весовыми воронками, а также двумя разравнивателями в виде подвижных штоков с вращающимися лопастями. Спекальные чаши равноудаленно размещены на двух кольцевых каруселях, выполненных с возможностью синхронного вращения и фиксации положения каждой спекальной чаши в зоне накопительного бункера, устройства зажигания шихты, предварительного и окончательного спекания, а также разгрузки опека. Угол между радиальными образующими каждой кольцевой карусели, которые проходят через вертикальную ось смежных спекальных чаш, составляет 72°. Изобретение позволит повысить производительность агломерационного процесса спекания железосодержащего материала. 3 ил.

 

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано для спекания под давлением железосодержащих и карбонатных отходов металлургического производства. Заявленное изобретение обеспечивает возможность переработки и утилизации шламовых отвалов металлургических производств, представленных шламами и пылью газоочисток сталеплавильных, доменных, агломерационных, известково-обжиговых цехов, отсевами энергетического угля, коксового производства, замасленной и грубозернистой окалиной, колошниковой пылью, металлошлаковыми отсевами конверторных шлаков.

Известна кольцевая агломерационная машина для спекания материалов под давлением, которая содержит кольцевую платформу с приводом вращения, на которой равномерно размещены спекальные чаши с колосниковыми решетками, которые имеют возможность вертикального перемещения в разгрузочной зоне, колпаки, разгрузочное, загрузочное и зажигательное устройства, вакуум-камеры, газо- и воздухопроводы. Машина снабжена кольцевым рольгангом с направляющими, которые контактируют с боковой поверхностью чаш, выполненным в зонах загрузки, разгрузки и зажигания, под которыми расположены вакуум-камеры. Механизм вертикального перемещения колосниковых решеток выполнен в виде штока, над которым размещено разгрузочное устройство, выполненное в виде толкателя. Рольганг снабжен приводными колпаками, соединенными с газо- и воздухопроводами, выполненными с возможностью перемещения по монорельсу переменного уровня (авт.св. СССР №670787, опубл. 30.06.79 г., БИ №24).

Недостатком известного устройства является сложная кинематическая схема перемещения спекальных чаш от момента загрузки шихты до получения готового агломерата. Продолжительность траектории движения спекальных чаш предопределяет сложность контроля и оптимизации процесса агломерации, особенно при использовании разных видов компонентов шихты, используемых для получения агломерата. Конструкция агломерационной машины металлоемкая и сложная, что требует значительных материальных и трудовых затрат при ее эксплуатации.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является карусельная агломерационная машина для спекания материалов под давлением, которая содержит кольцеобразно размещенные в горизонтальной плоскости спекальные чаши, накопительный бункер, устройства зажигания, спекания шихты и разгрузки спека, газо- и воздухопроводы, газоотводящие камеры и приводы (авт.св. СССР №600375, опубл. 30.03.78 г., БИ №12).

Недостатком известного устройства является сложность конструкции и кинематической схемы переноса спекальных чаш с тарели на кольцевую платформу. Процесс спекания шихты обеспечивается при непрерывном движении спекальных чаш на кольцевой платформе, которая требует сложной системы трубопроводов для подачи сжатого воздуха и газообразного топлива. Конструкция предусматривает применение только одной кольцевой платформы, которая ограничивает возможность повышения производительности процесса агломерации. Конструкцией машины не предусмотрена возможность формирования постели на дне спекальных чаш, что приводит к завариванию расплавом колосниковых решеток и соответственно к снижению качества получаемого продукта и необходимости дополнительных трудовых и материальных затрат для выполнения профилактических работ. Агломерационная машина сложна в эксплуатации, а ее использование ограничено узким качественным диапазоном применяемого железосодержащего сырья.

Задачей изобретения является усовершенствование конструкции кольцевой агломерационной машины для спекания материалов под давлением за счет размещения спекальных чаш на двух кольцевых каруселях, выполненных с возможностью взаимного синхронного противоположно направленного вращения, предыдущего формирования постели из возврата на дне спекальных чаш, фиксированного положения спекальных чаш при загрузке, зажигании шихты, начальной и заключительной фазах спекания, а также разгрузке.

Реализация изобретения позволяет повысить производительность агломерационного процесса спекания железосодержащего материала, улучшить качество металлургического сырья, снизить материалоемкость конструкции и соответственно улучшить ее эксплуатационные качества. Конструкция обеспечивает возможность эффективной переработки техногенных месторождений, сформированных из отходов металлургического производства, представленных в основном железосодержащими шламами и замасленной окалиной. Полученный агломерационный продукт может быть использован как сырье в доменных и сталеплавильных агрегатах, а также на горно-обаготитетельных комбинатах.

