SU908872A1 - Способ зажигани агломерационной шихты - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к подготовке руд и концентратов методом агломерации .

Известны способы зажигани  шихты в горнах агломерационных машин посредством сжигани  топливо-воздушной смеси в горелках, включающие раздельную подачу топлива и воздуха, их смешение , сжигание и просасывание гор чих продуктов сгорани  через слой спекаемой шихты. По этим способам сжигание топливо-воздушной смеси производитс  в длинном факеле при торцовом расположении горелок и понижении свода к месту загрузки шихты на агломашину по мере фильтрации продуктов сгорани  в слой и уменьшени  их объема 1.

Недостатки данного способа - односторонний ввод в слой продуктов сгорани  с помощью длиннофакельных горелок; развитие максимальных температур в конце периода внешнего нагрева (в месте сжигани  топлива) сло , минимальных в начале зажигани  сло ; неравномерное распределение температур по ширине горна и нерегулируемое по его длине и сложна  конструкци  устройства дл  осуществлени  способа. В результате имеет

место ухудшение прочности спека, а также повышение расхода топлива и эксплуатационных затрат на горн,

Указанные недостатки частично устран ютс  при сводовом расположении топливосжигающих устройств в горнах конвейерных маошн.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигае10 мому результату способ отоплени  горнов конвейерных машин дл  окусковани  железорудных материалов посредством сжигани  топливо-воздушной смеси в сводовых горелках, вклю15 чающий раздельную подачу топлива и воздуха, их смешение, сжигани  и просасывание гор чего газа - теплоносител  через слой спекаемой шихты . По этому способу отопление гор20 нов конвейерных машин производитс  при помощи горелочных длиннофакельных устройств дл  сжигани  газообразного , жидкого или твердого топлиа 2,

25

Недостатки известного способа наличие жесткого пр моструйного факела , что обусловливает значительную неравномерность тепловой обработки сло ; необходимость установки боль30 шого числа топливосжигающих устройств на единицу плошадн горна; необходимость значительных объемов горна; повыценные энергетические затраты на перемешивание жидкого и твердого топлив с воздухом; снижение качества готовой проддукции и noBHtiietiHe расхода втоплива вследствие недообжига части сло  и.большого объема горнового пространства, Цель изобретени  - снижение расхода .топлива, повышение качества аг ломерата и уменьшение объема горна за счет повышеЕШ  равномерности теп ловой обработки сло  Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе зажигани  агломе рационной шихты горнами конвейерных машин посредством сжигани  топливовоздушной смеси в плоскопламенных горелках, включающем раздельную подачу топлива и воздуха, их смешение сжигание в плоскопламенных горелках и просасывание гор чего газа теплоносител  через слой спекаемой шихты, воздух в горелочный каглень подают закрученным с относительным моментом количества движени  па еди ницу массового расхода, равным (630 ) llf а газ подают в центральную часть закрученного воздушного поток пр мой струей со скоростью 2-10 м/с топливо-воздушную смесь сжигают в МНОГОСЛОЙНОМ . плоском факеле с толщиной , равной 0,5-1,5 начального диа метра газовой струи, причем в аерхнюю часть факела толщиной 1025% от его суммарной факела подают топливо-воздушную смесь с коэффицие том расхода воздуха 1,5-2,0, а в ра положенньлх под ней средних част х факела коэффициент расхода воздуха понижают до 1,1-1 г 5, продукты сгора ни  факела перемещают по его оси со скоростью 0,2-0,3 . Эксплуатаци  агломерационных машин показывает, что при зажигании топлива типовыми горелками- в горновом пространстве машины формируетс  пр молинейный плохо управл емый -фа кел. Данный факел имеет относител но небольшие поперечные размеры и з нимает лишь небольшуючасть горна. Увеличение объема факела и существе ное повышение равномерности теплово обработки сло  на типово;л оборудова нии невозмолсно вследствие, во-первы увеличени  энергетических затрат (при увеличении числа горелочных ус ройств), во-вторых, высоких потерь тепла излучением, Дл  улучшени  работы конвейерных машин структура факела должна быть изменена с пр молинейной (имеющей  дро и периферийные участки) на J-SHO гослойную, настильную структуру с расположенной в верхней части факел зоной .с .пониженной температурой и высокими коэффициентами расхода воз духа). Многослойна  структура факела необходима дл  создани  равномерного температурного пол  по всей площади зеркала горна, В противном случае на поверхности шихты возможно образование участков с пониженной температурой поверхности сло . Гор щий плоо.кий факел имеет наиболее стабильную многослойную структуру при его закрутке вокруг центральной оси уже в горелочном камне и при расположении топлива преимущественно в центральной части факела (факел становитс  закрученным, разомкнутым), Без закрутки газовоздушной смеси в -горелочном камне равномерность температурного пол  в горновом пространстве существенно понижаетс . При закрученном воздушном потоке на выходе из горелочного камн  факел формируют многослойным, настильным, перемешающимс  сверху вниз. Формирование описанной структуры факела достигаетс  тем, что воздух подают закрученным с относительным; моментом количества движени  на единицу массового расхода, равным (6-30) Н при соотношении между аксиальной и тангенциальной составл ющими скорости (-. 1:4, а газ подают в центральную часть закрученного воздушного потока пр мой струей со скоростью 2-10 м/с. Отсутствие закрутки воздуха при подаче в горелочный -камень приводит к формированию дальнобойного, пр моструйного факела, что недопустимо. Причем при закрутке воздушного потока и подаче его в горелочный камень с относительным моментом количества движени  единицы массы в единицу времени (L) меньше 6 Н и с соотношением аксиальной и тангенциальной составл ющих скорости более 4 увеличиваетс  толщина многослойного настильного факела и, следовательно, объем горна, что нежелательно..В случае сильной закрутки воздуха (при L530 Н и ) структура факел-а уже не улучшаетс , а энергетические затраты на процесс значительно возрастают. Подача газа в центр закрученного воздушного потока должна производитьс  с низкой скоростью (2-10 м/с) по оси воздушного потока (в зоне разрежени ) . При скорости газа более 10 м/с температурную зону в верхней части факела сформировать невозможно и стойкость свода существенно понижаетс . При скорости газа менее 2 м/с структура факела уже не улучшаетс , а габариты горелки значительно возрастают. Под сводом горна с горелочным камнем формируют многослойный,, настильный факел. Верхний слой представл ет собой зону с высоким коэффициентом расхода воздуха и относительно низкими температурами газовоэдушной

