Спосіб інтенсифікації процесу спікання агломераційної шихти

Спосіб інтенсифікації процесу спікання агломераційної шихти, що включає змішування, грудкування, завантаження на візок агломераційної машини шихти та її запалення за допомогою горнових газів, який відрізняється тим, що верхній шар завантаженої шихти до моменту входу в зону горнових газів підігрівають на глибину 25-50мм до температури точки роси шихти, що підігрівається. (19) (21) u200802777 (22) 03.03.2008 (24) 11.08.2008 (46) 11.08.2008, Бюл.№ 15, 2008 р. (72) РУДЬ ЮРІЙ САВЕЛІЙОВИЧ, UA, КУЧЕР ВАСИЛЬ ГРИГОРОВИЧ, UA (73) КРИВОРІЗЬКИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ, UA 3 34371 кувачах залишилася на рівні шестидесятих років минулого сторіччя. До недоліків способу інтенсифікації процесу спікання аглошихти за рахунок її попереднього підігріву в процесі грудковання слід віднести значні (не менше 50%) тепловтрати при підігріві всієї маси аглошихти, що грудкується, - втрати з газами, що відходять, втрати на підігрів стінок грудкувачів, а також тепловтрати під час подальшого транспортування на агловізки - підігрів навколишнього середовища, стінок завантажувального бункера, живильника шихти і завантажувального лотка. Слід зазначити, що підвищенню ефективності спікання сприяє підвищення температури тільки верхнього шару аглоши хти. Це пояснюється тим, що при русі зверху-вниз зони горіння палива в шарі шихти, що спікається, прихід тепла в цю зону поступово зростає за рахунок частки регенерованого тепла, величина якого досягає 50-55%. Надлишок тепла в нижніх шарах шихти приводить до переоплавлення агломерату і зниженню його відновлюваності. Для вирівнювання температурного рівня по висоті шару шихти необхідно збільшува ти прихід тепла у верхні шари і обмежувати його надходження в нижні. [Губанов В.И., Цейтлин A.M. Справочник рабочего агломератчика. - Челябинск: Металлургия, 1987, с.с. 94-95]. Таким чином, при підігріванні всього об'єму шихти в гр удкувачі, значна частина тепла, що витрачається на підігрів всієї маси шихти, що укладається на агловізки, витрачається даремно, і не тільки не сприяє інтенсифікації процесу спікання, а частково погіршуючи його. До недоліків відомого способу слід віднести також погіршення умов промислової санітарії і техніки безпеки на відмітці грудкувачів за рахунок підвищення температури навколишнього середовища, а також попадання частини газів і продуктів його горіння з грудковача у виробниче приміщення. Метою корисної моделі є удосконалення способу інтенсифікації процесу спікання агломераційної шихти шля хом її попереднього підігріву, що дозволяє зменшити енерговитрати при інтенсифікації процесу спікання аглошихти. Вказана мета досягається тим, що спосіб інтенсифікації процесу спікання агломераційної шихти включає змішування, грудкування, завантаження на візок агломераційної машини шихти і її запалення за допомогою горнових газів. Згідно з корисною моделлю, верхній шар завантаженої шихти до моменту входу в зону горнових газів, підігрівають на глибину 25-50мм до температури точки роси шихти, що підігрівається. З урахуванням того, що в промислових умовах агломераційного виробництва загальна висота шару аглоши хти, що спечується, знаходиться в межах 250-600мм, для інтенсифікації процесу спікання досить нагрівати верхній шар, висота якого не перевищує 20% від загальної висоти шару. Доцільність реалізації пропонованого способу підтверджується приведеними нижче малюнками, на яких показано розподіл температур в зоні горіння палива, - бажаного, без попереднього підігрівання шихти, з попереднім підігріванням шихти в барабанному грудк увачі та при використанні пропоно 4 ваного способу (підігрівання верхнього шару шихти). На Фіг.1 приведено розподіл температур в зоні горіння палива без попереднього підігрівання аглошихти. ABC - лінія бажаного розподілу температур в зоні горіння при її русі до колошникових ґрат. А1ВС 1 - лінія дійсного розподілу температур. Площі ділянок А1 АВ і ВСС 1 характеризують відповідно недолік тепла у верхніх шарах агло шихти і його надлишок в нижніх. На Фіг.2 приведено розподіл температур в зоні горіння палива при підігріванні шихти в барабанному грудкувачі. Як видно з Фіг.2, брак тепла у верхніх шарах аглоши хти частково компенсований на величину площі, обмеженої точками A1 A2B. В той же час, збільшилася кількість тепла, що поступає в нижні шари шихти на величину площі, обмеженої точками ВС 1С2. На Фіг.3 приведено розподіл температур в зоні горіння палива при підігріванні верхнього шару шихти. Як видно з Фіг.3, прихід тепла у вер хні шари шихти збільшився на величину площі, обмеженої точками А1А3В без збільшення приходу тепла в нижні шари шихти, що сприяє інтенсифікації процесу спікання без погіршення якості нижніх шарів агломерату. Здійснення запропонованого способу обумовлюється застосуванням пристрою нової конструкції. Відмінність пристрою, що дозволяє здійснити пропонований спосіб інтенсифікації процесу спікання, полягає в тому, що над шаром шихти, укладеної на агловізок, в безпосередній