способ спекания агломерационной шихты и агломерационная машина для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ спекания агломерационной шихты, включающий загрузку шихты на подвижные спекательные тележки высотой слоя L, формирование горизонтальных каналов в слое шихты, зажигание и спекание шихты, отличающийся тем, что в поверхностном слое шихты формируют вертикальные каналы на глубину равноудаленные друг от друга на расстояние по ширине и длине спекательных тележек, причем формирование вертикальных каналов осуществляют после зажигания шихты.

2. Агломерационная машина для спекания агломерационной шихты, содержащая загрузочное устройство, спекательные тележки, зажигательный горн и устройство для формирования горизонтальных каналов в слое шихты, установленное перед загрузочным устройством, отличающаяся тем, что после зажигательного горна дополнительно установлено устройство для формирования вертикальных каналов в слое шихты, которое выполнено в виде полого металлического барабана длиной, равной не более 0,95 ширины спекательной тележки, на внешней цилиндрической поверхности которого в радиальном направлении установлены металлические стержни одинаковой длины и толщины, равноудаленные друг от друга по внешней цилиндрической поверхности барабана, при этом ось барабана, расположенная перпендикулярно продольной оси агломерационной машины, закреплена в подшипниках, которые установлены на шарнирно закрепленные балки, обеспечивающие свободное перемещение барабана в вертикальной плоскости.

3. Агломерационная машина по п.2, отличающаяся тем, что стержни выполнены из износостойкой высокопрочной марки стали.

4. Агломерационная машина по п.2 или 3, отличающаяся тем, что стержни выполнены из металлических прутков круглого сечения.

5. Агломерационная машина по п.2, отличающаяся тем, что крепление стержней к барабану выполнено в стационарном варианте.

6. Агломерационная машина по п.2, отличающаяся тем, что крепление стержней к барабану выполнено в съемном варианте.

7. Агломерационная машина по п.2, отличающаяся тем, что отношение геометрических размеров толщины и длины стержней взято равным соответственно (0,23-0,26)/1.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при производстве железорудного агломерата.

Известна агломашина [1], конструкция которой предусматривает установку перед загрузочным устройством балки с закрепленными на ней стержнями, которые создают горизонтальные каналы в слое шихты при ее загрузке. Повышение газопроницаемости агломерационной шихты достигается за счет образования в объеме слоя зон разрыхления.

Недостатком способа спекания шихты на известной агломашине является снижение производительности и выхода годного агломерата за счет уменьшения скорости спекания шихты после ее зажигания в промежутках между зонами разрыхления.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ спекания агломерационной шихты и агломерационная машина для его осуществления [2]. Способ включает загрузку шихты на подвижную колосниковую решетку с бортами (спекательные тележки), формирование продольных каналов внутри слоя, последующее зажигание шихты и создание разрежения под колосниковой решеткой, при этом каналы формируют непрямолинейными по длине колосниковой решетки в горизонтальной плоскости. Агломерационная машина содержит загрузочное устройство, подвижную колосниковую решетку с бортами, зажигательный горн и расположенные над колосниковой решеткой вдоль бортов стержни, одним концом закрепленные к балке. Балка снабжена рычагами, закрепленными шарнирно на вертикальных осях, размещенных по обе стороны от бортов колосниковой решетки, и приводом, смонтированным на основании, при этом балка шарнирно закреплена на рычагах, а стержни закреплены на балке шарнирно. Стержни выполнены в виде полос, плоская поверхность которых обращена к поверхности колосниковой решетки. Привод выполнен с возможностью взаимодействия с балкой в направлении, перпендикулярном направлению перемещения колосниковой решетки. Использование данного способа и агломерационной машины способствует повышению газопроницаемости шихты за счет увеличения ширины зоны разрыхления, облегчающей проход газов по длине колосниковой решетки в горизонтальной плоскости.

Недостатком известного технического решения является снижение производительности и выхода годного агломерата за счет уменьшения скорости спекания шихты после ее зажигания в промежутках между зонами разрыхления.

Задачей изобретения является повышение газопроницаемости агломерационной шихты после ее зажигания и устранение неравномерности спекания по ширине спекательных тележек. При этом достигается получение такого технического результата как повышение производительности и выхода годного агломерата.