Поставленная задача решается за счет того, что карусельная агломерационная машина для спекания материалов под давлением содержит кольцеобразно размещенные в горизонтальной плоскости спекальные чаши, накопительный бункер, устройства зажигания, спекания шихты и разгрузки спека, газо- и воздухопроводы, газоотводящие камеры и приводы.

Согласно изобретению агломерационная машина содержит бункер постели с дозатором, накопительный бункер, снабженный двумя весовыми воронками, а также двумя разравнивателями в виде подвижных штоков с вращающимися лопастями, при этом спекальные чаши равноудаленно размещены на двух кольцевых каруселях, выполненных с возможностью синхронного вращения и фиксации положения каждой спекальной чаши в зоне накопительного бункера, устройств зажигания шихты, предварительного и окончательного спекания, а также разгрузки спека, угол между радиальными образующими каждой кольцевой карусели, которые проходят через вертикальную ось смежных спекальных чаш, составляет 72°, причем устройство для зажигания шихты выполнено в виде опорной рамы, в верхней части которой установлен колпак с подводом сжатого воздуха и газообразного топлива, а устройства начального и заключительного спекания шихты выполнены в виде опорных рам, в верхней части которых установлены колпаки с подводом сжатого воздуха, при этом колпаки выполнены с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения и расположены соосно газоотводящим камерам, выполненным с возможностью примыкания к нижней части спекальных чаш.

Заявленное изобретение иллюстрируется схемами, где на фиг.1 показана компоновочная схема карусельной агломерационной машины; на фиг.2 - разрез симметричной части разравнивателя и устройство для спекания шихты; на фиг.3 - устройство для зажигания шихты.

Карусельная агломерационная машина для спекания железосодержащих материалов под давлением содержит спекальные чаши 1, размещенные на двух каруселях 2, 3, накопительный бункер гранулированной шихты 4 с весовыми воронками 5, бункер постели 6 с дозатором 7, воронку 8 с двумя течками 9 и два разравнивателя 10. Каждый разравниватель 10 выполнен в виде штока 11 с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения. В нижней части штока 11 установлены вращающиеся лопасти 12.

По внешней образующей каждой кольцевой карусели 2, 3, в месте их фиксированного положения 13, 14, 15, 16, 17, поочередно установлены накопительный бункер 4 с бункером постели 6 (одни на обе карусели), устройство зажигания шихты 18, устройства предварительного и окончательного спекания 19, 20, а также устройство разгрузки спека (на схеме не показано).

Устройство зажигания шихты 18 выполнено на опорной раме 21, в верхней части которой установлен колпак 22 с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения. Колпак 22 снабжен газопроводом 23 для подачи газообразного топлива (природного газа) и воздухопроводом 24 для подачи сжатого воздуха. В нижней части опорной рамы 21 соосно колпаку 22 размещена газоотводящая камера 25 с патрубком 26, связанным с вакуумными насосами для отвода продуктов горения.

Устройства для предварительного и окончательного спекания 19, 20 имеют одинаковое конструктивное выполнение. Каждый из них выполнен на опорной раме 27, в верхней части которой установлен колпак 28 с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения. Колпак 28 снабжен воздухопроводом 29 для подведения сжатого воздуха. В нижней части опорной рамы 27 соосно колпаку 28 размещена газоотводящая камера 30 с патрубком 31, связанным с общим коллектором отвода продуктов горения при спекании шихты. Устройство для разгрузки (на схеме не показано) обеспечивает разгрузку спека из чаши 1 для следующего дробления и просеивания.

Приводами (на схемах не показано) обеспечивается возможность синхронного вращения кольцевых каруселей с фиксацией положений спекальных чаш под загрузку шихтой, зажигание, предварительное и окончательное спекание, а также разгрузка.

Угол между радиальными составляющими каждой кольцевой карусели 2, 3, которые проходят через вертикальную ось смежных спекальных чаш 1, составляет 72°.

Заявленное изобретение реализуется следующим образом.

Спекальные чаши 1 поворотом кольцевых каруселей 2, 3 устанавливают под загрузку постелью и шихтой (фиксированное положение 13). С помощью дозатора 7 бункера постели 6 в воронку 8 по течкам 9 в спекальные чаши 1 подают постель в виде продукта спекания крупностью 5-10 мм.

Формирование постели предупреждает "заваривание" колосниковых решеток агломерационным расплавом и снижает выделение газов, которые выходят из чаш 1.

Подготовленную гранулированную шихту с заданным соотношением компонентов аккумулируют в накопительном бункере 4.

В процессе формирования постели штоки 11 разравнивателей 10 опускают в нижнее положение и приводят в движение лопасти 12. При вращении лопастей 12 постель распределяется равным слоем на колосниковых решетках спекальных чаш 1. После формирования постели из накопительного бункера 4 с помощью весовых воронок 5 заполняют спекальные чаши 1 подготовленной шихтой. По мере их заполнения штоки 11 разравнивателей 10 поднимают вверх, не останавливая вращения лопастей 12. Подъем штоков 11 и лопастей 12 осуществляют до тех пор, пока спекальные чаши 1 не заполнятся до заданного уровня.

