RU2790990C1 - Method of heat-balanced sintering based on layered combined heat supply - Google Patents
Method of heat-balanced sintering based on layered combined heat supply Download PDFInfo
- Publication number
- RU2790990C1 RU2790990C1 RU2022109849A RU2022109849A RU2790990C1 RU 2790990 C1 RU2790990 C1 RU 2790990C1 RU 2022109849 A RU2022109849 A RU 2022109849A RU 2022109849 A RU2022109849 A RU 2022109849A RU 2790990 C1 RU2790990 C1 RU 2790990C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- heat
- sintered materials
- sintering
- sintered
- Prior art date
Links
- 238000005245 sintering Methods 0.000 title claims abstract description 745
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 197
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 862
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 862
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 518
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 137
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 137
- 239000004449 solid propellant Substances 0.000 claims abstract description 135
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 claims abstract description 131
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 64
- 238000010793 Steam injection (oil industry) Methods 0.000 claims abstract description 58
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 36
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 33
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims abstract description 32
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 5
- -1 smelting Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 230
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 133
- 238000005338 heat storage Methods 0.000 claims description 102
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 57
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 51
- 239000002956 ash Substances 0.000 claims description 37
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 37
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 33
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 claims description 33
- 238000012546 transfer Methods 0.000 claims description 17
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 16
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 11
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims description 9
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 8
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 claims description 6
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000012937 correction Methods 0.000 claims description 4
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 3
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 13
- 230000009467 reduction Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 abstract 1
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 13
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 11
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 10
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 9
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 9
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 4
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 4
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000009770 conventional sintering Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 3
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 3
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 150000002013 dioxins Chemical class 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 2
- 239000005431 greenhouse gas Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000013589 supplement Substances 0.000 description 2
- 238000002076 thermal analysis method Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 239000012223 aqueous fraction Substances 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007323 disproportionation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 1
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009766 low-temperature sintering Methods 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 238000009740 moulding (composite fabrication) Methods 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000012256 powdered iron Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000012827 research and development Methods 0.000 description 1
- 238000010008 shearing Methods 0.000 description 1
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 1
- 230000000153 supplemental effect Effects 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУCROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATION
По настоящей заявке испрашивается приоритет китайской патентной заявки № 202011527427.9, озаглавленной «HEAT-BALANCED SINTERING METHOD BASED ON LAYERED COMPOSITE HEAT SUPPLY», поданной 22 декабря 2020 года в China National Intellectual Property Administration, которая полностью включена в настоящий документ посредством ссылки.This application claims the priority of Chinese Patent Application No. 202011527427.9 entitled "HEAT-BALANCED SINTERING METHOD BASED ON LAYERED COMPOSITE HEAT SUPPLY" filed on December 22, 2020 with the China National Intellectual Property Administration, which is hereby incorporated by reference in its entirety.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИFIELD OF TECHNOLOGY
Настоящее изобретение относится к производственному процессу спекания, в частности к способу теплосбалансированного спекания, основанному на послойной комбинированной подаче тепла, который относится к области техники спекания.The present invention relates to a sintering production process, in particular to a heat-balanced sintering method based on layer-by-layer combined heat supply, which belongs to the field of sintering technology.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИBACKGROUND OF THE INVENTION
Процесс спекания является ключевым звеном в процессе производства чугуна. Принцип заключается в смешивании различного порошкообразного железосодержащего сырья с соответствующим количеством топлива и плавня и добавлении необходимого количества воды. После смешивания и гранулирования, материал претерпевает ряд физических и химических изменений на оборудовании для спекания, его спекают в агломераты, и затем отправляют в доменную печь для следующей обработки. Спекание является основной технологией обработки сырья в области производства чугуна и стали в Китае, и более 75% сырья для доменных печей приходится на аглоруду. Однако спекание является типовой отраслью с высоким потреблением энергии и высоким уровнем загрязнения. Его потребление энергии занимает второе место в черной металлургии, и его загрязняющая нагрузка составляет 40% от черной металлургии и занимает первое место. При повышающейся жесткости требований по защите окружающей среды, исследования и развитие чистой технологии производства спекания и оборудования с высокой энергоэффективностью и низким уровнем выбросов, имеют большое значение для поддержки модернизации сталелитейной промышленности в Китае и достижения зеленого и устойчивого развития.The sintering process is a key link in the iron production process. The principle is to mix various powdered iron-containing raw materials with the appropriate amount of fuel and flux and add the required amount of water. After mixing and granulating, the material undergoes a series of physical and chemical changes in the sintering equipment, sintered into agglomerates, and then sent to the blast furnace for further processing. Sintering is the main raw material processing technology in the iron and steel industry in China, and more than 75% of the raw materials for blast furnaces are sinter ore. However, sintering is a typical industry with high energy consumption and high levels of pollution. Its energy consumption ranks second in the steel industry, and its pollution load is 40% of that of the steel industry and ranks first. With the increasing stringency of environmental protection requirements, the research and development of clean sintering technology and equipment with high energy efficiency and low emissions are of great importance to support the modernization of China's steel industry and achieve green and sustainable development.