Поставленная задача достигается тем, что в способе спекания агломерационной шихты, включающем загрузку шихты на подвижные спекательные тележки высотой слоя L, формирование горизонтальных каналов в слое шихты, зажигание и спекание шихты, согласно изобретению формируют вертикальные каналы в поверхностном слое шихты на глубину , равноудаленные друг от друга на расстояние по ширине и длине спекательных тележек, причем формирование вертикальных каналов осуществляют после зажигания шихты. Агломерационная машина для его осуществления, содержащая загрузочное устройство, спекательные тележки, зажигательный горн и устройство для формирования горизонтальных каналов в слое шихты, установленное перед загрузочным устройством, согласно изобретению после зажигательного горна дополнительно установлено устройство для формирования вертикальных каналов в слое шихты, которое выполнено в виде полого металлического барабана длиной, равной не более 0,95 ширины спекательной тележки, на внешней цилиндрической поверхности которого в радиальном направлении установлены металлические стержни одинаковой длины и толщины равноудаленные друг от друга по внешней цилиндрической поверхности барабана, при этом ось барабана, расположенная перпендикулярно продольной оси агломерационной машины, закреплена в подшипниках, которые установлены на шарнирно закрепленные балки, обеспечивающие свободное перемещение барабана в вертикальной плоскости. Стержни могут быть выполнены из износостойкой высокопрочной марки стали, из металлических прутков круглого или иного сечения, крепление стержней к барабану выполнено в стационарном и съемном вариантах, а отношение геометрических размеров толщины и длины стержней взято равным соответственно (0,23-0,26)/1.

Сопоставительный анализ предлагаемого технического решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что формируют вертикальные каналы в поверхностном слое шихты на глубину , равноудаленные друг от друга на расстояние по ширине и длине спекательных тележек, причем формирование вертикальных каналов осуществляют после зажигания шихты. Сопоставительный анализ предлагаемого технического решения с прототипом показывает, что заявляемая агломерационная машина отличается от известной тем, что после зажигательного горна дополнительно установлено устройство для формирования вертикальных каналов в слое шихты, которое выполнено в виде полого металлического барабана длиной, равной не более 0,95 ширины спекательной тележки, на внешней цилиндрической поверхности которого в радиальном направлении установлены металлические стержни одинаковой длины и толщины равноудаленные друг от друга по внешней цилиндрической поверхности барабана, при этом ось барабана, расположенная перпендикулярно продольной оси агломерационной машины, закреплена в подшипниках, которые установлены на шарнирно закрепленные балки, обеспечивающие свободное перемещение барабана в вертикальной плоскости.

Формирование вертикальных каналов в слое шихты после ее зажигания способствует повышению газопроницаемости агломерационной шихты за счет увеличения поверхности контакта с воздухом, в результате чего повышается производительность агломашины. Равномерное расположение каналов по ширине спекательных тележек способствует устранению неравномерности спекания по ширине и увеличению выхода годного агломерата.

Предложенное техническое решение поясняется чертежами, где

- на фиг.1 схематично изображена установка на агломашину устройства, реализующего предлагаемый способ;

- на фиг.2 схематично изображено устройство, реализующее предлагаемый способ;

- на фиг.3 - вид по стрелке А на фиг.2.

Способ спекания агломерационной шихты реализуется с помощью агломерационной машины, которая содержит загрузочное устройство 1, устройство для формирования горизонтальных каналов в слое шихты 2, спекательные тележки 3, зажигательный горн 4. После зажигательного горна дополнительно установлено устройство 5 для формирования вертикальных каналов 6 в слое шихты, которое выполнено в виде полого металлического барабана длиной, равной не более 0,95 ширины спекательной тележки (B_ст ), на внешней цилиндрической поверхности которого в радиальном направлении установлены металлические стержни 7 одинаковой длины и толщины, равноудаленные друг от друга по внешней цилиндрической поверхности барабана, при этом ось барабана 8, расположенная перпендикулярно продольной оси агломерационной машины, закреплена в подшипниках 9, которые установлены на шарнирно закрепленные балки 10, обеспечивающие свободное перемещение барабана в вертикальной плоскости 11. Барабан приводится в действие за счет движения агломашины. При изменении высоты слоя шихты барабан перемещается в вертикальной плоскости вместе с шихтой.

Длина барабана обусловлена шириной спекательных тележек, не должна соприкасаться с бортами и составляет 0,95 ширины спекательных тележек (B_ст).

