Способ производства окатышей и обжиговая конвейерная машина его реализующая

Способ производства окатышей и обжиговая конвейерная машина его реализующая

Реферат

 

Изобретение относится к производству железорудного сырья в черной металлургии и может быть использовано при производстве окатышей из железорудного концентрата. Способ включает сушку, нагрев, обжиг и охлаждение, которые осуществляют с помощью теплоносителей. Причем сушку и охлаждение ведут, по меньшей мере, в две ступени. Из первой ступени сушки выводят отработанный теплоноситель в атмосферу. В первой ступени охлаждения используют теплоноситель, соответствующий отработанному теплоносителю, удаляемому из первой ступени сушки в атмосферу, в частности часть отработанного теплоносителя, выводимого из первой ступени сушки в атмосферу. Причем упомянутую часть забирают из потока отработанного теплоносителя, выводимого в атмосферу и имеющего соответствующие влажность и температуру, и подают этот поток в первую ступень охлаждения. Способ осуществляют в обжиговой конвейерной машине, снабженной дополнительным трактом, которым соединены тракт для сброса в атмосферу отработанного теплоносителя и первая ступень зоны охлаждения. Изобретение позволит сократить удельный расход топлива, повысить производительность производства окатышей, повысить производительность обжиговой машины. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Предлагаемые изобретения относятся к производству железорудного сырья в черной металлургии, а именно к производству предварительной обработки руд, и может быть использовано при производстве окатышей из железорудного концентрата.

Известны способ производства окатышей и обжиговая конвейерная машина, реализующая этот известный способ (См. авторское свидетельство СССР №1759919, МКИ С 22 В 3/20, F 27 В 21/00, опубликованное в БИ 33 от 07.09.92).

Этот известный способ производства окатышей включает сушку, нагрев, обжиг и охлаждение, которые осуществляются с помощью теплоносителей, причем сушку и охлаждение ведут, по меньшей мере, в две ступени и из первой ступени сушки выводят отработанный теплоноситель в атмосферу, а на последней ступени охлаждения охлаждают окатыши воздухом, предварительно забираемым из атмосферы и подогреваемым до температуры 400С посредством топливосжигающего устройства.

Известная обжиговая машина, реализующая упомянутый способ производства окатышей, содержит последовательно расположенные зоны сушки, подогрева, обжига и охлаждения, а также тракты, соединяющие эти зоны, причем зоны сушки и охлаждения имеют, по меньшей мере, две ступени, из которых первая ступень зоны сушки соединена с трактом сброса в атмосферу отработанного теплоносителя, а входы в зоны сушки и подогрева соединены с последней ступенью охлаждения с помощью еще одного тракта, при этом на выходе из последней ступени зоны охлаждения установлено топливо-сжигающее устройство, снабженное трактом забора воздуха из атмосферы.

Эти два технических решения взаимосвязанные и объединены единым изобретательским замыслом. Они направлены на решение той же изобретательской задачи, что и предлагаемые изобретения, а также имеют наибольшее число общих с нашими изобретениями существенных признаков. Поэтому эти два технических решения выбираются в качестве прототипов.

Однако они имеют общие существенные недостатки, а именно: требуют больших энергозатрат на тепловую обработку окатышей, при реализации у них имеет место нерациональное использование теплоносителей, а также происходит большой выброс тепла в атмосферу. Данные недостатки обусловлены тем, что, например, в известном способе на последней ступени охлаждения в качестве теплоносителя используют атмосферный воздух, который перед введением в ступень охлаждения подогревают до соответствующей температуры. В известном же устройстве на последней ступени охлаждения установлено топливосжигающее устройство. В результате применения топливосжигающего устройства нарушается тепловой баланс между зонами обработки окатышей и возникает неравномерное распределение теплоносителя по машине, а сама обжиговая машина усложняется.

Первой задачей настоящих изобретений является усовершенствование известного способа производства окатышей путем создания нового теплоносителя при одновременном обеспечении равномерного его распределения по операциям и снижении себестоимости на его приготовление.

Второй задачей настоящих изобретений является усовершенствование машины путем изменения в ней потоков теплоносителя с одновременным устранением отмеченных недостатков.

