RU2173720C1

RU2173720C1 - Method of heat treatment of pellets on conveyer roasting machine

Info

Publication number: RU2173720C1
Application number: RU2000126416/02A
Authority: RU
Inventors: В.М. Абзалов; В.Н. Ащеулов; В.А. Барсов; И.А. Голованов; Г.Е. Исаенко; В.А. Горбачев; В.И. Клейн
Original assignee: Научно-производственное внедренческое предприятие "Торэкс"
Filing date: 2000-10-20
Publication date: 2001-09-20

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy; applicable in preparation of raw materials for blast-furnace production. SUBSTANCE: method includes successive laying of bottom bed and two layers of pellets onto carriages of conveyer roasting machine. Supplied to lower layer are pellets sizing 12-18 mm with porosity of 38-42%. Supplied to upper layer are pellets sizing 12-18 mm. Drying of pellets is carried out by heat carrier filtration. Height of lower layer amounts to 50-60% of total height of layers. Drying is effected by filtering of heat carrier from top to bottom in two stages. First, lower layer of pellets is dried at velocity rate of 1.0-1.5 m/s, and after laying of the second layer, velocity of heat carrier filtering is maintained within 0.55-1.3 velocity of heat carrier filtering through lower layer. EFFECT: intensified process of heat treatment and higher quality of roasted pellets. 1 ex

Description

Изобретение относится к области черной металлургии и предназначено для подготовки сырья для доменного производства. The invention relates to the field of ferrous metallurgy and is intended for the preparation of raw materials for blast furnace production.

В процессе термообработки на существующих конвейерных машинах окатыши последовательно проходят зоны сушки, подогрева, обжига, рекуперации и охлаждения и наиболее узким местом является стадия сушки, заметно сдерживающая производительность обжиговой машины. Существующая технология сушки слоя окатышей с реверсом теплоносителя не позволяет интенсифицировать процесс термообработки, а ликвидация реверса сопровождается уменьшением высоты слоя, что приводит к снижению производительности обжиговой машины. In the process of heat treatment on existing conveyor machines, the pellets successively pass through the drying, heating, calcining, recovery and cooling zones and the most bottleneck is the drying stage, which significantly restrains the performance of the roasting machine. The existing technology for drying a layer of pellets with a coolant reverse does not allow to intensify the heat treatment process, and the elimination of the reverse is accompanied by a decrease in the layer height, which leads to a decrease in the productivity of the roasting machine.

Известен способ термообработки окатышей на конвейерной обжиговой машине, в котором поток сырых окатышей делится на два и загружается двумя роликовыми питателями сначала в нижнюю, а затем в верхнюю части слоя высотой до 200 мм. После загрузки нижнего слоя осуществляют ее сушку при скорости фильтрации теплоносителя 1,65 - 2,17 м/с, а затем сушат верхний слой при скорости фильтрации, в 2,2 - 3,0 раза меньшей скорости фильтрации теплоносителя через нижний слой. Реализация данного изобретения позволяет повысить удельную производительность машин, снизить расход тепла на сушку и улучшить качество готовых окатышей (SU 1587067, МКИ C 22 B 1/24, 23.08.1990). A known method of heat treatment of pellets on a conveyor roasting machine, in which the flow of raw pellets is divided into two and loaded with two roller feeders, first in the lower and then in the upper part of the layer with a height of up to 200 mm After loading the lower layer, it is dried at a filtration rate of the coolant of 1.65 - 2.17 m / s, and then the upper layer is dried at a filtration rate that is 2.2 - 3.0 times lower than the rate of filtration of the coolant through the lower layer. The implementation of this invention allows to increase the specific productivity of machines, reduce heat consumption for drying and improve the quality of finished pellets (SU 1587067, MKI C 22 B 1/24, 08/23/1990).

Недостатком указанного способа является то, что в данном решении сушка окатышей осуществляется фильтрацией горячего теплоносителя снизу вверх, что отрицательно сказывается на состоянии металлических элементов обжиговой машины и лежащей на ней донной постели. The disadvantage of this method is that in this solution the drying of the pellets is carried out by filtering the hot coolant from the bottom up, which negatively affects the condition of the metal elements of the roasting machine and the bottom bed lying on it.