смеси. Средние слои факела, в которых и сжигают основное количество топлива, имеют коэффициент расхода значительно более низкий (1,1-1,5) и температуру 1200-1350°С. В нижнем слое факела происходит рециркул ци  периферийных слоев продуктов сгорани  к центральной части факела.

Толщина многослойного настильного факела должна составл ть 0,5-1,5 от начального диаметра газовоздушной струи. При толщине факела меньшей 0,5 от начального диаметра газовоз1ДУШНОЙ струи дальнейшего улучшени  структуры факела не происходит, а необходимое давление воздуха перед горелкой значительно увеличивсйетс . При толщине факела большей 1,5 от начального диаметра газовоздушной струи его структура ухудшаетс , факел становитс  в лым, увеличиваетс  в объеме, что требует дл  полного сжигани  увеличени  объема горна.

Коэффициент расхода воздуха в верхней части факела должен составл ть , 5-2,0. При коэффициенте расхода воздуха меньшем 1,5 увеличиваютс  температуры в верхней части факела и существенно падает стойкость свода горна. При коэффициенте расхода воздуха большем 2,0 вьщержать требуемую по технологии среднюю температуру газа - теплоносител  .не удаетс .

Толщина верхней части факела должна составл ть 10-25% от суммарной толщины-факела. При меньшей толщине верхней части факела (менее 10% от суммарной) возможно прогорание свода горна, при большей толщине (более 25% от суммарной) увеличиваетс  неравномерность температурного пол  в горне.

Расположенные под верхней зоной средние части факела должны иметь коэффициент расхода воздуха d. l,l-1 ,5. При меньшем коэффициенте расхода воздуха (менее 1,1) температуры в горне увеличиваютс  более 1350°С происходит оплавление поверхности сло  шихты и падает газопроница.емость сло . При коэффициенте расхода воздуха более 1,5 температура в горне понижаетс  ниже 1200с и имеет место недопек верхних слоев шихты.

