RU2214572C2

RU2214572C2 - Installation for roasting and sintering of mineral raw material

Info

Publication number: RU2214572C2
Application number: RU2001117120/03A
Authority: RU
Inventors: Евгений Павлович Маков (KZ); Евгений Павлович Маков; С.П. Маков (RU); С.П. Маков
Original assignee: Евгений Павлович Маков; Маков Сергей Павлович
Priority date: 2001-06-22
Filing date: 2001-06-22
Publication date: 2003-10-20

Abstract

FIELD: heat treatment of various mineral materials for production of cement clinker, roasting of lime and other materials. SUBSTANCE: the installation has a roasting belt conveyer provided with a fire grate with the upper and lower chambers. The ignition device in the form of a heat-insulating shaft is positioned before the roasting belt conveyer and provided with parallel and vertically oriented rows of perforated walls of shelves with windows in the longitudinal walls located one above another connected by turns to the gas ducts of supply of the heat-transfer agents from the roasting belt conveyer and the gas ducts of outgoing gases. EFFECT: prevented incomplete combustion of fuel and provided use of coal of all kinds. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к технике термообработки различных минеральных материалов в гравитационном нисходящем и принудительно транспортируемом слое материала и может быть использовано в различных областях промышленности, например в металлургии для обжига руд, в химической промышленности для спекания фосфоритов, в промышленности строительных материалов для производства цементного клинкера, обжига извести и других материалов. The invention relates to a technique for heat treatment of various mineral materials in a gravitational downward and force-transported layer of material and can be used in various industries, for example, in metallurgy for ore roasting, in the chemical industry for sintering phosphorites, in the building materials industry for the production of cement clinker, lime roasting and other materials.

В мировой практике широко известен способ обжига и агломерации различных минеральных материалов в процессе перекрестно-точной фильтрации газов. Способ осуществляют в обжиговой ленточной машине с принудительным транспортом материала, которая содержит колосниковую решетку, бункер для сырьевой смеси, зажигательный горн, установленный в верхних камерах, и нижние вакуум-камеры, соединенные с системой вентиляторов /Е.Ф. Вегман. Теория и технология агломерации, 1974, М., Металлургия, с.7-10/. In world practice, the method of roasting and agglomeration of various mineral materials in the process of cross-precise gas filtration is widely known. The method is carried out in a firing belt machine with forced transport of material, which contains a grate, a hopper for the raw material mixture, an incendiary furnace installed in the upper chambers, and lower vacuum chambers connected to the fan system / Е.Ф. Wegman. Theory and technology of agglomeration, 1974, M., Metallurgy, pp. 7-10 /.

Высокие капитальные и эксплуатационные затраты сложной агломерационной машины, включающей множество подвижных элементов, работающих в высокотемпературной и агрессивной газовой среде, а также использование дефицитного и дорогостоящего кокса в качестве горючего и высокие энергозатраты ограничивают применение обжиговых агломерационных машин для высокотемпературного обжига различных минеральных материалов и, в частности, для производства цементного клинкера и извести. The high capital and operating costs of a complex agglomeration machine, including many moving elements operating in high-temperature and aggressive gas environments, as well as the use of scarce and expensive coke as fuel and high energy consumption limit the use of agglomeration roasting machines for high-temperature roasting of various mineral materials and, in particular , for the production of cement clinker and lime.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является установка для обжига и агломерации минерального сырья, включающая обжиговую ленточную машину, оснащенную колосниковой решеткой с верхними и нижними камерами, зажигательное устройство в виде теплоизолирующей шахты, расположенной перед обжиговой ленточной машиной, и газоходы подачи теплоносителя в слой и отвода из слоя отходящих газов /Ходоров Е.И. Печи цементной промышленности, ч. I, М., Рос. изд-во лит-ры по строительным материалам, 1950, с.349-365/. The closest to the invention in technical essence and the achieved result is a plant for firing and agglomeration of mineral raw materials, including a firing belt machine equipped with a grate with upper and lower chambers, an incendiary device in the form of a heat-insulating shaft located in front of the firing belt machine, and coolant supply ducts into the layer and discharge from the layer of exhaust gases / Khodorov E.I. Furnaces of the cement industry, part I, M., Ros. publishing house of literature on building materials, 1950, p. 349-365 /.