близькості від передньої стінки горна перпендикулярно осі агломашини встановлюється трубчастий газовий пальник. З умов зручності обслуговування і довжини факела газів, що горять, відстань пальника від стінки горна складає 2-4 діаметру пальника, а відстань від верхнього шару шихти - 4-6 діаметрів. Для виключення можливості попадання продуктів горіння газу у виробниче приміщення, зменшення тепловтрат і пиловиділення, під пальником встановлюється нульова вакуум-камера. З урахуванням незначної висоти розташування пальника ширина нульової вакуум-камери складає 4-6 діаметрів пальника. Газові трубчасті пальники знайшли широке застосування на аглофабриках СРСР для додаткового обігріву верхнього шару аглошихти після його запалення горновими газами. Проте, з теплотехнічної точки зору всяке додаткове підведення тепла у верхні шари доцільне тільки в початковій стадії процесу. Коли зверху утворюється шар агломерату, то він успішно виконує роль теплообмінника, забезпечуючи необхідний підігрів повітря для горіння вуглецю нижче лежачих шарів шихти [Сигов А.А. Шурхал В.А. Агломерационный процесс. - Киев: Техника, 1969, с.95]. Тому від додаткового підігрівання верхнього шару шихти після її запалення, останніми роками відмовилися на більшості аглофабрик СНД, у тому числі і на аглофабриках ГЗК ВАТ „Арселор Міттал Кривий Ріг". В кінці минулого сторіччя на деяких аглофабриках перед запальним горном встановлювалися нульові вакуум-камери, розрідження в яких використовувалося для визначення газопроникності шару ши хти в контурі автоматичного ре 5 34371 гулювання процесу спікання агломерату [Губанов В.Й., Цейтлин A.M. Справочник рабочего агломератчика. - Челябинск: Металлургия, 1987, с. 171]. Проте, широкого застосування в промислових умовах нульові вакуум-камери не знайшли, як через певні труднощі, пов'язані з їх установкою, так і низьку ефективність систем автоматичного регулювання процесу спікання, заснованих на їх використанні. Вказане вище підтверджує технічну можливість реалізації запропонованого способу в промислових умовах. Реалізація запропонованого способу дозволяє виключити використання газу для підігріву шихти в грудкувачах, що не тільки зменшить вартість вироблюваного агломерату, але і значною мірою поліпшить екологію, умови праці і техніки безпеки обслуговуючого персоналу на відмітці барабанних грудкувачів, а при використанні газу для підігрівання тільки верхнього шару ши хти його витрата зменшується в декілька разів. Так, в умовах аглоцеху №2 аглофабрики ГЗК „Арселор Міттал Кривий Ріг” витрата змішаного природнококсодоменного газу на підігрів шихти в барабанному грудкувачі досягає 300м/год. При температурі газів 140-160°С, температура шихти на виході барабанного грудкувача складає 40-50°С, а після її укладання на спікальні візки - 35-45°С. Як указувалося вище, тепловтрати при підігріванні шихти у грудкувачі теплом газу, що згорає, і продуктами його горіння досягають 50 і більше відсотків, тобто безпосередньо на підігрівання шихти витрачається близько 150м 3/ч (300м 3/ч*0,5=150м 3/ч) змішаного газу. Згідно пропонованого способу доцільно підігрівати не всю масу завантаженої на агловізок шихти, а ли ше її верхній шар заввишки до 50мм. Відоме рівняння для визначення витрати шихти, споживаної аглострічкою: Q=mbHn Де m, Н - відповідно насипна маса і висота шару ши хти на агловізку; 6 b і n - відповідно ширина і швидкість руху агловізка [Ищенко А.Д. Ста тические й динамические свойства агломерационного процесса. - М.: Ме таллургия, 1972,с.87]. З рівняння виходить, що за стабільних умов підготовки шихти і незмінної швидкості руху агловізка (*6*n - const), витрата шихти пропорційна висоті шару ши хти Н на агловізку. При висоті шару ши хти на агловізку рівною 300мм, висота шару (до 50мм), що підігрівається, складає близько 17% (50:300=0,17=17%), тобто підігрівати необхідно 17% від загальної маси шихти, укладеної на агловізок. Безпосередньо на підігрівання всієї маси шихти в грудк увачі витрачається 150м 3/год змішаного газу. Отже, для підігрівання тільки верхнього шару буде потрібно 25,6м 3/год (150м 3/год×0,17=25,6м/год) змішаного газу. З урахуванням неминучих втрат, які при пропонованому способі не повинні перевищува ти 20%, потреба в змішаному газі складе 30,7м 3/год. (25,6м 3/год.×1,2=30,7м 3/год). При вартості змішаного газу 0,185грн./м 3 в грошовому виразі це складе 5,7грн/год. (30,7м/год.×0,185грн./м=5,7грн./год.) або 41тис.грн./рік (5,7грн/год.×24год.×300діб=41000грн./рік). Вартість газу, необхідного протягом року для підігрівання шихти в барабанному грудкувачі складає 400тис.грн/рік (300м 3/год.×0,185грн./м 3×24год.×300діб = 400000грн/рік. Річний економічний ефект за рахунок економії газу складає 359тис. грн. За вирахуванням витрат на впровадження, які можуть скласти 159тис. грн., річний економічний ефект для однієї агломашини складає 200тис. грн., а для шести, які установлено на аглофабриці, - 1 мільйон 200тис. грн. 7 Комп’ютерна в ерстка М. Ломалова 34371 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601