Спосіб виробництва агломерату на агломераційній машині

Спосіб виробництва агломерату на агломераційній машині, що включає прикладення зовнішнього тиску шляхом механічної дії на шар, що спі кається, після запалювання, який відрізняється тим, що при зміні швидкості агломераційної машини глибина механічної дії змінюється на величину Lo сл V 2 V1 o Нзг , La V1 Корисна модель відноситься до металургійної промисловості, конкретніше до агломераційного виробництва, і може бути використана при підготовці сировини до доменної плавки, зокрема, у процесі спікання агломераційної шихти при виробництві агломерату. Відомий спосіб спікання агломераційної шихти, що передбачає завантаження шихти на спікальні візки, створення поздовжніх каналів усередині шару для формування зон, що полегшують проходження газів [патент Російської Федерації № 2148091, кл. С22В1/16; F27B21/08, 2000 p.]. У зазначеному способі зони створюють самообваленням шихти в порожнину каналу перед її запалюванням, що дозволяє підвищити газопроникність шихти в зоні запалювання, але після запалювання утворюється важкопроникна обплавлена корка верхнього шару агломерату, яка надалі буде перешкоджати проходженню необхідного для горіння кисню з атмосферного повітря. Тобто, в результаті використання способу неможливо досягти максимальної продуктивності агломераційної машини і необхідної міцності готового агломерату. Найбільш близьким за технічною суттю і результатом, що досягається, є спосіб виробництва агломерату на агломераційній машині, при якому руйнують верхній шар спеченого агломерату за рахунок прикладення механічної дії, причому місце прикладення дії вибирається розрахунковим шляхом із використанням температур поверхні шару на виході з зони запалювання і наприкінці активної довжини спікання агломераційної машини. При зміні швидкості агломашини відстань прикладення механічної дії змінюють на величину, яка розраховується за пропонованою формулою [А. с. СРСР № 1447901, кл. С22В1/16, 1987р.]. Зазначений спосіб має наступні основні недоліки. Відсутня можливість регулювання глибини проникнення механічної дії на шар, що спікається, в результаті чого, при зміні шихтових умов, зміні витрати твердого палива або швидкості горіння твердого палива зона горіння в місці прикладення механічної дії на шар, що спікається, може знаходитися на різному рівні по висоті шару. Пропонований спосіб може забезпечити механічну дію на визначену глибину на різній відстані від кінця зони запалювання, але через відсутність можливості регулювання глибини проникнення механічної дії на шар, що спікається, не може забезпечити максимально ефективного підведення повітря до зони горіння, що знижує вертикальну швидкість спікання. (19) UA (11) 51515 (13) U де Но - зміна глибини механічної дії, м; Lo - відстань від місця запалювання до місця прикладення зовнішнього тиску шляхом механічної дії на шар, що спікається, м; Нсл - висота шару, що спікається, м; La - довжина зони спікання агломераційної машини, м; Нзг - висота зони горіння, м; V1 і V2 - швидкість агломераційної машини до і після зміни її значень, м/хв. 3 51515 Сучасні технології дозволяють одержувати агломерат з міцним верхнім шаром. Тому руйнування верхнього спеченого шару агломерату під дією ваги валка, обладнаного зубами, може бути утруднене або неможливе. У зв'язку з реконструкціями запалювальних горнів, змінами їхніх теплових режимів, температура поверхні шару на виході з зони запалювання (Тз) складає близько 120°С, що унеможливлює використання на практиці заявленої авторами формули, за якою обчислюється відстань від кінця зони запалювання, на якій прикладають зовнішній тиск, тому що дана величина виходить зі знаком «мінус». Наприклад Lооб La з 675 з к Нобр Нсл 30 120 675 120 50 0,1 0,4 230м, де Lобр - відстань від кінця зони запалювання, на якій прикладають зовнішній тиск, м; La - активна довжина спікання агломераційної машини, м; Тз - температура поверхні шару на виході з зони запалювання, град. С; Тк - температура поверхні шару наприкінці активної довжини спікання агломераційної машини, град. С; Нобр - глибина механічної дії, м; Нсл - висота шару, що спікається, м. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалення способу виробництва агломерату на агломераційній машині, в якому шляхом зміни глибини механічної дії на шар, що спікається, при зміні швидкості агломераційної машини досягається збільшення вертикальної швидкості спікання і, відповідно, питомої продуктивності агломераційної машини без погіршення механічної міцності агломерату і зниження витрати твердого палива. Поставлена задача вирішується тим, що в способі виробництва агломерату на агломераційній машині, що включає прикладення зовнішнього тиску шляхом механічної дії на шар, що спікається, після запалювання, відповідно до корисної моделі при зміні швидкості агломераційної машини глибина механічної дії змінюється на величину Lo сл V 2 V1 o Нзг , La V1 де Но - зміна глибини механічної дії, м; Lo - відстань від місця запалювання до місця прикладення зовнішнього тиску шляхом механічної дії на шар, що спікається, м; Нсл - висота шару, що спікається, м; La - довжина зони спікання агломераційної машини, м; Нзг - висота зони горіння, м; V1 і V2 - швидкість агломераційної машини до і після зміни її значень, м/хв. Незалежно від інтенсивності запалювання, що прямо пропорційна тепломісткості продуктів згоряння, питомій газопроникності шихти і обернено пропорційна швидкості руху агломашини, у тім або іншому ступені утворюється обплавлена корка верхнього шару агломерату, що гальмує розвиток агломераційного процесу в нижніх горизонтах шихти. Через обплавлення верхнього шару агломе 4 рату виникає додаткове підсмоктування атмосферного повітря біля бортів спікальних візків. Це, у свою чергу, також перешкоджає повному догорянню твердого палива і знижує вертикальну швидкість спікання. Для збільшення вертикальної швидкості спікання і зниження витрати твердого палива після виходу з горна верхній шар піддають механічній дії, змінюючи її на величину Но у залежності від зміни швидкості агломераційної машини. Зміна глибини механічної дії Но залежить від багатьох факторів, зокрема відстані від місця запалювання до місця прикладення зовнішнього тиску шляхом механічної дії на шар, що спікається, Lo. Для підведення до зони горіння більшої кількості повітря в одиницю часу доцільно, щоб відстань Lo була мінімальна. У цьому випадку з'являється можливість досягнення максимального збільшення вертикальної швидкості спікання практично на початку процесу спікання. Відстань від місця запалювання до місця прикладення зовнішнього тиску шляхом механічної дії на шар, що спікається, визначають за формулою o зг V1 Lo , С де Lo - відстань від місця запалювання до місця прикладення зовнішнього тиску шляхом механічної дії на шар, що спікається, м; Но - глибина механічної дії, м; Нзг - висота зони горіння, м; V1 - швидкість агломераційної машини, м/хв.; С - вертикальна швидкість спікання, м/хв. Вищенаведена формула дозволяє точно обчислити оптимальну відстань від місця запалювання до місця прикладення механічної дії на шар, що спікається, Lo таким чином, що досягається максимальна вертикальна швидкість спікання С і при цьому не руйнується зона горіння. Відстань Lo обчислюється виходячи з величини глибини механічної дії Но, що дорівнює 0,1м. Ця величина є середнім значенням, виведеним дослідним шляхом у такий спосіб: при виході агломерату з-під горна в ньому проробляли лунки і при різних режимах роботи агломашини вимірювали відстань від верхньої кромки пирога до початку зони горіння. Так само вимірювали висоту зони горіння Нзг, яка змінюється в межах 0,03 - 0,04м і залежить від складу агломераційної шихти, зокрема витрати твердого палива. Щоб не зруйнувати зону горіння, необхідно при обчисленні Но враховувати її висоту Нзг. Вертикальна швидкість спікання агломераційної шихти визначається виразом сл C t де С - вертикальна швидкість спікання, м/хв.; Нсл - висота шару, що спікається, м; t - час, за який зона горіння проходить шлях від поверхні шихти до колосникової решітки, хв. Вертикальна швидкість спікання С є функцією багатьох перемінних. Значення деяких визначається природними властивостями компонентів, які входять до складу агломераційної шихти, наприклад фізико-хімічні властивості, що практично не 5 піддаються зміні і незалежні від нашого впливу. Інші перемінні піддаються впливові, це: висота шару, що спікається, вакуумний режим, співвідношення компонентів в агломераційній шихті, їх гранулометричний склад і т.