Недостатками данной установки являются применение постели и большой возврат материала на повторный обжиг, химический и механический недожог горючего, использование кокса, изготовление колосниковой решетки из дорогой жаростойкой стали и быстрый ее износ от перегревов, высокие капитальные и эксплуатационные затраты и громоздкость пылеочистного оборудования. The disadvantages of this installation are the use of bed and a large return of material for re-firing, chemical and mechanical underburning of fuel, the use of coke, the manufacture of a grate of expensive heat-resistant steel and its rapid wear from overheating, high capital and operating costs and the bulkiness of dust-cleaning equipment.

В основу изобретения положена задача усовершенствования конструкции установки за счет перестройки газоходов и создания разбитой поверхности фильтрации в слое газов до обжиговой ленточной машины, позволяющей сжигать на колосниковой решетке любое длиннопламенное горючее, исключив при этом применение кокса. The basis of the invention is the task of improving the design of the installation by rebuilding the gas ducts and creating a broken filtration surface in the gas layer to the firing belt machine, which allows to burn any long-flame fuel on the grate, eliminating the use of coke.

Эта задача решается посредством установки для обжига и агломерации минерального сырья, включающей обжиговую ленточную машину, оснащенную колосниковой решеткой с верхними и нижними камерами, зажигательное устройство в виде теплоизолирующей шахты, расположенной перед обжиговой ленточной машиной, и газоходы подачи теплоносителя в слой и отвода из слоя отходящих газов, согласно изобретению, теплоизолирующая шахта оснащена параллельными и вертикально ориентированными рядами перфорированных стенок из расположенных друг над другом полок с окнами в продольных стенках, поочередно соединенными с газоходами подачи теплоносителя из обжиговой ленточной машины и газоходами отвода отходящих газов. This problem is solved by means of a plant for roasting and agglomerating mineral raw materials, including a roasting belt machine equipped with a grate with upper and lower chambers, an incendiary device in the form of a heat-insulating mine, located in front of the roasting belt machine, and flues supplying coolant to the layer and exhaust gas, according to the invention, the insulating shaft is equipped with parallel and vertically oriented rows of perforated walls from one above the other shelves with windows in the longitudinal walls, alternately connected to the flues of the coolant from the firing belt machine and flue gas ducts.

Возможен вариант, когда в установке газоходы подачи теплоносителя в теплоизолирующую шахту соединены с верхними камерами обжиговой ленточной машины и оснащены горелками. It is possible that in the installation the flues of the coolant supply to the heat-insulating shaft are connected to the upper chambers of the firing belt machine and equipped with burners.

Рационально в установке между теплоизолирующей шахтой и обжиговой ленточной машиной установить теплоизолирующий бункер с щелевым отверстием длиной, равной ширине колосниковой решетки обжиговой ленточной машины. It is rational to install a heat-insulating hopper with a slot hole with a length equal to the width of the grate of the roasting tape machine between the heat-insulating shaft and the firing belt machine.

Применение - перед обжиговой ленточной машиной теплоизолирующей шахты, оснащенной параллельными и вертикально ориентированными рядами перфорированных стенок из расположенных друг над другом полок с окнами в продольных стенках, поочередно соединенными с газоходами подачи теплоносителя из обжиговой ленточной машины и газоходами отходящих газов, обеспечивает многократное увеличение зеркала горения /площади фильтрации в слое газов/ и в каждом образованном слое фильтрацию газов одновременно в прямоточном, противоточном и перекрестно-точном направлениях. Это повышает качество продукта за счет равномерного обжига и повышение производительности. Application - in front of a firing belt machine of a heat-insulating mine equipped with parallel and vertically oriented rows of perforated walls from shelves located one above the other with windows in the longitudinal walls, alternately connected to the fluids of the heat carrier from the firing tape machine and flue gas ducts, provides a multiple increase in the combustion mirror / filtration areas in the gas layer / and in each formed layer, gas filtration simultaneously in the once-through, counter-current and cross- directions-screw. This improves product quality through uniform firing and increased productivity.