Опыт эксплуатации обжиговых машин показал, что обожженные окатыши низкого качества образуются в нижнем горизонте слоя. Это связано с неравномерностью температурно-временной обработки по высоте слоя. Низкое качество окатышей обусловлено недостатком времени их пребывания при температуре обжига. Время протекания физико-химических процессов при обжиге окатышей зависит от их размера. У более мелкой фракции окатышей нижнего горизонта степень превращения будет выше, чем у более крупных окатышей, попадающих в нижние горизонты при однослойной загрузке. Известно, что с уменьшением размера окатышей увеличивается их объемная поверхность, что способствует интенсификации теплообмена. Кроме того, повышение однородности слоя по размеру позволяет увеличить их порозность (Братчиков С.Г. "Теплотехника окускования железорудного сырья". М., "Металлургия", 1979, с. 344). The operating experience of roasting machines has shown that low quality calcined pellets are formed in the lower layer horizon. This is due to the unevenness of the temperature-time treatment along the height of the layer. The low quality of the pellets is due to the lack of their residence time at the firing temperature. The time of the physicochemical processes during the firing of pellets depends on their size. In a smaller fraction of pellets of the lower horizon, the degree of conversion will be higher than in larger pellets falling into the lower horizons during single-layer loading. It is known that with a decrease in the size of the pellets, their volume surface increases, which contributes to the intensification of heat transfer. In addition, increasing the uniformity of the layer in size allows you to increase their porosity (Bratchikov SG "Heat engineering of agglomeration of iron ore raw materials. M.," Metallurgy ", 1979, S. 344).

Известен способ термообработки окатышей на обжиговой конвейерной машине, являющийся наиболее близким аналогом к предлагаемому решению, включающий двухслойную загрузку окатышей, осуществляемую роликовым укладчиком, с укладкой мелких окатышей (8 - 12 мм) в нижний слой, равный 20 - 40% от толщины слоя, а крупных окатышей (12 - 18 мм) в верхний слой (SU, N 727700, 15.04.1980). Послойная укладка исходных окатышей с выделением в каждом отдельном слое узкой по размеру фракции увеличивает однородность отдельного слоя и обеспечивает менее плотную упаковку суммарного слоя, а вместе с этим более высокую порозность, что в конечном итоге позволит повысить равномерность тепловой обработки окатышей различной крупности и повысить их прочность при восстановлении. A known method of heat treatment of pellets on a firing conveyor machine, which is the closest analogue to the proposed solution, including a two-layer loading of pellets carried out by a roller stacker, with the laying of small pellets (8 - 12 mm) in the lower layer, equal to 20 - 40% of the layer thickness, and large pellets (12 - 18 mm) in the upper layer (SU, N 727700, 04/15/1980). Layer-by-layer stacking of the initial pellets with the selection of a narrow fraction in each separate layer increases the uniformity of the individual layer and provides a less dense packing of the total layer, and at the same time higher porosity, which ultimately will increase the uniformity of heat treatment of pellets of various sizes and increase their strength during recovery.

Недостатком данного технического решения является то, что слои окатышей сушатся одновременно газообразным теплоносителем, вследствие чего сушка нижнего слоя замедлена за счет влаги, выступающей из верхнего слоя, что отрицательно сказывается на производительности и эффективности процесса. The disadvantage of this technical solution is that the layers of pellets are dried simultaneously with a gaseous coolant, as a result of which the drying of the lower layer is slowed down due to moisture protruding from the upper layer, which negatively affects the productivity and efficiency of the process.

Технической задачей предлагаемого способа является интенсификация процесса термообработки окатышей и повышение качества обожженных окатышей. The technical task of the proposed method is the intensification of the process of heat treatment of pellets and improving the quality of calcined pellets.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе термообработки железорудных окатышей на конвейерной обжиговой машине, включающем последовательную укладку на тележки донной постели и двух слоев окатышей с подачей в нижний слой окатышей размером 5 - 12 мм и порозностью 38 - 42%, а в верхний слой окатышей с размером 12 - 18 мм и сушку фильтрацией теплоносителя, высота нижнего слоя составляет 50 - 60% от общей высоты слоя, а сушку осуществляют фильтрацией теплоносителя сверху вниз в два этапа, сначала сушат нижний слой окатышей при скорости фильтрации теплоносителя 1,0 - 1, 5 м/с, а после укладки второго слоя скорость фильтрации теплоносителя поддерживают в пределах 0,55 - 1,3 от скорости фильтрации теплоносителя через нижний слой. The specified technical result is achieved due to the fact that in the method of heat treatment of iron ore pellets on a conveyor roasting machine, which includes sequential laying on carts of the bottom bed and two layers of pellets with the supply of pellets with a size of 5-12 mm and a porosity of 38 - 42%, and the upper layer of pellets with a size of 12 - 18 mm and drying by filtering the coolant, the height of the lower layer is 50 - 60% of the total height of the layer, and drying is carried out by filtering the coolant from top to bottom in two stages, first the lower layer of pellets is dried and the filtration rate of the coolant is 1.0-1.5 m / s, and after laying the second layer, the filtration rate of the coolant is maintained within 0.55-1.3 of the filtration rate of the coolant through the lower layer.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена загрузочная зона и зона сушки обжиговой конвейерной машины. The invention is illustrated by the drawing, which shows the loading zone and the drying zone of the firing conveyor machine.

