Пристрій для огрудкування сипучих матеріалів

Изобретение относится к оборудованию для окомкования сыпучих материалов и может быть использовано в черной и цветной металлургии, угольной, химической и др. отраслях промышленности. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для непрерывного регулируемого гранулирования порошков в кипящем слое, включающее системы подачи газа, исходного материала и вывода готовой продукции, камеру окомкования, выполненную в виде вертикально расположенной многоконусной колонны с постоянным нарастанием диаметров устьев конусов снизу вверх [1]. В известном устройстве для непрерывного регулируемого гранулирования порошков в кипящем слое камеры окомкования, выполненные в виде вертикально расположенной многоконусной колонны, позволяют получить окатыши (гранулы) с широким интервалом гранулометрического состава, обусловленным неравномерностью пребывания в псевдоожиженном слое частичек комкуемой шихты и ожижающего газа и ограниченностью регулирования производительности процесса. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования устройства для окомкования сыпучих материалов с возможностью расширения диапазона гранулометрического состава комкуемого материала и регулирования размера гранул путем варьирования угла наклона камеры окомкования, сопел и форсунок и за счет этого можно получить необходимого размера комкуемый материал для угольной шихты, что, в свою очередь, способствует повышению спекаемости шихты и улучшению качества кокса. Поставленная задача решается тем, что в устройстве для окомкования сыпучих материалов, содержащем системы загрузки ее компонентов, выгрузки окатышей и камеру комкования с соплами и форсунками для подачи газа и связующих, согласно изобретению, камера окомкования расположена наклонно к горизонту под углом 30-65°, в днище камеры вдоль его продольной оси установлены ряд форсунок для подачи связующих и ряд сопел для подачи газа и образования зон циркуляции в слое комкуемой шихты, при этом форсунки и сопла установлены под регулируемым углом, изменяющимся в пределах 25-80°. Таким образом, варьируя угол наклона 5 камеры окомкования, сопел и форсунок, можно получить заданный гранулометрический состав комкуемого материала. Применение предлагаемого устройства позволяет расширить диапазон гранулометрического состава комкуемого материала и получать гранулы заданного размера. Предлагаемое изобретение поясняется чертежами. Фиг.1 схематично изображает предлагаемое устройство для окомкования сыпучих материалов, на фиг.2 показано регулирование угла наклона форсунок и сопел в камере окомкования. Устройство включает в себя аккумуляторный бункер 1, загрузочный бункер 2 с засыпным аппаратом 3, обеспечивающим предотвращение утечки газа и пыли из установки и регулируемую подачу шихтовых материалов, и газоотводом 4 для отходящих газов, способствующих сушке исходного материала, камеру окомкования (грануляции) 5, вращающую плотный слой комкуемой (гранулируемой) шихты с зонами циркуляции газа, шихты и окатышей (гранул) сложной формы, расширяющейся в пределах зон циркуляции и сужающейся в области разгрузочного отверстия, установленной наклонно по отношению к загрузочному бункеру под углом, большим угла естественного откоса комкуемой (гранулируемой) шихты; сопла 6, 7 для подачи газа (воздуха) и образования зон циркуляции в плотном слое сыпучего материала с вмонтированными в них форсунками 8 - элементом возврата мелочи в процесс, форсунками 9 для подачи связующего вещества в зоны циркуляции 10-14, форсунками 15, через которые подаются компоненты шихты для осуществления многослойного окомкования (грануляции) в зоны циркуляции 16 и 17, а в сужающейся части расположено сопло 18 для подачи газа, подогретого в калорифере 19, навстречу движущемуся окомкованному материалу; шарнир 20 и регулирующее устройство 21, обеспечивающие изменение угла наклона камеры окомкования; циклон 22 для очистки отходящих газов, трубопровод 23 для возврата мелочи из циклона в камеру окомкования; резервуар 24 для связующего вещества; резервуар 25 для