Чашевый охладитель кусковых материалов

Чашевый охладитель кусковых материалов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИЯЕТЕЛЬСТВУ

»»954761 (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22)Заявлено 08.10.80 (21) 2993690/22-02 с присоелинением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.0S 82. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 02. 09 . 82 (53)M. Кл.

F 27 В 21/06

С 22 В 1/16

РкударствеиныН комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (53) УДК622.785. .5.002.5(088.8) Р,Ф. Кузнецов, А.п. Буткарев, А.М. Дюльди

Л.А. Сулин, В.И. Клейн, В.С. Иаврин и С.Д (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский инст металлургической теплотехники и Институт мвтвд ргий:Украинского научного центра АН СССР (71) Заявитель (54) ЧАШЕВЫЙ ОХЛАДИТЕЛЬ КУСКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к производству железорудного сырья в черной металлургии, а именно к производству частично восстановленных желеэорудных кусковых материалов.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является чашевый охладитель кусковых латериалов, содержащий кольцевую шахту с внешней и внутренней жалюэийными решетками и прием- » ной воронкой, загрузочные и разгрузочные узлы, короб для подачи восстановительного газа и тягодутьевые тракты. В указанном охладителе предусмотрено двухсекционное охлаждение. В

1-й секции oKBTblLIH охлаждаются восстановительными либо нейтральными газа" ми, для чего и предусмотрен короб, расположенный у внешней жалюзийной решетки (11.

Недостатками известного устройства являются усложненная система тягодутьевых трактов, что существенно

2 усложняет конструкцию агрегата, наличие громоздкого, расположенного у внешней жалюзийной. решетки, короба, значительные (безвозвратные) потери о тепла с уходящими газами, а также получение готовой продукции с недостаточно высокой металлургической tlpouHOCT ЬЮ»

Цель изобретения - частичное вос" становление материала в процессе его охлаждения и повышение качества готовой продукции.

Указанная цель достигается тем, что чашевый охладитель кусковых мате" риалов, содержащий кольцевую шахту с внешней и внутренней жалюэийными решетка ли и приемной воронкой, загру" зочный и разгрузочный узлы, короб для подачи восстановительного газа и тягодутьевые тракты, снабжен горизонтальным экраном, перекрывающим приемную воронку кольцевой шахты на

25- 100т, ее площади и расположенным по обе стороны лотка для загрузки ма95476 териала, а ось короба для подачи восстановительного газа совмещена с осью приемной воронки, при этом вертикаль" ные стенки короба размещены в гори" зонтальной плоскости от крайних точек верхнего основания конуса приемной воронки на расстоянии, равном 20-304 максимальной ширины воронки, а расстояние от верха приемной воронки до жалюзийной системы равно 15-25 высоты ip кольцевой шахты.

Площадь зоны охлаждения на современных обжиговых конвейерных машинах составляет 15"201 от полезной площади, что существенно ограничивает удельную 15 производительность обжигового оборудования. С другой стороны, физическое тепло горячих окатышей при их охлаждении, как правило, теряется безвозвратно. Вместе с тем, как показали gp опыты, процесс охлаждения окатышей может быть существенно интенсифицирован при использовании в качестве охлаждающего агента восстановительного газа (природного, водорода и д др.) ° При этом одновременно осуществляется частичное восстановление окатышей до 25-40 и металлургическая ценность готовой продукции существенно возрастает. Совмещение процессов охлаждения и частичного восстановления окатышей возможно в серийных чашевых охладителях, устанавливаемых после обжиговых машин. Для этого серийные охладители долины быть обору" дованы устроиством для ввода восста3S новительного газа в момент загрузки горячих окатышей в агрегат. Тогда при температурах 500 С и выше интенсивно о протекают эндотврмические реакции

40 восстановления гематита. Скорость протекания восстановительных реак" ций достаточно высока и за 8-12 мин окатыши восстанавливаются до степени

25-40 . Вместе с тем развитие эндотермических. реакций требует значитель45 ного количества тепла, что обусловливает существенную интенсификацию процесса охлаждения окатышей.

Совмещение процессов охлаждения и частичного восстановления окатышей производиTcR Во вращающемся чашевом охладителе, оборудованном установленными над приемной воронкой коробом дпя подачи восстановительного газа и непоДвижным защитным экраном. В этом агрегате приемная воронка и верхняя часть вертикальной шахты имеют газонепроницаемый кожух и оосстановитель1 4 ный газ фильтруется через слой горячих окатышей сверху вниз, при этом охлаждает их, частично восстанавливает и отсасывается (в виде отработанных газов) через нижерасположенную жалюзийную систему вертикальной шахты. Таким образом,.в верхней части агрегата имеет место прямоток (движение газа и материала сверху вниз), а в нижней части - перекрестный ток газа и материала. В верхней части агрегата происходит частичное восстановление окатышей и их охлаждение до температур о

300-450 С и ниже. При таких температурах в нижней части агрегата возможно осуществление процесса охлаждения окатышей воздухом, так как значительного вторичного окисления окатышей при этом не происходит.