Стержни при работе испытывают термическое и истирающее воздействие, поэтому могут быть выполнены из металлических прутков круглого или иного сечения из износостойкой высокопрочной марки стали. Крепление стержней к барабану может быть выполнено как в в стационарном, так и в съемном варианте.

Пределы изменения длины стержней определяются глубиной формирования вертикальных каналов в шихте, которая составляет .

Отношение толщины стержней к длине, т.е. 0,23-0,26)/1 обусловлено газопроницаемостью шихты и выходом годного агломерата. При толщине стержней более 0,26/1 повышается газопроницаемость, но разрушается большая часть опека, что сопровождается уменьшением выхода годного. При толщине стержней менее 0,23/1 газопроницаемость слоя недостаточна, что приводит к снижению производительности агломашины.

Способ спекания агломерационной шихты осуществляется следующим образом. С помощью загрузочного устройства 1 шихта загружается на спекательные тележки 3 слоем высотой L, в котором формируют горизонтальные каналы специальным устройством 2, и шихту зажигают под зажигательным горном 4. Дополнительное устройство для формирования в слое шихты вертикальных каналов 5 устанавливается за зажигательным горном на слой раскаленного агломерата и приводится в действие за счет движения агломашины. При вращении барабана стержни под действием массы барабана прокалывают верхний слой и образуют в нем каналы 6 по всей ширине спекательных тележек и по длине агломашины.

Глубина формирования каналов, т.е. , где L - высота слоя шихты на спекательных тележках, определена экспериментально и обусловлена минимальной высотой слоя шихты, при которой происходит образование перетекающего расплава, образующего прочный агломерат. Создание в слое каналов глубиной более сопровождается усилением локализации фронта горения и увеличением неравномерности спекания по высоте слоя. При формировании в слое каналов глубиной менее газопроницаемость слоя недостаточна, что приводит к снижению производительности агломашины.

Расстояние между каналами обусловлено структурными параметрами окомкованной агломерационной шихты и зависит от компонентного, гранулометрического состава и условий окомкования. Пределы изменения расстояния между каналами, т.е. , определяются теплофизическими закономерностями спекания агломерационной шихты. При расстоянии большем, чем возникает неравномерность спекания шихты по ширине спекательных тележек. При расстоянии меньшем, чем , происходит разрушение структуры верхней части слоя шихты, что приводит к уменьшению выхода годного агломерата.

Пример. Промышленные испытания способа спекания агломерационной шихты проводили на агломерационной машине с шириной спекательных тележек 2,8 м. В соответствии с этим изготовили устройство для формирования вертикальных каналов в слое шихты и установили его на слой шихты после зажигательного горна. Глубину формирования каналов в слое изменяли путем изменения геометрических размеров стержней, а расстояние между каналами - расположением стержней на внешней цилиндрической поверхности барабана. Показатели работы агломашины с дополнительно установленным устройством для формирования вертикальных каналов сравнивали с показателями работы соседней агломашины, работающей одновременно с опытной на той же шихте без установки данного устройства.

Результаты испытаний приведены в таблице 1.

Таблица 1 Результаты промышленных испытаний заявляемого технического решения
Способ	Высота слоя шихты на спекательных тележках, мм	Формирование вертикальных каналов	Удельная производительность агломашины, т/м2ч	Выход годного агломерата, %
Глубина канала, мм (отношение к высоте слоя шихты)	Расстояние между каналами, мм (отношение к высоте слоя шихты)	Толщина стержней, мм (отношение к длине стержней)
Известный	400	-	-	-	0,98	75,0
Предлагаемый 1	400			12 (0,21)	0,99	76,6
Предлагаемый 2	400			14 (0,23)	1,03	78,9
Предлагаемый 3	400			15,6 (0,25)	1,04	80,3
Предлагаемый 4	400			17 (0,26)	1,02	78,7
Предлагаемый 5	400	)		18 (0,27)	1,0	75,5

Анализ полученных результатов показывает, что использование заявляемого способа спекания агломерационной шихты и агломерационной машины для его осуществления повышает удельную производительность агрегата с 0,98 до 1,02-1,04 т/м²ч или на 4,1-6,1% и увеличивает выход годного агломерата на 4,9-7,0%.

Источники информации

1. Пат. РФ на полезную модель № 53421, заявл. 27.12.2004, опубл. 10.05.06, БИ 13, МКИ F27B 21/00.

2. Пат. РФ № 2167208, заявл. 1999.03.10, опубл. 2001.05.20, МКИ С22В 1/16, F27B 21/08.