Продукты сгорани  факела следует перемещать по его оси (сверху вниз) с нормальной скоростью 0,20 ,3 .с. При скорости их движени  менее 0,2 . с в части горнового пространства горение топлива не происходит, т.е. имеет место увеличение объема горна. При скорости движени  слоев факела более 0,3 процесс горени  топлива не успевает завершитьс , что нежелательно.

На чертеже представлен горн с топливосжигающим устройством на агломерационных машинах, поперечный разрез

Способ осуществл етс  следующим образом.

Па спекательные тележки 1 загружают слой аглошихты 2.- Спекательные тележки проход т под горном 3, где осуществл етс  нагрев шихты продуктами сгорани  газа, зажигание твердого топлива и начинаетс  процесс ее спекани . В топливосжигающее устройство 4 горна раздельно подают топливо и воздух через патрубки 5

0 и 6 соответственно. При этом воздух подают через тангенциальный подвод, т.е. обеспечивают его закручивание .с относительным моментом количества движени  на единицу массового расхо5 да равным, например,20 П. Тангенциальна  составл юща  скорости воздушного потока на выходе из носика горелки составл ет при этом по отношению к аксиальной, нап&имер, 40%.

0 Топливо подают в центр закрученного потока воздуха пр мой струей с выходной скоростью, например, 3 м/с. Скорости потоков газа и воздуха устанавливают по стационарным расходомерам и регулируют стандартными, дроссели5 рующими устройствами. В горелочном камне 7 потоки топлива и воздуха перемешивают и затем подают в горн. На выходе из каглн  топливо-воздушную смесь раздают в горизонтальнее на0 правлении и формируют многослойный настильный факел. Факел формируют толщиной, например, 0,8 от начального диаметра газовой струи, контролируют радиационньлли пирометрами и ре5 гулируют изменением момента количества движени  воздуха. Верхнюю часть факела формируют толщиной 15% от сукмарной толщины факела, :контролируют показани ми сврдовых термопар

0 и регулируют соотношением топливо воздух . При этом коэффициент расхода воздуха в верхней части факела устанавливают равным 1,8, регулируют и контролируют его также как и толщину факела. Коэффициент расхода воз5 духа средних слоев факела устанавливают равнЕдм 1,4, контролируют по температуре газа - теплоносител  на входе в шихту и регулируют соотношением топливо - воздух. Продукты сгорани 

0 факела перемещают сверху вниз со скоростью , например,О,25 м/с, контролиЧ руют по величине расхода газа и воздуха и давлени  в горне и регулируют изменением положени  шиберов т 5 годутьевых установок либо вакуум-камер , а также расхода газа и воздуха.

После завершени  перечисленных операций в горновом пространстве формируе с  стабильный многослойный

0 настильный факел, образующий равномерное поле температур над слоем зажигаемой шихты.

Применение предлагаемого способа обеспечивает увеличение производительности агломашин на 2-3%, улучше5

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Способ зажигания агломерационной шихты, включающий раздельную подачу топлива и воздуха, их смешение, сжигание смеси в плоскопламенных горелках и просасывание горячего газа теплоносителя через слой спекаемой шихты, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода топлива , повышения качества агломерата и уменьшения объема горна за счет повышения равномерности тепловой обработки слоя, воздух и горелочный камень подают закрученным с относительным моментом количества движения на единицу массового расхода, равным (6-30) Н, а газ подают в центральную часть закрученного воздушного потока прямой струей со скоростью 2-10 м/с, топливо-воздушную смесь сжигают в многослойном плоском факеле толщи» ной, равной 0,5-1,5 начального диаметра газовой струи, причем в верхнюю часть факела толщиной 10-25% от его сухарной толщины подают топливо-воздушную смесь с коэффициентом расхода воздуха 1,5-2,0, а в распо¹⁰ ложенных под ней средних частях факела коэффициент расхода воздуха уменьшают до 1,1-1,5, а продукты сгорания факела перемещают по его оси со скоростью 0,2-0,3 м^/м^-с.