Опыты показали, что приемная воронка кольцевой шихты на 25- 100 ее площади по обе стороны лотка для загрузки материала должна быть перекрыта горизонтальным неподвижным (относительно слоя окатышей) экраном. Этот экран предназначен для ликвидации подсосов воздуха из окружающей среды в слой горячих окатышей, что недопустимо, так как смешение воздуха с восстановительным (следовательно, горючим) газом приводит к загоранию топливовоздушной смеси. При этом, во-первых, исключается развИтие восстановительных процессов в слое окатышей (восстановитепьные компоненты СО, Н2 и др. - выгорают); во-вторых, в результате горения газа происходит выделение тепла и разогрев слоя (вместо его охлаидения). Неподвижный экран должен сверху перекрывать не менее 25 горизонтальной площади приемной воронки.,При перекрытии площади приемной воронки менее, чем на 253, происходит сжигание части восстановительного газа в слое окатышей, что недопустимо. Перекрытие площади приемной воронки на 100 практически исключает попадание окислительных газов в верхнюю ступень агрегата. Неподвижный экран должен быть установлен по обе стороны лотка для загрузки материала.

Установка экрана в другом месте недопустима, так как при этом окатыши охлаждаются воздухом из окружающей среды и процессы восстановления развиваются недостаточно эффективно.

На передней части экрана (начиная от лотка по ходу вращения материала) установлен короб для подачи восста761

S 954 новительного газа. Установка короба в другом месте нежелательна, так как приводит к уменьшению времени контакта восстановительного газа с окатышами и, следовательно, к снижению степени восстановления готовой продукции.

Выходное отверстие короба по оси должно быть совмещено с осью приемной воронки для повышения равномер- to ности распределения потока восстановительных газов в слое окатышей. Отклонение оси короба от оси кольцевой воронки в ту или другую сторону приводит к одностороннему (канальному) 15 току газа вдоль одной из стенок приемной шахты, а следовательно, к понижение равномерности протекания восстановительных процессов в агрегате и снижению качества готовой продук- gp ции. С этой же целью вертикальные стенки короба должны быть удалены (по горизонтали) от крайних точек верхнего основания конуса приемной воронки кольцевой шахты на расстояние (g) р5 равное 20"303 максимальной ширины приемной воронки . При удалении стенок короба от крайних точек приемной воронки менее, чем на 203 от ее максимальной ширины, имеет место периферий-Зо ный ток газов (преимущественное протекание его у стенок воронки) и равномерность восстановительной обработки слоя существенно понижается, При удалении стенок короба от крайних точек приемной воронки более, чем на

30/ от ее максимальной ширины, равномерность восстановительной обработки слоя уже не повышается, а ширина короба для подачи восстановительного

40 газа возрастает, что нежелательно.

Расстояние от верха приемной воронки до жалюэийной системы (Ь) должно быть равным 15-253 высоты кольцевой шахты. При расстоянии, меньшем 15 от высоты кольцевой шахты, время на процесс охлаждения и частичного восстановления является недостаточным (окатыши не успевают восстановиться до 253 и охладиться до 200-300 С, что необходимо по технологии процес5О са). При расстоянии от верха прием ной воронки до жалюзийной системы большем, чем 25 высоты кольцевой шахты, окатыши охлаждаются до 300

450 Г к горизонту, значительно удален- 5 о 35 ному от жалюзийной системы, ниже процессы восстановления протекают не" эффективно и практически часть шахты охладителя работает вхолостую, что нежелательно.

Сущность изобретения заключается в разработке конструкции чашевого охладителя окатышей с устройством для ввода восстановительного газа в слой горячих окатышей, обеспечивающей совмещение частичного восстановления окатышей (до степени восстановления

25-403) и охлаждения окатышей за счет эндотермических реакций процесса, существенно интенсифицирующих процесс охлаждения.

На фиг. 1 схематично изображен чашевый охладитель, вид сверху; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на. фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Чашевый охладитель кусковых мате" риалов состоит иэ вертикальной кольцевой шахты 1 с внешней 2 и внутренней 3 жалюзийными решетчатыми стенками, лотка 4 для загрузки материала, приемной воронки 5, ножа-сбрасывателя 6, расположенного сверху неподвижного защитного экрана 7 с коробом 8 и патрубком 9 для подачи восстановительного газа, коллектора 10 для отвода газа из агрегата. Верхняя часть кольцевой шахты 1 жалюзийной системы не имеет.

