Спосіб запалювання агломераційної шихти

Изобретение относится к области металлургии, в частности к подготовке сырья для металлургического передела, и может быть использовано в агломерационном производстве. Известен способ зажигания агломерационной шихты, включающий внешний нагрев шихты путем позонного сжигания низкокалорийных газов над слоем шихты с подачей в горн нагретого воздуха, кислорода и пара [1]. Известный способ не исключает разрушения поверхности слоя агломерата вследствие термического удара, остеклования расплава и связанного с этим снижения восстановимости агломерата. Известен способ зажигания агломерационной шихты, включающий подогрев поверхностного слоя шихты на глубин у 15-25 мм перед зажиганием в две стадии, причем при первой стадии нагрев до 100°С осуществляется со скоростью 600-120 °С/мин, а второй - в интервале 100-200°С со скоростью 40-50°С/мин [2]. Известный способ не обеспечивает снижения расхода твердого топлива на спекание и требуемых прочностных качеств агломерата. Известен способ зажигания агломерационной шихты, выбранный авторами в качестве прототипа, включающий предварительный нагрев слоя шихты перед зажиганием продуктами сжигания газообразного топлива с коэффициентом избытка воздуха а меньше 1,0 на глубину 0.02-0,05 высоты слоя [3]. Известный способ зажигания агломерационной шихты, выбранный в качестве прототипа. не может обеспечить снижение расхода твердого топлива на спекание и улучшение прочностных качеств агломерата, так как при этом не получается достаточного количества тепла для нормального протекания процесса спекания и не обеспечивается постоянства температурно-теплового уровня процесса. В основу изобретения положена задача разработать способ зажигания агломерационной шихты, в котором путем изменения глубины предварительного нагрева слоя шихты было бы обеспечено снижение расхода твердого топлива в ши хту при одновременном повышении качества агломерата. Поставленная задача решается тем, что способ зажигания агломерационной шихты включает предварительный нагрев слоя шихты продуктами горения газообразного топлива с коэффициентом избытка воздуха а меньше 1.0 и, согласно изобретению, предварительный нагрев слоя осуществляют на глубину 0,1-0.2 высоты слоя шихты. Общими для известного и предложенного способов зажигания агломерационной шихты являются следующие существенные признаки: предварительный нагрев слоя шихты; предварительный нагрев продуктами горения газообразного топлива с коэффициентом избытка воздуха а меньше 1,0. Отличительным существенным признаком предложенного способа от прототипа является предварительный нагрев слоя шихты на глубину 0,1-0,2 высоты слоя. Указанная совокупность существенных признаков обеспечит снижение расхода твердого топлива в ши хту и повышение качества агломерата за счет обеспечения постоянства температурно-теплового уровня процесса и получения достаточного количества тепла для нормального протекания процесса спекания. Осуществление предварительного нагрева слоя шихты на глубин у 0,1-0.2 высоты слоя обеспечивает снижение расхода твердого топлива в шихту и повышение качества агломерата. При таком безокислительном нагреве шихты исключается горение топлива и образование расплава, что уменьшает газодинамическое сопротивление слоя и повышает скорость движения теплоносителя через слои. Происходит процесс последовательной сушки, диссоциации флюса и нагрев шихты. Пределы высоты предварительно прогреваемого слоя шихты определяют создание высокотемпературной зоны горения твердого топлива по всей высоте прогретого слоя. При предварительном нагреве слоя шихты на глубину менее 0,1 высоты слоя не обеспечивается достаточного количества тепла для нормального протекания процесса спекания с минимальной затратой твердого топлива и постоянством температурно-теплового уровня процесса, что приводит к снижению прочностных характеристик агломерата и повышению расхода твердого топлива. Предварительный нагрев слоя шихты на глубину более 0,2 высоты слоя вызывает снижение эффективности ведения процесса спекания, обусловленного уменьшением вертикальной скорости спекания, так как эффект снижения транспортировки кислорода воздуха к топливу оказывается превалирующим по сравнению с выигрышем в механической прочности, то есть снижается производительность агломерации. Способ зажигания агломерационной шихты осуществляется следующим образом. Агломерационную шихту загружают на пакеты агломерационной машины и подвергают поверхностный слой предварительному нагреву на глубину 0,1-0,2 высоты слоя шихты путем сжигания газообразного топлива с коэффициентом избытка воздуха а меньше 1,0. При этом осуществляется безокислительный нагрев шихты без зажигания топлива и появления зоны горения и расплава. Безокислительный нагрев шихты позволяет повысить скорость фильтрации теплоносителя порядка 70% и при исходной скорости фильтрации 0,4 м/с, согласно изобретению, она достигает 0,68 м/с. Прогрев слоя шихты на глубину 0.1-0,2 высоты слоя с использованием теплоносителя с температурой 1100°С составит 80 с [З], а зона подогрева составит 3 м. Непосредственное зажигание топлива шихты осуществляют сжиганием газообразного топлива с коэффициентом избытка воздуха, равным 1,2-1,6, и подачей отходящих газов в слой шихты на всю глубину ее подогрева. Это обеспечивает увеличение высокотемпературной зоны горения твердого топлива. Процесс агломерации становится более экономичным, так как происходит синхронизация перемещения тепловой волны и зоны горения. При использовании горелок, обеспечивающих равномерный, однородный прогрев и зажигание шихты, длина всего горна уменьшается до 4-6 м. Общий расход газа. обеспечивающий средний расход тепла 80 мДж/м 2 на глубин у 0,1-0.2 высоты слоя ши хты с Q нр = 8,8-9.2 мДж/м 3, составляет 2800-2900 м 3/час. 3 Результаты осуществления предложенного способа зажигания агломерационной шихты приведены в таблицах 1 и 2. Как видно из таблицы 1, сжигание газообразного топлива с коэффициентом избытка воздуха менее 1.0 позволяет осуществить безокислительный нагрев ши хты, не сопровождаемый зажиганием топлива с появлением зоны горения и расплава. Данные табл. 2 подтверждают возможность достижения оптимального выхода годного агломерата при минимальном расходе твердого топлива в ши хту. При этом следует отметить, что нижний предел глубины предварительного нагрева слоя шихты соответствует спеканию шихты в высоком слое, а верхний - в низком слое. Это связано с необходимостью создания высокотемпературной зоны, соизмеряемой с общей высотой слой и равной 10-20%. Предложенный способ зажигания агломерационной шихты обеспечит снижение расхода твердого топлива в шихту и повышение качества готового агломерата, а также стабилизацию работы агломашин и их эксплуатацию.