Трубчатая вращающаяся печь для восстановления железорудного сырья

 

В. А. Шаповалов, В. А. Токарева, В. Л. Кучер, !ЖсА. ожилов, Е. Д. Логовская, В. М. Машков, Л, A. Петров, Jl. C. отарев н А. П. (рехов,:.

"j,.(72) Авторы изобретения.. Научно-исследовательский и проектный и агломерации руд черных металлов М и Институт металлургии им. Байкова гашению (7l.) Заявители (54) ТРУБЧАТАЯ ВРАШАЮШАЯСЯ ПЕЧЬ

ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ

ЖЕЛЕЗОРУДНОГО СЫРЬЯ

Изобретение относится к трубчатым вращающимся печам для восстановительной обработки желеэоруцных материалов и может быть использовано в металлургической, строительной н химической от раслях промышленности, в частности для. процессов, протекающих в эндотермнчеоком режиме, например прн металлизации железоруцного сырья.

Известны трубчатые вращающиеся печи, включающие корпус и примыкающую к нему разгрузочную горловину с соотношением их диаметров от Х:0,35 до

1:0,45 Г1 3 °

Печи снабжены торцовой горелкой и поэтому не могут быть использованы для термохимической обработки материала в эндотермическом режиме, когда возникает необходимость подвода тепла по всей длине печи. Высокий порог в этой печи не позволяет организовать подачу газа через центральный ввод, так как трубчатое коленообразноеустройство очень быстро выходит из строя.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является трубчатая вращающаяся печь для восстановления железоруциого сырья, содержашая кор5 пус, разгрузочную горловину, устройство для подвода и распределения энергсьноснтеля к радиальным горелкам в виде трубы, расположенной по оси с патрубI ком, отходящим к стенке печи вблизи разгрузочной горловины коленом (2 ) .

Известная трубчатая вращаюшаяся

I печь имеет низкую производительность по выходу металлического железа иэ-за недостаточного времени восстановитель ной обработки железоруцного материала в печи, вследствие недостаточной высо ты цоцпирающего порога межцу корпусом и" зо ° разгрузочной горловиной печи;кроме того, снижается коэффициент использования оборудования (КИО) вследствие непродопжительного срока службы трубчатого устройства. Трубчатое коленообразное

53 4 этой зоне приводит к интенсивному развитию процесса спекания частиц в настыли.

Зонаокончательноговосстановпениясоставпяет 75-80% всей зоны восстановления (6;5-7,0 диаметров печи) и характеризуется постепенным уменьшением скорости восстановления. Дальнейший рост степени восстановления требует пребывания (времени восстановления) материала в печи, что может быть достигнуто путем повышения подпирающего порога в разгрузочной части печи. Увеличение высоты подпирающего порога ограничено длиной за ны его действия, которая, во избежание настылеобразования, не должна распрост раняться на зону начального восстановления. Экспериментальные замеры в трубчатых вращающихся печах различных диаметров и длин показывают, что примерно равенство алины зоны окончательного восстановления и длины зоны действия подпирающего порога при протяжен ности каждой 6,6-7,0 диаметров печи, достигается при высоте порога (Н), раи ной 0,22-0,28 диаметра печи.

Дг Д 2Н До 2 (0,22-0,28) х хД = (0,56-0,44) Llпили Qг (0 440 56) Дп (1) ю

3 9964 устройство, предназначенное для подво- да энергоносителя к радиальным горелкам, установлено в разгрузочной горловине печи и работает в условиях иеран номерного нагрева. Перепад температур между вертикальной частью устройства, находящейся в слое горячих окатышей, и осевой его частью, сильно удаленной от поверхности окатышей, составляет около 500 С. Это приводит к..воэиикнс ie вению напряжений, разрушающих устрой;

CTBOå

Целью устройства является повьниение производительности лечи путем увеличе- 1$ ния времени восстановления, уменьшение. относительной массы вюстита и повышение долговечности коленообразного ввода, Поставленная цель достигается тем, что в трубчатой вращающейся печи для восстановления железорудного сырья, содержащей корпус, разгрузочную горповину, устройство для подвода и распреаеделения энергоносители к радиальным горелкам, в виде трубы, расположенной по оси печи, с патрубком, отходящим к стенке печи вблизи разгрузочной горловины коленом, диаметр разгрузочной горловины в свету составляет 0,460,56 диаметра печи.

Проведен ряд опытов на опытно-промышленных трубчатых вращающихся пьчах с различной высотой порога для определения оптимального соотношения между диаметрами в свету печи (Эг )

3S и разгрузочной горловины (2г- ) при восстановительной обработке материала, например металлизации желе эору пн ого сырья. Экспериментально установлено, 46 что зона восстановления жепеэорупного сырья имеет протяженность, равную

8,5 диаметров печи и подраэпепяетсяна две эоны: начального восстановления по сталин наиболее полного развитияфаэы вюстнта и появления металлического железа, со4$ ответствующей степени восстановления

20-60% и температуре спекания материала 800 С окончательного восстанов пения, соответствующей степени восстановления материала 60-98% и температуре спекания его около 950-1000 С. о

Зона начального восстановления составляет 20-2,57 всей зоны восстановле. ния (1,5-2,0 диаметра печи) и характери-. зуется высокой скоростью протекания про- $$ цесса при относительно небольших затратах энергоносителя. Увеличение времени пребывания материала и его высоты слоя в

Соотношение (1) обеспечивает протекание процесса металлизации, когда действие подпирающего порога не распространяется на зону начального восстановления (0,44 и более) и когда время пребывания материала в зоне окончательного восстановления еше достаточно для эффективного протекания процесса мета ллизации (не более 0,56).

