Агломераційна машина

Агломераційна машина, що містить конвейєр із ВІЗКІВ для спікання, запалювальне горно з футерованими стінами і склепінням і з встановленими на торцевій СТІНЦІ похило до ВІЗКІВ ДЛЯ спікання пальниками, які направлені в бік розвантажувальної частини машини, яка відрізняється тим, що пальники встановлені під кутом /ЗО 70/° до горизонтальної площини з відстанню між центрами торців пальників і площиною верху бортів ВІЗКІВ ПО осях пальників, рівною /4,0 7,0/ калібрам пальника, склепіння горна виконано з горизонтальною і похилою ділянками, причому довжина горизонтальної ділянки склепіння дорівнює /5,0 10,0/ калібрам пальника, а кут між осями пальників і похилою ділянкою склепіння дорівнює /10 22/° лібрам пальника Це технічне рішення прийняте за прототип [2] Недоліком цього технічного рішення є те, що можливості конвективного теплообміну використовуються не повністю внаслідок малого кута нахилу пальників до поверхні шихти /12-25/° При куті нахилу пальників, який дорівнюється /12 25/°, спалювання газу чиниться переважно понад поверхнею шихти в шарі товщиною /200-400/ мм, теплообмін при цьому інтенсифікується за рахунок випромінювання від цього шару Передача теплоти конвекцією мала, тому що відбувається тільки від нижньої частини факелу Крім того, при куті нахилу пальників, що дорівнює /12-25/°, зона інтенсивного виділення теплоти розтягується на поверхні шихти Внаслідок цих недоліків у сукупності концентрація підводу теплоти до одиниці поверхні шихти мала В основу винаходу поставлено задачу удосконалити конструкцію агломераційної машини, а саме, запалювального горна шляхом оптимальної орієнтації пальників відносно поверхні шихти розміщення зони інтенсивного виділення теплоти в факелі на поверхні шихти, виконання конфігурації робочого простору горна таким чином, щоб теплота, яка випромінюється факелом, відбивалась від поверхні футеровки в зону удару факелу в поверхню шихти, концентрації підводу теплоти до одиниці поверхні шихти, інтенсифікації и нагрівання і запалювання твердого палива, що дозволить зменшити витрати палива на запалювання, поліпшити О (О 42260 якість агломерату і підвищити СТІЙКІСТЬ футеровки горна Поставлена задача вирішується завдяки тому, що в агломераційній машині, яка вміщує конвейєр із ВІЗКІВ для спікання, запалювальне горно з футерованими стінами і склепінням і з встановленими на торцевій СТІНЦІ похило до ВІЗКІВ ДЛЯ спікання пальниками, які направлені в сторону розвантажувальної частини машини, пальники встановлено під кутом /30-70/° до горизонтальної площини і з відстанню між центрами торців пальників і площиною верха бортів ВІЗКІВ по осях пальників рівним /4,0-7,0/ калібрам пальників Склепіння горна виконано з горизонтальною і похилою ділянками, причому довжина горизонтальної ділянки склепіння дорівнює /5,0-10,0/ калібрам пальника, а кут між осями пальників і похилою ділянкою /10 22/° Калібр - це внутрішній діаметр розтину на виході з пальника /носик пальника/ Суттєві ознаки запропонованого технічного рішення - СПІЛЬНІ з прототипом - конвейєр із ВІЗКІВ для спі кання, запалювальне горно з футерованими стінами і склепінням і з встановленими на торцевій СТІНЦІ похило до ВІЗКІВ для спікання пальниками, які направлені в сторону розвантажувальної частини машини, - ВІДМІННІ від прототипу - пальники встановлені під кутом /ЗО 70/° до горизонтальної площини з відстанню між центрами торців пальників і площиною верха, бортів ВІЗКІВ по осях пальників рівним /4,0 7,0/ калібрам пальника, склепіння горна виконане з горизонтальною і похилою ділянками, довжина горизонтальної ділянки склепіння дорівнює /5,0 10,0/ калібрам пальника, а