Первая задача решена так, что в известном способе производства окатышей, включающем сушку, нагрев, обжиг и охлаждение, которые осуществляются с помощью теплоносителей, причем сушку и охлаждение ведут, по меньшей мере, в две ступени и из первой ступени сушки выводят отработанный теплоноситель в атмосферу, согласно настоящему изобретению в первой ступени охлаждения используют теплоноситель, соответствующий отработанному теплоносителю, удаляемому из первой ступени сушки в атмосферу.

Есть лучший вариант усовершенствования основного технического решения, а именно в первой ступени охлаждения в качестве теплоносителя используют часть отработанного теплоносителя, выводимого из первой ступени сушки в атмосферу, причем упомянутую часть забирают из потока отработанного теплоносителя, выводимого в атмосферу и имеющего соответствующие влажность и температуру, и подают этот поток в первую ступень охлаждения.

Вторая задача решена так, что в известной обжиговой конвейерной машине, содержащей последовательно расположенные зоны сушки, подогрева, обжига и охлаждения, а также тракты, соединяющие эти зоны, причем зоны сушки и охлаждения имеют, по меньшей мере, две ступени, из которых первая ступень зоны сушки соединена с трактом сброса в атмосферу отработанного теплоносителя, согласно настоящему изобретению введен дополнительный тракт, которым соединены упомянутый тракт для сброса в атмосферу отработанного теплоносителя и первая ступень зоны охлаждения.

Такие новые технические решения всей своей совокупностью существенных признаков позволяют создать как способ производства окатышей, так и обжиговую конвейерную машину, реализующую предлагаемый способ, которые вместе сокращают удельный расход топлива и повышают производительность производства окатышей. Это достигается тем, что согласно предлагаемому способу в первой ступени охлаждения используют теплоноситель соответствующий отработанному теплоносителю, выводимому в атмосферу из первой ступени зоны сушки. Таким образом выравнивается тепловой баланс между зонами обработки окатышей и устраняется неравномерное распределение теплоносителя. Кроме того, упомянутый эффект позволяет использовать в качестве теплоносителя часть отработанного теплоносителя, выводимого в атмосферу из первой ступени зоны сушки, что резко уменьшает энергозатраты на производство окатышей.

Анализ патентной и научно-технической информации, проведенный заявителем, показал, что предлагаемая совокупность существенных отличительных признаков неизвестна, поэтому заявляемые технические решения можно считать обладающими новизной.

Предлагаемые технические решения отвечают критерию “изобретательский уровень”, так как они для специалиста логически не следуют из известного уровня техники, а являются для него неочевидными. Так, из уровня техники известно, что повышения производительности и снижения удельного расхода топлива при производстве окатышей можно достичь, если на ступени охлаждения видоизменить теплоноситель. Это достигается забором воздуха из атмосферы, смешиванием его с разными разбавителями и сжиганием этой смеси с образованием теплоносителя с соответствующей температурой и последующей передачей его от зоны к зоне обработки окатышей, а затем выведение отработанного теплоносителя из первой зоны сушки в атмосферу (см., например, Производство окатышей. Сулименко Е.И. Учебное пособие. М.: Металлургия, 1988, стр.80-85). В нашем же случае в зоне охлаждения окатышей используют теплоноситель, соответствующий отработанному теплоносителю, выводимому из первой ступени зоны сушки. Это - вариант поиска нового теплоносителя, которого в известном уровне техники не было. А вот использование в качестве такого теплоносителя части отработанного теплоносителя - техническое решение парадоксальное, так как противоречит сложившейся тенденции развития, как способа производства окатышей, так и обжиговой конвейерной машины, реализующей этот способ. Эта неочевидность обусловлена тем, что существующие обжиговые машины ориентированы на использование в качестве теплоносителя воздуха, забираемого из атмосферы и соответственно обработанного. В нашем случае использован отработанный теплоноситель.

Сущность заявляемого способа производства окатышей и обжиговой конвейерной машины, реализующей этот способ, поясняется чертежом, на котором изображена схема обжиговой конвейерной машины, реализующая наилучший и наиболее экономичный вариант заявляемого способа производства окатышей. Поэтому практическая работоспособность предлагаемых изобретений поясняется, начиная с описания машины, которая изображена на чертеже в виде принципиальной схемы системы подачи теплоносителя в соответствующие зоны обработки окатышей.