Подключение газоходов подачи теплоносителя в теплоизолирующую шахту к верхним камерам обжиговой ленточной машины обусловлено максимальным теплоиспользованием газов с повышением термического КПД, а установка в этих газоходах горелок служит для розжига установки. The connection of the coolant supply ducts to the heat-insulating shaft to the upper chambers of the firing belt machine is due to the maximum heat use of the gases with an increase in thermal efficiency, and the installation of burners in these flues serves to ignite the installation.

Установка между теплоизолирующей шахтой и обжиговой ленточной машиной теплоизолирующего бункера с щелевым отверстием длиной, равной ширине колосниковой решетки обжиговой ленточной машины, позволяет исключить подсос в шахту холодного воздуха и упрощает конструкцию, поскольку исключается необходимость применения питателей. The installation between the heat-insulating shaft and the firing belt machine of a heat-insulating hopper with a slit hole equal to the width of the grate of the firing belt machine eliminates the suction of cold air into the shaft and simplifies the design, since the need for feeders is eliminated.

Конструктивные особенности изобретения позволяют практически без дополнительных площадей в два раза увеличить производительность обжиговой ленточной машины, исключать износ колосниковой решетки от термического и агрессивного воздействия высокотемпературных дымовых газов, подавать для сжигания горючего в теплоизолирующую шахту нагретый воздух, рационально распределять в слое теплоноситель, применять в шахте перфорированные стенки с высоким живым сечением (до 80%), применять рядовые дешевые сорта стали для изготовления колосниковой решетки обжиговой ленточной машины, использовать любые сорта углей, производить обжиг нетрадиционных материалов (извести, цементного клинкера и прочего) и оперативно вводить установку в режим. The design features of the invention make it possible to almost double the productivity of the firing belt machine, eliminate the wear of the grate from the thermal and aggressive effects of high-temperature flue gases, deliver heated air to burn fuel, rationally distribute the heat carrier in the layer, and use perforated in the mine walls with a high live section (up to 80%), use ordinary cheap grades of steel for the manufacture of grate lattice of the roasting belt machine, use any kind of coal, roast unconventional materials (lime, cement clinker, etc.) and promptly put the unit into operation.

В дальнейшем изобретение поясняется конкретными вариантами его выполнения со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:
фиг.1 изображает установку для двухстадийного обжига минеральных материалов в нисходящем и принудительно транспортируемом слое, согласно изобретению, в продольном разрезе;
фиг.2 - разрез I-I на фиг.1;
фиг.3 - разрез II-II на фиг.1.The invention is further explained by specific options for its implementation with reference to the accompanying drawings, in which:
figure 1 depicts an installation for two-stage firing of mineral materials in a downward and forcibly transported layer, according to the invention, in longitudinal section;
figure 2 is a section II in figure 1;
figure 3 - section II-II in figure 1.