кут між осями пальників і похилою ділянкою склепіння дорівнює /10 22/° Причинно-наслідковий зв'язок у сукупності суттєвих ознак запропонованого винаходу і технічним результатом, що досягається, полягає в наступному Технічний ефект, який виражається в зниженні витрат палива на запалювання аглошихти, а також в поліпшенні якості агломерату і підвищенні СТІЙКОСТІ футеровки, досягається завдяки всієї сукупності ознак, викладених в формулі винаходу Присутність причинно-наслідкового зв'язку між сукупністю суттєвих ознак і технічним результатом підтверджується тим, що тільки сукупність суттєвих ознак необхідна і достатня для отримання вищеназваного результату, що підтверджується перевіркою промисловим досвідом При відсутності ж одного із суттєвих ознак поставлена задача не вирішується або технічний ефект досягається в меншій мірі Кут нахилу пальників, рівний /ЗО 70/°, і відстань між центрами торців пальників і площиною верха бортів ВІЗКІВ по осях /довжина факелів/, що дорівнює /4,0 7,0/ калібрам пальника, а також розміщення і конфігурація склепіння, які сприяють відбиттю теплоти від склепіння в зону удару факелів /довжина горизонтальної ділянки склепіння дорівнює /5,0 10,0/ калібрам пальника, а кут між осями пальників і похилою ділянкою склепіння дорівнює /10 20/° є суттєвими і достатніми ознаками для досягнення технічного ефекту, але кожен окремо одержати очікуваний позитивний ефект не дозволяє Кут нахилу пальників, рівний /ЗО 70/°, дозволяє одержати максимальний технічний ефект при суміщенні зони максимального виділення теплоти в факелі з поверхнею шихти /розмір, рівний /4,0 7,0/ калібрам пальника і при відбитті теплового потоку від склепіння в зону удару факелів в поверхню шихти /довжина горизонтальної ділянки склепіння дорівнює /5,0 10,0/ калібрам пальника, а кут між осями пальників і похилою ділянкою склепіння дорівнює /10 22/° Наприклад, при куті нахилу пальників 45° і довжині факела більш 7,0 калібрів пальника с поверхнею шихти буде контактувати потік продуктів повністю спаленого газу Зона горіння газу /зона з максимальною температурою в факелі/ буде розміщатись між торцями пальників і поверхнею шихти Частина теплоти, що виділяється при горінні газу, буде розсіяна в робочому просторі горна до удару факелів в поверхню шихти, інтенсивність нагрівання шихти продуктами повністю спаленого газу недостатня для одержання максимального технічного ефекту Патентно-інформаційний аналіз показав, що запропонована сукупність ознак в відомих аналогічних технічних рішеннях не використовується Отже, запропоноване технічне рішення не відоме і не наслідує явним чином з рівня техніки, тобто запропонований винахід є новим і має винахідницький рівень Суть винаходу полягає в концентрації підводу теплоти до поверхні аглошихти обмежених розмірів на початку горна, використанні теплопередачі конвекцій в більш високій ступені, інтенсифікації нагрівання поверхневого шару шихти за рахунок суміщення процесів теплообміну і горіння шляхом розміщення зони інтенсивного виділення теплоти в факелі на поверхні шихти, використанні випромінюваної від склепіння теплоти для збільшення теплонапруги в МІСЦІ удару факелів Пальники при цьому направлені до поверхні шихти під більшим кутом а=/30 70/°, внаслідок чого збільшується складова частина швидкості факелу, перпендикулярна поверхні шихти Головні параметри турболетних факелів /довжина шляху зміщення, початок спалаху, зона виділення теплоти, довжина зони горіння та ш / для пальників різних розмірів приблизно подібні при вираженні їх відносно діаметра отвору для витікання Тому відстань між торцем пальника і поверхнею шихти по ВІСІ пальника Е ф /довжина