д. сл З виразу C випливає, що тривалість t спікання прямо пропорційна висоті шару, що спікається, чим менше висота шару, тим менше часу сл буде тривати процес спікання, тому що t . С На всіх агломераційних машинах довжина зони спікання La залишається величиною постійною і залежить від кількості вакуум-камер зони спікання. В залежності від складу агломераційної шихти, температури відхідних газів у колекторі й ін. змінюється висота шару, що спікається, Нсл і швидкість агломераційної машини V1. Збільшення Нсл супроводжується зниженням V1. У свою чергу зміна глибини механічної дії на шар, що спікається, Но прямо пропорційна висоті цього шару Нсл, і при її збільшенні також збільшується. На відстані Lo від місця запалювання до місця прикладення зовнішнього тиску шляхом механічної дії на шар, що спікається, при висоті шару Нсл і довжині зони спікання агломераційної машини La Lo сл шар шихти буде пропечений на глибину . La Таким чином, на агломераційній машині з довжиною зони спікання La, висотою шару, що спікається, Нсл, при зміні швидкості агломераційної машини з V1 до V2, якщо зовнішній тиск шляхом механічної дії на шар, що спікається, прикладається на відстані Lo від місця запалювання, необхідно глибину механічної дії змінювати на величину АНо з урахуванням висоти зони горіння Нзг, щоб виключити руйнування останньої, за формулою Lo сл V 2 V1 o Нзг , La V1 Спосіб виробництва агломерату реалізується на агломераційних машинах з установкою механічного пристрою розпушування верхнього спеченого шару агломерату. Суть корисної моделі пояснюється кресленнями, де на фіг. 1 зображено схему прив'язки механічного пристрою розпушування верхнього спеченого шару агломерату до агломераційної машини; на фіг.2 - вид А на фіг. 1 Механічний пристрій встановлений за горном агломераційної машини і містить два опорних 51515 6 кронштейни 1, корпуси підшипників 2, у яких обертається вал 3 зі змінними гребінками 4, і регулятор глибини механічної дії 5. При роботі пристрою гребінки 4 входять у зачеплення з верхнім спеченим шаром агломерату і приводять в обертальний рух вал 3, причому пристрій виконано таким чином, що один ряд гребінок 4 виходить із зачеплення з верхнім шаром агломерату, а інший входить. При зміні швидкості агломераційної машини за допомогою регулятора глибини механічної дії 5 змінюється висота вала 3 з гребінками 4 відносно шару, що спікається. Відповідно змінюється глибина механічної дії на шар, що спікається, Но. Пропонований спосіб виробництва агломерату виконують наступним чином. Спосіб реалізовано на агломераційній машині К-3-75. Загальна площа агломераційної машини 125м2. Для процесу спікання відведено 75м2 довжиною 30м. Для охолодження агломерату відведено 50м2 довжиною 20м. Швидкість руху агломашини складає 2м/хв., висота шару,що спікається, 0,38м, довжина зони спікання агломераційної машини - 28м, вертикальна швидкість спікання 0,0271м/хв., глибина механічної дії - 0,1м. Місце прикладення механічної дії на шар, що спікається, знаходиться на відстані Lo - (0,1+0,04) х 2,0 : 0,0271 = 10,3м При зміні швидкості руху агломашини з 2 до 2,5м/хв. глибина механічної дії змінюється на величину Но = (10,3 х 0,38 : 28 + 0,04) х (2,5 - 2,0): 2,0 = 0,045м, тобто, вона складає 0,1-0,045 = 0,055м При реалізації пропонованого способу збільшилась вертикальна швидкість спікання з 0,0271 до 0,0290м/хв. При цьому погіршення механічної міцності агломерату не спостерігалося. Використання способу виробництва агломерату на агломераційній машині дозволяє знизити підсмоктування атмосферного повітря біля бортів спікальних візків, збільшити вертикальну швидкість спікання за рахунок підведення до зони горіння більшої кількості повітря в одиницю часу, відповідно збільшується кількість вуглецю, що згоряє в зоні горіння в одиницю часу, що призводить до збільшення питомої продуктивності агломераційних машин на 7,0% і зниження витрати твердого палива за рахунок його повного догоряння на 1,5кг/т агломерату. 7 Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 51515 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601