Высота слоя материала в печи вне зоны действия подпирающего порога и в разгрузочной горловине (, ) равна

0,1 8 Д, и незначительно. колеблется при изменении количества оборотов или производительности печи.

Увеличение высоты подпирающего порога и связанное с ним уменьшение диаметра горловины ограничено, кроме того, условиями надежной эксплуатации трубчатого устройства, которое во избежание разрушения должно работать в условиях равномерного нагрева, и горизонтальная часть его не должна соприкасаться со слоем окатышей. Зазор (4)1) между поверхностями слоя материала и трубчатого коленообразного устройства в разгрузочной горловине, установленный также экспериментальными замерами, равен 0,15-0,55 высоты слоя или 0,0270,1 диаметра печи и обеспечивает эксп5 996 пуатацию коленообразного устройства, . когда нет его соприкосновения с железорудным материалом (0,027 и более) к . когда нет большого перепада температур между вертикальной частью устройства, находящейся в слое окатышей и, осевой его частью, находящейся в атмосфере горловины (не более 0,1).

Диаметр трубы коленообразного уерройства в зависимости от мощности 10 печи, обусловленный .подачей в нее необ ходимого количества; энергоносителя, составляет 0,04-0, 1 диаметра печи.

ДГ=. (Исл+5>) 2 + Д = 0,18 к «Q +(0,027-0,1) Д 2. + (0,045-0;1)» !3

«Q„.

Решение уравнения дает следующие результаты.

А ЬЬ = 0,027 Дц

Д = (О, 18- Д + 0,027 Д и) 2 + 0,045 20

Д = 0,459 Q, Д г= (О; 18 Дп + 0,027 Дп ) 2 +

0,1 Д„=. 0,514 Д „.

Б; Ъ = 0,1 Дг, Q = (О;18 Д .+-0,1 Д ) 2 + 0,045«И .Д„-= 0,605 Д„;

Дг = (О 18 Дп+ 0,1 Ll ) 2 + 0,1 -Лп, 0,66 Дд ипи Q» = (0,46-0,66) Дд(2)

Соотношение (2):обеспечивает надежнуюэксппуатацню копенообразного устрой- Эр ства, соотношение (1) - высокоэффектив3ное протяжение процесса метаппкзациИ, а совмещение .их интервалов в пересечении дает оптимальное:

Д - (0,46-0,56) Д:,„, (3) которое удовлетворяет, как требованиям соотношения (1) так и (2); . На чертеже изображена трубчатая вращающаяся печь, разрез.

Трубчатая вращающаяся иечь включает корпус 1, разгрузочную горловину 2 к трубчатое коленообразкое устройство 3 для подвода и распределения энергоносители по длине печи. Диаметр в свету разгрузочной горловины (Q г- ) составляет 0,46-0,56 соответствующего диамет- . ра печк (Qn).

Кроме того, трубчатая вращающаясяпечь содержит патрубок 4 и трубку 5 для подачи воздуха, патрубок 6 и трУбу цпя подачи газа на радиальную горелку; 8, трубу -9 для подвода компенсационных проводов к термопарам, теч ку 10 для загрузки материала в печь к разгрузочною камеру 1.1.

Вращающаяся трубчатая печь. работает следующим образом;Через загрузочную течку 10 жепе= зорудный материал подается в печь. Бпа-.

453 4 годаря наклону печи материал перемещается к разгрузке,.подвергаясь- термохимической обработке. Обработка матерна па осуществляется с помощью радиальных горелок 8, выведенных на on печи. Энергоноситель к горелкам 8 трансцорткрует ся через трубчатое копенообрвзное устройство, состоящее из наружного и внутрен него трубопроводов для газа, воздуха к . компенсационных проводов. Обработанный . материал выгружается из печи через разгрузочную камеру 11, Продолжительность обработки зависит от высоты подпирающего порога между корпусом и разгрузочной горловиной печи. Оптимальная продолжительность тер= мохимической обработки и наибольший выход годного продукта достигается благодаря тому, что разгрузочная горловина вьптопнена с диаметром в свету,соответст-: вующим 0,46-0,56 диаметра печи., Использование изобретения на печи., ; СевГОКа позволяет повысить производительность печи по металлическому-железу . на 5-7%,а коэффициент использования оборудования возрастает с 0,5-0,6 до

0,7-0,8.

При проектной производительности установки по металлическому железу

150-180 тыс; т/rog экономический эффект от повышения производительности и коэффициента использования оборудования составляет 200-250 тыс. руб.

Формула изобретения

Трубчатая вращающаяся печь для воо- становления железорупного сырья, содержащая корпус, разгрузочную горловину, устройство для подвода и распределения энергоносителя к радиальным горел-, кам в виде трубы, расположенной по оси печи, с натрубком, отходящим к стенке печи вблизк разгрузочной горловины коленом, отличающаяся тем, что, с целью повышения производитель ности печи путем увеличения времени восстановления, уменьшения относительной массы вюстита и повышен,ния долговечности коленообразного ввода, диаметр разгрузочной горловины в свету составляет О, 46-0,56 Диаметра печи.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ ¹ 839207, кп. 18 а 18/05, 1971.

2. Чертежи Ждановского завода тяжелого машиностроения к Уралэнергочермета ¹ 252500000 и 200663.

998453

Составитель А. Савельев

Редактор Л. Повхан Техред О.Неце Корректор H. Король.. Заказ 846/38 Тираж 566 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретенМ и открытий

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

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