прямої ділянки факела/ поставлена в залежність від діаметра пальника /калібра/ і дорівнює /4,0-7,0/ калібрам При цьому з поверхнею шихти контактує ділянка факела, в якій проходить інтенсивне горіння При куті нахилу пальників рівним /ЗО 70/° згоряння газу проходить частково в факелі до удару в поверхню, частково безпосередньо на поверхні шихти Теплопередача при цьому інтенсифікується за рахунок направлення факелів під більшим кутом до поверхні шихти і суміщенні процесів теплообміну з горінням Розміри робочого простору горна в порівнянні з відомими суттєво зменшені, довжина горизонтальної ділянки склепіння дорівнює £скг /5,0 10,0/ калібрам пальника, а склепіння, яке є основним джерелом випромінювання футеровки на поверхню шихти, виконується таким чином, що основна частина випромінювання від склепіння приходиться на зону удару факела і прилеглу до цієї зони площину нагрітої і запаленої 42260 аглошихти Кут між осями пальників і похилою ділянкою склепіння р, рівний /10 20/°, визначає те, що більша частина теплового потоку випромінювання від факелів, що попадає на похилу ділянку склепіння, відбивається саме в зону удару факелів Кут похилу цієї ділянки склепіння до горизонтальної площини на /10 22/° менший кута похилу пальників При ньому розсіювання теплоти в робочому просторі горна незначне Суть винаходу пояснюється кресленнями, поданими на фіг 1 і 2 На фіг 1 показано поздовжній розтин головної частини агломашини, головним чином горна, причому розтин виконано по ВІСІ горна і умовно по ВІСІ пальника, а на фіг 2 - розтин поА-Афіг 1 Агломераційна машина вміщує розташований в головній частині завантажувальний пристрій і запалювальне горно, яке складається із передньої торцевої стінки 1, бокових стін 2, склепіння з горизонтальною 3 і похилою 4 ділянками В передній торцевій СТІНЦІ, що спирається на водоохолоджувальну балку 5, розміщені пальники 6 Упритул до горна примикає футерована неопалювана камера 7, що за звичаєм називається екраном Горно розташовано симетрично відносно бортів 8 ВІЗКІВ для спікання 9 На фіг 1 і 2 показано горно з арочним склепінням В запропонованому пристрої може бути використане і плоске склепіння Агломераційна машина працює таким чином Аглошихту завантажують на візки для спікання 9, в горні запалюють, а потім спікають Для запалювання аглошихти газоповітряний потік за допомогою пальників 6 подають під кутом а=/30 70/° до поверхні шихти в напрямку руху конвейєра При цьому факели від усіх пальників зливаються на рівні верха бортів 8 ВІЗКІВ для спікання 9, створюючи суцільний плоский потік Теплота, що була передана горизонтальній ДІЛЯНЦІ склепіння 3 і похилій ДІЛЯНЦІ 4, відбивається на поверхню шихти головним чином в зону удару факелів Бокові стіни 2 і передня торцева стінка 1, що спирається на водоохолоджувальну балку 5, зменшують витрати теплоти в оточуючий простір Футерована неопалювана камера 7, що примикає до горну також зменшує витрати теплоти в оточуючий простір і, крім цього, зменшує швидкість охолодження поверхні агломерату, що збільшує Й Г МІЦНІСТЬ ОО Кутом нахилу пальників а до горизонтальної площини визначається спрямованість і жорсткість факела при ударі в поверхню шихти, швидкість і напрямок газоповітряного потоку і, як наслідок, КІЛЬКІСТЬ теплоти, що передається конвекцією, і тепловіддача від факела в цілому Оптимальний кут при розміщенні пальників на передній торцевій СТІНЦІ складає /ЗО 70/° При куті меншім 30° значно зменшується передача теплоти конвекцією і збільшується площина контакту факела з поверхнею шихти при інших рівних умовах, внаслідок чого змінюється КІЛЬКІСТЬ теплоти, що підводиться до одиниці поверхні шихти При