Обжиговая конвейерная машина состоит из последовательно расположенных зон сушки 1, подогрева 2, обжига 3 и охлаждения 4. Через них проходит поток окатышей 5 (на чертеже не показан). Имеются еще тракты 6, которыми соединены эти зоны (на чертеже не показаны, так как это традиционные тракты, посредством которых передают теплоноситель из зоны к зоне). По наилучшему варианту имеется тракт 7, который выходит из первой ступени 8 зоны сушки 1. Это тракт 7 сброса отработанного теплоносителя 9 (на чертеже не показан) в атмосферу (изображено стрелкой). От этого тракта 7 отходит дополнительный тракт 10, который входит в первую ступень 11 зоны охлаждения 4.

Работоспособность предлагаемой обжиговой машины поясняется реализацией на ней заявляемого способа производства окатышей, а именно:

сырые окатыши загружают на обжиговые тележки и последовательно подвергают сушке 1 в две ступени, нагреву 2, обжигу 3 и охлаждению 4 в две ступени. Нагрузка по сырым окатышам на обжиговую машину составляет 600 тонн в час. При этом из тракта 7 сброса в атмосферу отработанного теплоносителя 9 из зоны сушки 1 первой ее ступени 8 отбирают 450 тыс. нм³ в час из общего объема с температурой 60-80С и влажностью 6-8% объемных и по тракту 10 подают в первую ступень 11 зоны охлаждения 4. Этот теплоноситель 9 проходит зону охлаждения и затем из нее поступает в остальные зоны 3, 2, 1 и отработанный выходит по тракту 7 в атмосферу. Однако из этого тракта часть его вновь забирают и по тракту 10 подают в первую ступень 11 зоны охлаждения 4. Таким образом, процесс обработки окатышей указанным теплоносителем повторяется.

В результате применения предлагаемой обжиговой машины и реализуемого с ее помощью предлагаемого способа производства окатышей удельный расход условного топлива составит 11-11,5 килограммов на тонну. При использовании же традиционного способа и соответствующей для него обжиговой машины, когда на первой ступени 11 зоны охлаждения 4 теплоносителем 9 был воздух, забираемый из атмосферы, и когда нагрузки сырых окатышей на обжиговую машину были аналогичными, то удельный расход условного топлива составлял 13-14 килограммов на тонну. Отмеченное преимущество предлагаемых изобретений поясняется тем, что часть сбрасываемого ранее (450 тыс. нм³ в час) в дымовую трубу и безвозвратно теряемого теплоносителя, имеющего определенное теплосодержание, используется в нашем случае повторно в первой ступени зоны охлаждения. Это требует более низких энергозатрат на его нагрев до определенных мощностей, чтобы в дальнейшем использовать в схеме упрочняющего объема железорудные окатыши на конвейерной обжиговой машине.

Формула изобретения

1. Способ производства окатышей, включающий сушку, нагрев, обжиг и охлаждение, которые осуществляют с помощью теплоносителей, причем сушку и охлаждение ведут, по меньшей мере, в две ступени, и из первой ступени сушки выводят отработанный теплоноситель в атмосферу, отличающийся тем, что для охлаждения окатышей в первой ступени охлаждения используют теплоноситель, соответствующий отработанному теплоносителю, удаляемому из первой ступени сушки в атмосферу.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для охлаждения окатышей в первой ступени охлаждения в качестве теплоносителя используют часть отработанного теплоносителя, выводимого из первой ступени сушки в атмосферу, причем упомянутую часть забирают из потока отработанного теплоносителя, выводимого в атмосферу и имеющего соответствующие влажность и температуру, и подают этот поток в первую ступень охлаждения.

3. Обжиговая конвейерная машина, содержащая последовательно расположенные зоны сушки, подогрева, обжига и охлаждения, соединенные трактами, причем зоны сушки и охлаждения имеют, по меньшей мере, две ступени, из которых первая ступень зоны сушки соединена с трактом сброса в атмосферу отработанного теплоносителя, отличающаяся тем, что она снабжена дополнительным трактом, соединяющим тракт сброса в атмосферу отработанного теплоносителя и первую ступень зоны охлаждения и предназначенным для отвода части отработанного в первой зоне сушки теплоносителя и использования его для охлаждения окатышей в первой ступени охлаждения.

РИСУНКИ

Рисунок 1