Установка для обжига и агломерации минерального сырья включает обжиговую ленточную машину 1 с колосниковой решеткой 2, нижними камерами 3 и верхними камерами 4. Перед обжиговой ленточной машиной 1 установлена теплоизолирующая шахта 5 с перфорированными стенками 6, которые установлены параллельными вертикально ориентированными рядами. Перфорированные стенки 6 выполнены из расположенных друг над другом двухгранных полок 7 с окнами 8 в продольных стенках 9. Окна 8 поочередно соединены с газоходом 10 подачи теплоносителя и газоходами 11 отвода отходящих газов дымососами 12. Газоходы 10 подачи теплоносителя оснащены горелками 13. Снизу к теплоизолирующей шахте 5 присоединен теплоизолирующий бункер 14 с щелевым отверстием 15 длиной, равной ширине колосниковой решетки 2 обжиговой ленточной машины. Сверху теплоизолирующая шахта 5 оснащена бункером 16, а обжиговая ленточная машина 1 оборудована дробилкой 17 и вентилятором 18. Installation for firing and agglomeration of mineral raw materials includes a firing belt machine 1 with a grate 2, lower chambers 3 and upper chambers 4. Before the firing belt machine 1, a heat-insulating shaft 5 with perforated walls 6 that are installed in parallel vertically oriented rows is installed. The perforated walls 6 are made of two-sided shelves 7 arranged one above the other with windows 8 in the longitudinal walls 9. The windows 8 are alternately connected to the heat carrier supply duct 10 and exhaust gas ducts 11 by exhaust fans 12. The heat carrier supply ducts 10 are equipped with burners 13. From below to a heat-insulating shaft 5, a heat insulating hopper 14 is connected with a slit hole 15 with a length equal to the width of the grate 2 of the firing belt machine. On top of the insulating shaft 5 is equipped with a hopper 16, and the firing belt machine 1 is equipped with a crusher 17 and a fan 18.

Установка для обжига и агломерации минерального сырья работает следующим образом. Гранулированный или кусковой сырьевой материал в смеси с твердым топливом подают в бункер 16 теплоизолирующей шахты 5, откуда он под действием гравитации с интенсивностью, задаваемой скоростью колосниковой решетки 2, опускается по шахте потоками (слоями), образованными параллельными вертикально ориентированными перфорированными стенками 6 и продольными стенками 9. В шахте 5 материал высушивается и подогревается, а твердое топливо воспламеняется и сгорают в нем полностью летучие компоненты. Затем все потоки материала объединяются и смешиваются в теплоизолирующем бункере 14 и через щелевое выгрузочное отверстие 15 раскаленный материал укладывается слоем на колосниковую решетку 2 с поворотом материала на 90^o. На колосниковой решетке материал по мере продвижения к разгрузке спекается за счет сжигания коксового остатка твердого топлива в слое с последующим охлаждением. При разгрузке продукта крупнокусковой спекшийся материал измельчается дробилкой 17.Installation for firing and agglomeration of mineral raw materials works as follows. Granular or lumpy raw material mixed with solid fuel is fed into the hopper 16 of the heat-insulating shaft 5, from where it is lowered by gravity with the intensity set by the speed of the grate 2, and flows along the shaft with flows (layers) formed by parallel vertically oriented perforated walls 6 and longitudinal walls 9. In shaft 5, the material is dried and heated, and solid fuel ignites and completely volatile components burn in it. Then all the material flows are combined and mixed in the heat insulating hopper 14 and through the slotted discharge hole 15, the hot material is laid in a layer on the grate 2 with a rotation of the material by 90 ^o . On the grate, the material is sintered as it moves towards unloading due to the burning of coke residue of solid fuel in the layer with subsequent cooling. When unloading the product, the lumpy sintered material is crushed by a crusher 17.