куті більше 70° внаслідок збільшення кута розтікання факела по поверхні, збільшується КІЛЬКІСТЬ гарячих газів, що вибиваються в бік вузла завантаження і, крім цього, виникають труднощі конструктивного характеру по установці пальчиків в СТІНЦІ, ЩО має визначену товщину Оптимальна відстань по ВІСІ пальчика між її торцем і площиною зустрічі з поверхнею шихти Е ф складає /4,0 7,0/ калібрів пальника Це зона інтенсивного горіння в факелі На такій відстані досягається максимальний ефект від зміщення горіння на поверхню шихти При £ф7,0 процес горіння в основному закінчується до удару факелів в поверхню шихти, тому ефект від суміщення процесів горіння з теплообміном використовуватиметься в незначній мірі, внаслідок чого інтенсивність нагрівання зменшується Оптимальна довжина горизонтальної ділянки склепіння £сКг дорівнює /5,0 10,0/ калібрам пальника При цьому створюються умови для розміщення похилої ділянки склепіння на оптимальній відстані від факелів, щоб теплота відбивалась в зону їх удару в поверхню шихти При £скг10,0 збільшуються розміри робочого простору горна, зменшуються теплові потоки від факелів до похилої ділянки склепіння, збільшується розсівання теплоти в просторі горна, зменшується інтенсивність нагрівання шихти Оптимальний кут між осями пальників і похилою ділянкою склепіння р дорівнює /10 22/° При Р22° зона прямого відбиття теплоти від похилої ділянки склепіння охоплюватиме значну частину площі, що прилягає до зони удару факелів, внаслідок чого зменшиться КІЛЬКІСТЬ теплоти, що передається в зону інтенсивного нагрівання шихти, збільшиться в простір, що прилягає до цієї зони, зменшиться інтенсивність нагрівання шихти в зоні запалювання Приклад Здійснення винаходу наводиться на прикладі агломераційної машини ВАТ "Єнакієвський металургійний завод" Ширина ВІЗКІВ ДЛЯ спікання 2,54 м, паливо - природний газ з теплотою згоряння 8000 ккал/м3 На передній торцевій СТІНЦІ встановлено чотири пальники з діаметром вихідного розтину /калібр пальника/ рівним 120 мм Пальники установлені під кутом 40° до поверхні шихти і направлені в сторону руху конвейєра Відстань, між центрами торців пальників і площиною верха бортів ВІЗКІВ Е складає 800 мм або 6,67 калібра ф пальника Довжина горизонтальної ділянки склепіння дорівнює 1200 мм, або 10 калібрам пальника Кут між похилою ділянкою склепіння і горизонтальною площиною дорівнює 25°, при цьому кут між осями пальників і похилою ділянкою склепіння р дорівнює 15° Запалювання шихти відбувається з високою концентрацією підводу теплоти Протяжність зони 42260 контакту факелів з поверхнею шихти складає приблизно 1 м При цьому забезпечуєтьсяінтенсивне нагрівання і якісне запалювання твердого палива шихти Витрати газу на горно, реконструйоване ВІДПОВІДНО до запропонованого винаходу, складає 260 м3/ч На застосоване раніше горно з пальниками, розташованими в склепінні, витрати газу складали 520 м3/ч Температура внутрішньої поверхні склепіння горна і бокових стінок, знизилась на /100 150/° Використання запалювального гор на ВІДПОВІДНО до запропонованого винаходу в умовах аглофабрики ВАТ "Єнакієвський металургійний завод" дозволило знизити витрати теплоти на запалювання в два рази, а також поліпшити якість агломерату і підвищити СТІЙКІСТЬ футеровки Збільшилась продуктивність агломашини Джерела інформації 1 Авт свід СРСР № 602577, к 2 Патент України № 17006А, к ФІГ. 1 42260 A~A Фіг. 2 ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Киів-133, бульв Лесі Українки, 26 (044)295-81-42, 295-61-97 Підписано до друку Обсяг обл -вид арк 2002 р Формат 60x84 1/8 Тираж 50 прим Зам УкрІНТЕІ, 03680, Киів-39 МСП, вул Горького, 180 (044) 268-25-22