Вращением в противоположных направлениях кольцевых каруселей 2, 3 спекальные чаши 1 перемещаются к устройству для зажигания шихты 18.

Работа агломерационной машины иллюстрируется на примере движения одной из симметрично расположенных кольцевых каруселей.

Агломерационный процесс начинается с момента перемещения спекальной чаши 1 в зону устройства для зажигания шихты 18. В этом фиксированном положении 14 спекальная чаша накрывается колпаком 22, который установлен в верхней части опорной рамы 21. В колпак 22 по воздухопроводу 24 поступает сжатый воздух, а по газопроводу 23 - газообразное топливо. Колпак 22 в устройстве для зажигания шихты 18 выполняет функцию горна, который формирует горящий слой заданной толщины. Продукты горения и влага удаляются через колосниковые решетки на дне спекальной чаши в газоотводящую камеру 25 по патрубку 26 и дальше по трубопроводам на установку для последующей очистки газа.

После формирования равномерно горящего пласта шихты в верхней части спекальной чаши 1 колпак 22 поднимают, а спекальная чаша 1 перемещается в зону устройства предварительного спекания шихты 19 (фиксированное положение 15). Колпак 28 устройства предварительного спекания шихты 19 также установлен в верхней части опорной рамы 27 и снабжен одним воздухопроводом 29 для подачи сжатого воздуха. После опускания колпака 28 в спекальную чашу 1 поступает сжатый воздух для поддержки процесса сжигания твердого топлива в слое шихты.

С помощью газоотводящих камер 30 по патрубку 31 и дальше по трубопроводам удаляются пылевидные частицы и газообразные продукты горения. Скорость агломерации и соответственно скорость перемещения горящего слоя определяется объемом сжатого воздуха, который поступает в спекальную чашу.

После спекания половины объема шихты колпак 28 поднимают и спекальная чаша 1 перемещается в зону устройства окончательного спекания шихты 20 (фиксированное положение 16) для завершения агломерационного процесса.

Конструкция устройства для окончательного спекания шихты 20 и технологический процесс аналогичны предыдущему циклу.

После завершения агломерации шихты спекальная чаша 1 перемещается к месту разгрузки спека (фиксированное положение 17). Извлеченный из спекальной чаши 1 спек направляется на дробление и грохочение. В результате просеивания формируются три потока: товарный агломерат, возврат и мелкофракционный материал для формирования постели.

Так как на каждой кольцевой карусели 2, 3 установлено одновременно пять спекальных чаш 1, то процесс является циклично-поточным. Время простоя спекальных чаш 1 при основных и вспомогательных процессах агломерации - минимальный и обусловлен временем, необходимым для завершения того или другого технологического цикла. Время каждого цикла взаимно сбалансировано для получения в конце процесса агломерации качественного металлургического сырья.

Опытно-промышленные испытания конструкции агломерационной машины для спекания железосодержащих материалов под давлением показали, что она обеспечивает высокую производительность агломерационного процесса, технологична в обслуживании и позволяет свести к минимуму выбросы пыли и газов в атмосферу.

Карусельная агломерационная машина для спекания материалов под давлением, содержащая кольцеобразно размещенные в горизонтальной плоскости спекальные чаши, накопительный бункер, устройства зажигания, предварительного и окончательного спекания шихты и разгрузки спека, газо- и воздухопроводы, газоотводящие камеры и приводы, отличающаяся тем, что она снабжена бункером постели с дозатором, а также двумя разравнивателями в виде подвижных штоков с вращающимися лопастями, при этом накопительный бункер снабжен двумя весовыми воронками, спекальные чаши равноудаленно размещены на двух кольцевых каруселях, выполненных с возможностью синхронного вращения и фиксации положения каждой спекальной чаши в зонах накопительного бункера, устройств зажигания, предварительного и окончательного спекания шихты, и разгрузки спека, причем угол между радиальными образующими каждой кольцевой карусели, которые проходят через вертикальную ось смежных спекальных чаш, составляет 72°, устройство для зажигания шихты выполнено в виде опорной рамы, в верхней части которой установлен колпак с подводом сжатого воздуха и газообразного топлива, а устройства предварительного и окончательного спекания шихты выполнены в виде опорных рам, в верхней части которых установлены колпаки с подводом сжатого воздуха, при этом колпаки выполнены с возможностью вертикального возвратно-поступательного перемещения и расположены соосно газоотводящим камерам, выполненным с возможностью примыкания к нижней части спекальных чаш.