Окружающий воздух вентилятором 18 нагнетают в нижние камеры 3 и через зазоры в колосниковой решетке 2 воздух устремляется в слои материала и фильтруется в нем снизу вверх в перекрестном токе, где расходуется на дожигание коксового остатка твердого топлива в слое и происходит охлаждение продукта. Пройдя слой материала на колосниковой решетке, высокотемпературные газы по газоходам 10 из верхних камер 4 обжиговой ленточной машины 1 поступают в теплоизолирующую шахту 5 и через окна 8 в продольных стенках 9 газы по каналам под двухгранными полками 7 движутся вглубь теплоизолирующей шахты 5, в каждый ряд перфорированных стенок 6, затем вытекают в потоки материала и фильтруются в них в прямоточном, противоточном и перекрестно-точном направлениях, при этом воспламеняется твердое топливо во всем объеме каждого слоя и полностью сгорают летучие компоненты. Далее газы из потоков материала поступают под смежные двухгранные полки 7, и через окна 8 в противоположных продольных стенках 9 отходящие газы вытекают в газоходы 11 и дымососами 12 выбрасываются в атмосферу без дополнительной пылеочистки, поскольку сырьевой материал в плотном слое является зернистым фильтром с коэффициентом пылеочистки более 99%. Горелки 13, установленные в газоходе 10, используют при пуске установки, и после поджога твердого топлива в шахте 5 горелки отключают. The surrounding air is pumped into the lower chambers 3 by the fan 18 and through the gaps in the grate 2, the air rushes into the layers of the material and is filtered in it from the bottom up in a cross current, where it is spent on afterburning the coke residue of solid fuel in the layer and the product is cooled. Having passed a layer of material on the grate, high-temperature gases 10 from the upper chambers 4 of the firing belt machine 1 pass into the heat-insulating shaft 5 and through the windows 8 in the longitudinal walls 9, gases pass through the channels under the two-sided shelves 7 deep into the heat-insulating shaft 5, into each row of perforated shaft walls 6, then flow into the material flows and are filtered in them in a direct-flow, counter-current and cross-precise directions, while solid fuel is ignited in the entire volume of each layer and volatiles are completely burned e components. Then the gases from the material flows enter adjacent dihedral shelves 7, and through the windows 8 in the opposite longitudinal walls 9, the exhaust gases flow into the flues 11 and the exhaust fans 12 are emitted into the atmosphere without additional dust cleaning, since the raw material in a dense layer is a grain filter with a dust removal coefficient of more 99% The burners 13 installed in the gas duct 10 are used at the start-up of the installation, and after burning solid fuel in the shaft 5, the burners are turned off.

Настоящая конструкция характеризуется высокой производительностью, пониженным расходом электроэнергии и топлива, равномерностью обжига материала, низким расходом металла и огнеупоров, компактностью и повышенной экологической безопасностью. This design is characterized by high performance, reduced energy and fuel consumption, uniform firing of the material, low consumption of metal and refractories, compactness and increased environmental safety.

На основании данного изобретения могут быть разработаны и изготовлены различные конструкции установок для двухстадийного обжига минеральных материалов в гравитационно нисходящем и принудительно транспортируемом слое производительностью до 1000 т/ч. Такие установки предназначены для обжига минеральных материалов с целью получения рудных окатышей, цементного клинкера, извести, огнеупорных материалов и прочего. Based on the present invention, various constructions of plants for two-stage calcination of mineral materials in a gravitationally descending and forcibly transported layer with a capacity of up to 1000 t / h can be developed and manufactured. Such plants are designed for firing mineral materials in order to obtain ore pellets, cement clinker, lime, refractory materials and more.

Claims

1. Installation for roasting and agglomeration of mineral raw materials, including a roasting belt machine equipped with a grate with upper and lower chambers, an incendiary device in the form of a heat-insulating mine, located in front of the roasting belt machine and flues supplying coolant into the layer and exhaust from the exhaust gas layer, characterized the fact that the insulating shaft is equipped with parallel and vertically oriented rows of perforated walls from the shelves located one above the other with windows in the longitudinal walls, alternately connected to the flues of the coolant supply from the firing belt machine and flue gas ducts.

2. Installation according to claim 1, characterized in that the flues of the coolant into the heat-insulating shaft are connected to the upper chambers of the firing belt machine and are equipped with burners.

3. The installation according to claim 1, characterized in that between the heat-insulating shaft and the firing tape machine installed heat-insulating hopper with a slot hole with a length equal to the width of the grate of the firing tape machine.