Устройство содержит узел пофракционной укладки окатышей, включающий конвейер подачи исходных окатышей 1, челноковый укладчик 2, роликовый укладчик 3, расположенный под ним в начальной зоне конвейер уборки просыпи 4, классификатор 5 и дугообразный конвейер 6. Под дугообразным конвейером расположена камера сушки 7, которую конвейер 6 огибает с двух сторон. The device comprises a unit for the fractional stacking of pellets, including a conveyor for feeding the initial pellets 1, a shuttle stacker 2, a roller stacker 3, a conveyor for cleaning the spill 4, a classifier 5 and an arcuate conveyor 6 located underneath it in the initial zone. A drying chamber 7 is located under the arcuate conveyor 6 bends around on both sides.

Термообработка окатышей осуществляется следующим образом. Сырые окатыши поступают с конвейера подачи исходных окатышей 1 на челноковый укладчик 2, а затем на роликовый укладчик 3. В начальной зоне укладчика происходит отделение мелочи, которая попадает на конвейер для уборки просыпи 4. Далее окатыши по роликовому укладчику поступают на роликовый классификатор и разделяются на фракции. Окатыши размером 5-12 мм проходят через зазор между роликами классификатора и вертикально падающей струей попадают на конвейерную машину перед камерой сушки 6, обеспечивающей сушку уложенного слоя фильтрацией теплоносителя сверху вниз. Регулируя скорость движения окатышей по роликам осуществляют загрузку мелких окатышей с порозностью 38 - 42%. Повышенная порозность первого слоя позволяет при высоких скоростях фильтрации теплоносителя в пределах 1,0 - 1,5 м/с, увеличить высоту нижнего слоя до 230 - 250 мм без переувлажнения низа слоя и уменьшить время сушки. Более крупные окатыши размером 12 - 18 мм перегружаются на дугообразный широкий конвейер 7, расположенный над камерой сушки и огибающий ее с двух сторон, перераспределяются на нем и падают после камеры на слой мелких и уже высушенных окатышей с порозностью 37 - 40%. Средняя порозность такой укладки составляет 39 - 40%, в отличие от традиционной однослойной загрузки с порозностью 33 - 36%. Увеличение порозности слоя уменьшает газодинамическое сопротивление и позволяет поддерживать значительную скорость фильтрации теплоносителя, составляющую 0,55 - 1,3 от скорости фильтрации в процессе сушки нижнего слоя. Конкретные значения скоростей фильтрации теплоносителя при сушке нижнего и верхнего слоев зависят от высоты слоев и их порозности. Благодаря предлагаемому режиму термообработки общую высоту слоя можно увеличить до 450 мм и тем самым повысить производительность обжиговых машин. Оба слоя подвергают сушке фильтрацией теплоносителя также сверху вниз. Затем оба слоя входят во вторую зону сушки и далее в остальные технологические зоны. The heat treatment of the pellets is as follows. Raw pellets come from the feed conveyor of the initial pellets 1 to the shuttle stacker 2, and then to the roller stacker 3. In the initial zone of the stacker, fines are separated, which falls on the conveyor for cleaning the spill 4. Next, the pellets are fed through a roller stacker to a roller classifier and divided into fractions. Pellets with a size of 5-12 mm pass through the gap between the classifier rollers and a vertically falling jet fall on the conveyor machine in front of the drying chamber 6, which provides drying of the laid layer by filtering the coolant from top to bottom. By adjusting the speed of the pellets along the rollers, small pellets are loaded with a porosity of 38 - 42%. The increased porosity of the first layer makes it possible, at high rates of filtration of the coolant within 1.0 - 1.5 m / s, to increase the height of the lower layer to 230 - 250 mm without wetting the bottom of the layer and to reduce the drying time. Larger pellets 12 - 18 mm in size are loaded onto an arcuate wide conveyor 7 located above the drying chamber and enveloping it on both sides, redistributed on it and fall after the chamber onto a layer of small and already dried pellets with a porosity of 37 - 40%. The average porosity of such a stack is 39–40%, in contrast to the traditional single-layer loading with a porosity of 33–36%. An increase in the porosity of the layer reduces the gas-dynamic resistance and makes it possible to maintain a significant filtration rate of the heat carrier, which is 0.55 - 1.3 of the filtration rate during the drying of the lower layer. The specific values of the coolant filtration rates during drying of the lower and upper layers depend on the height of the layers and their porosity. Thanks to the proposed heat treatment mode, the total layer height can be increased to 450 mm and thereby increase the productivity of roasting machines. Both layers are dried by filtration of the coolant also from top to bottom. Then both layers enter the second drying zone and then into the remaining technological zones.