компонентов шихты, накатываемых на окатыши (гранулы), классификационный грохот 26, бункер готовой продукции 27; воздуходувки 28, транспортировочное устройство 29 для возврата некондиционных окатышей (гранул) в процесс. Из фиг.2 видно, что сопла 6,7 и форсунки 8 выполнены в одном узле и вводятся через уплотненные отверстия, выполненные в нижней части камеры окомкования 5. Угол наклона сблокированных в одном узле сопел и форсунок регулируется и фиксируется в этом положении с помощью кольцевого захвата 30, установленного на поверхности узла сопел и форсунок, соединенного винтом 31 с пластиной 32, жестко закрепленной на корпусе камеры окомкования. Сопла для подачи газа (воздуха) и форсунки для подачи связующего установлены по отношению к днищу камеры окомкования (грануляции) под регулируемым углом, изменяющимся в пределах 25-80°. Устройство работает следующим образом. Шихта произвольной влажности из аккумуляторного бункера 1 подается в загрузочный бункер 2, откуда с помощью регулирующего засыпного аппарата 3 направляется в камеру окомкования 5. В районе загрузки комкуемая шихта подсушивается отходящими газами и вовлекается в процесс окомкования в зонах циркуляции 10-14, образующихся за счет подачи в слой комкуемой шихты газа через сопла 6-7. Загруженный в камеру окомкования (грануляции) 5 материал, попав в верхнюю, наименее протяженную зону циркуляции 10, благодаря действию центробежных сил разделяется таким образом, что более мелкие частицы оттесняются на периферию. Более крупные частицы материала в ходе циркуляции и вращения вокруг собственной оси накатывают на себя мелкие, чему соответствует большая скорость циркуляции крупных частиц и подача связующего в зону напором через форсунки 9. Связующее в виде смолистых веществ, подаваемое в зону циркуляции, при соприкосновении с сыпучим материалом образует зародыши комочков, которые, двигаясь под воздействием струи газа по внутренней поверхности зоны циркуляции, увеличиваются в объеме в результате накатывания на них сыпучего материала. Достигнув критического размера для данной зоны циркуляции, укрупнившиеся частицы выпадают из верхнего контура зоны 10 в ее нижний контур и с его помощью транспортируются к нижележащей зоне. Поскольку нижний контур зоны 10 пересекается верхним контуром зоны 11, окатыши (гранулы) оказываются вовлеченными в последний. Зона циркуляции 11, в силу большой скорости истечения из сопла струи газа имеют большие размеры, что приводит к укрупнению попавших сюда окатышей (гранул) и одновременному уплотнению их за счет действия больших усилий. Вращаясь в верхнем контуре зоны циркуляции 11, окатыши (гранулы) увеличиваются в размере до критической величины, характерной для данной зоны циркуляции, затем выпадают в ее нижний контур, перемещаются в верхний контур зоны циркуляции 12 и т.д. до достижения окатышами (гранулами) требуемого размера. В зонах циркуляции 16, 17 осуществляется послойное окомкование (гранулирование) за счет подачи через форсунки 15 дополнительных компонентов шихты и сушка окатышей (гранул) за счет горячих газов, подаваемых навстречу окомкованному материалу через сопло 18. Окатыши (гранулы) удаляются из нижнего контура зоны циркуляции 17 и под действием силы тяжести попадают на классификационный грохот 26, откуда окатыши (гранулы) возвращаются в процесс транспортировочным устройством. Были проведены лабораторные исследования с конкретными значениями углов наклона камеры и форсунок с соплами. Результаты исследований представлены табл.1 и 2. Из таблиц видно, что, регулируя угол наклона камеры, форсунок и сопел, можно получить гранулы различного размера. Уменьшение угла наклона способствует росту гранул. В нашем случае при угле наклона камеры 30-40° и угле наклона форсунок и сопел 30-40° получают гранулы размером 25 мм, и наоборот, при угле наклона камеры равном 75° и при угле наклона форсунок и сопел - 90°, получают гранулы размером 10 мм и меньше. Оптимальный размер гранул, равный 15-25 мм, достигается при угле наклона камеры окомкования 30-65° и при угле наклона форсунок и сопел 25-80°.