Охладитель работает следующим образом.

Горячие окатыши с температурой нао

f пример, 1000 С поступают в приемную воронку 5,. опускаются сверху вниз в кольцевую шахту 1, неподвижным ножом" сбрасывателем 6 снимаются с основайия вращающегося чашевого охладителя и поступают на тракт готовой продукции. В приемную воронку 5 и верхнюю часть кольцевой шахты подают восстановительный газ через патрубок 9 и короб 8, просасывают его сверху вниз и отводят через внутреннюю 3 жалюзийную решетку и коллектор 1О. При этой в верхней части агрегата происходит частичное восстановление окатышей и о интенсивное их охлаждение до 350 С за счет эндотермических реакций процесса. Оптимизации процессов частич" ного восстановления и охлаждения окатышей способствуют конструктивные особенности верхней части агрегата. Так, неподвижный (относительно слоя окатышей) защитный экран расположен по обе стороны лотка для загрузки материала и перекрывает 100/ площади приемной . воронки кольцевой шахты. При этом подсосы воздуха в верхнюю часть агрегата практически отсутствуют. Распо954761 ложение выходного отверстия (оси) короба пп оси приемной воронки и удаление вертикальных стенок короба от крайних точек верхнего основания ко" нуса приемной воронки на расстояние, равное 253 от ширины воронки, обеспечивает равномерное протекание вос" становительных реакций во всем объеме охлаждаемого материала. Удаление верха приемной воронки от жалюзийной 10 системы на расстояние, равное 203 высоты кольцевой шахты, обеспечивает восстановление окатышей до степени

30 и их охлаждение до 350 С.

В нижней части агрегата охлаждаю- 15 щий агент (воздух) засасывают через внешнюю жалюзийную решетку 2, просасывают через слой окатышей, охлаждают их до 80 С (в среднем) и через внутреннюю 3 жалюзийную решетку и кол-2о лектор 10 отработанный охлаждающий агент сбрасывают в дымовой боров.

Во вращающейся кольцевой шахте кусковой материал опускается только над местом установки ножа-сбрасывате- 2s ля 6. Сход материала начинается в момент совпадения сечения материала с местом установки ножа-сбрасывателя и завершается на длине, равной 0,1 длины окружности охладителя. На ос- щ тальных участках агрегата слов материала находится в неподвижном состоянии. При этом весь слой окатышей в верхней части агрегата подвергается частичному восстановлению и предварительному охлаждению в прямотоке, в нижней части агрегата охлаждение окатышей завершается при перекрестном движении газа и материала. Причем все процессы протекают как на участках с неподвижным слоем, так и на участках с движущимся слоем. Охлажденные частично-восстановленные окатыши направляются на склад готовой продукции.

4S

Применение изобретения обеспечивает получение частично восстановленных окатышей со степенью восстановления 25-403 на серийном обжиговом оборудовании (при незначительной его реконструкции). Кроме того, физическое тепло горячих окатышей, ранее безвозвратно терявшееся в процессе охлаждения, используется на развитие эндотермических реакций восстановления.

Таким образом, коэффициент использования тепла в агрегате существенно воз" растает, Использование частично-восстановленных окатышей в доменном переделе обеспечивает повышение производительности доменных печей на 14-17l и снижение расхода доменного кокса на 1518, При таком улучшении показателей процесса экономический эффект составляет 240 тыс.руб. на 1 млн.т чугуна.

Формула изобретения

Чашевый охладитель кусковых материалов, содержащий кольцевую шахту с внешней и внутренней жалюзийными решетками и приемной воронкой, загрузочный и разгрузочный узлы, короб для подачи восстановительного газа и тягодутьевые тракты, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью частичного восстановления материала в процессе его охлаждения и повышения качества готовой продукции, он снабжен горизонтальным экраном, перекрывающим приемную воронку кольцевой шахты на

25- 1003 ее площади и расположенным по обе стороны лотка для загрузки материала, а ось короба для подачи восстановительного газа совмещена с осью приемной воронки, при этом вертикаль" ные стенки короба размещены в гори" зонтальной плоскости от крайних точек верхнего основания конуса приемной воронки на расстоянии, равном 20-303 максимальной ширины воронки, а расстояние от верха приемной воронки до жалюзийной системы равно 15-25 высоты кольцевой шахты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 478864, кл. С 22 В 1/16, 1974.

954761

Корректорй. Шароши

Подписное

Составитель Л. Панникова

Редактор В. Пилипенко Техред Т. фанта

3а ка э Р1 09/3g Тираж Р5

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва К-3 Раушская наб. g. 4/5 филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,