Пример осуществления способа. На конвейерную ленту загружали донную постель. Затем сырые окатыши при помощи описываемого устройства разделяются на фракции. Мелкая фракция размером 5 - 12 мм просыпается в отрегулированные соответствующим образом зазоры между роликами и укладывается на донную постель с порозностью 38-42% и высотой 230 мм, что является оптимальным с точки аэродинамического сопротивления слоя и упрощения процесса сушки. Нижний слой, проходя под камерой сушки, фильтруется теплоносителем, имеющим температуру 350^oC и подаваемым сверху вниз со скоростью фильтрации 1,3 м/с, удаляя из него до 80% влаги. По завершении процесса сушки нижнего слоя на него загружается слой окатышей размером 12-18 мм, которые отделяются на роликовом классификаторе, попадают на дугообразный конвейер, движутся по нему над камерой сушки и укладываются на нижний слой окатышей с порозностью 37 - 40%. Общая высота слоя составляет 450 мм. Оба слоя фильтруются теплоносителем, подаваемым со скоростью 1,0 м/с, что составляет 0,76 от скорости фильтрации теплоносителя через нижний слой. На втором этапе сушки двух слоев обеспечивается завершение удаления влаги на 98% при достаточно высоких показателях процесса. Далее окатыши передаются в остальные технологические зоны и разгружаются с машины. Анализ обожженных окатышей показывает, что они характеризуются пониженным содержанием мелочи класса 5 мм.An example implementation of the method. A bottom bed was loaded onto a conveyor belt. Then the raw pellets using the described device are divided into fractions. A fine fraction of 5-12 mm in size wakes up in the gaps between the rollers adjusted accordingly and is placed on the bottom bed with a porosity of 38-42% and a height of 230 mm, which is optimal from the point of aerodynamic resistance of the layer and simplification of the drying process. The lower layer, passing under the drying chamber, is filtered by a heat carrier having a temperature of 350 ^o C and supplied from top to bottom with a filtration rate of 1.3 m / s, removing up to 80% of moisture from it. At the end of the drying process of the lower layer, a layer of pellets 12-18 mm in size is loaded onto it, which are separated on a roller classifier, fall on an arcuate conveyor, move along it above the drying chamber and are laid on the lower layer of pellets with a porosity of 37 - 40%. The total layer height is 450 mm. Both layers are filtered by the coolant supplied at a speed of 1.0 m / s, which is 0.76 of the rate of filtration of the coolant through the lower layer. At the second stage of drying the two layers, the completion of moisture removal is 98% at a sufficiently high process rate. Further, the pellets are transferred to the remaining technological zones and unloaded from the machine. An analysis of the calcined pellets shows that they are characterized by a reduced content of fines of class 5 mm.

Таким образом, пофракционная двухслойная укладка и раздельная сушка каждого слоя позволяет повысит порозность слоя, уменьшить газодинамическое сопротивление, снизить энергозатраты на тягодутьевые средства обжиговой машины при достаточно высокой скорости фильтрации теплоносителя, а также повысить высоту слоя, что в конечном итоге приведет к повышению производительности обжиговых машин и повышению качества окатышей за счет более равномерной их термообработки. Дополнительным эффектом можно считать увеличение срока службы существующего обжигового оборудования. Thus, two-layer layering and separate drying of each layer can increase the porosity of the layer, reduce gas-dynamic resistance, reduce energy consumption for draft blowing means of the roasting machine at a sufficiently high filtration rate of the coolant, and also increase the height of the layer, which ultimately leads to an increase in the performance of roasting machines and improving the quality of the pellets due to their more uniform heat treatment. An additional effect can be considered an increase in the life of existing firing equipment.

Claims

The method of heat treatment of iron ore pellets on a conveyor roasting machine, including the sequential laying on carts of the bottom bed and two layers of pellets with feeding pellets with a size of 5-12 mm and a porosity of 38 - 42%, and in the upper layer of pellets with a size of 12-18 mm and drying by filtering the coolant, characterized in that the height of the lower layer is 50-60% of the total height of the layer, and drying is carried out by filtering the coolant from top to bottom in two stages, first, the lower layer of pellets is dried at a speed of 1.0 - 1.5 m / s, and after laying the second layer, the filtration rate of the coolant is maintained within the range of 0.55 - 1.3, the filtration rate of the coolant during the drying of the lower layer.