В известном процессе спекания, все тепло, необходимое для процесса спекания, обеспечивается сжиганием твердого топлива, такого как кокс, в слоях материала. С одной стороны, такой режим подачи тепла приводит к увеличению расхода твердого топлива, необходимого для процесса спекания с соответственно большим образованием загрязняющих веществ при горении. С другой стороны, режим горения кокса в слоях материала приводит к неравномерному распределению температуры в зоне горения, что влияет на качество аглоруды; и между тем, местная высокая температура вызывает образование загрязняющих газов, таких как диоксины.In the known sintering process, all the heat required for the sintering process is provided by the combustion of a solid fuel, such as coke, in the material layers. On the one hand, such a mode of heat supply leads to an increase in the consumption of solid fuel required for the sintering process with a correspondingly large formation of pollutants during combustion. On the other hand, the mode of combustion of coke in the layers of the material leads to an uneven distribution of temperature in the combustion zone, which affects the quality of the sinter ore; and meanwhile, the local high temperature causes the generation of pollutant gases such as dioxins.
На фигуре 1 представлен схематический вид конструкции синтеровочной машины известного уровня техники. Распределительное устройство предусмотрено в головной части синтеровочной машины, и запальный горн установлен в задней части распределительного устройства. Множество тележек синтеровочной машины установлены на синтеровочной машине встык, колеса тележек синтеровочной машины расположены на направляющих синтеровочной машины так, что тележки двигаются по направляющим синтеровочной машины. Нижняя воздушная камера расположена под направляющей, верхняя часть воздушной камеры расположена непосредственно по направлению к днищу тележек, и нижняя часть воздушной камеры соединена с первичным спекающим газоотводом.Figure 1 is a schematic view of the construction of a prior art sintering machine. A switchgear is provided at the head of the sintering machine, and an ignition forge is installed at the rear of the switchgear. A plurality of sintering machine trolleys are mounted end-to-end on the sintering machine, the wheels of the sintering machine trolleys are located on the guides of the sintering machine so that the trolleys move along the guides of the sintering machine. The lower air chamber is located under the guide, the upper part of the air chamber is located directly towards the bottom of the trucks, and the lower part of the air chamber is connected to the primary sintering gas outlet.
Перед спеканием, сырьевая смесь железной руды, кокса, доломита и т.д. загружается в тележку синтеровочной машины в передней части синтеровочной машины. Когда тележка заполняется спекаемым материалом, она движется под крышкой запального горна, запальное сопло воспламеняет кокс на поверхности спекаемых материалов, образуя тонкую зону горения на поверхности слоев материала, и тележка продолжает двигаться по направляющим к задней части синтеровочной машины. Определенное отрицательное давление (обычно примерно 14 кПа) поддерживается внутри первичного спекающего газоотвода, чтобы обеспечить статус истощения воздуха в тележке в верхней части синтеровочной машины, и воздух над слоями материала втягивается в слои спекаемых материалов. Под действием истощения воздуха, материал в нижней части слоев материала постепенно воспламеняется верхней зоной горения, и зона горения в поверхностном слое окончательно перемещается на дно тележки, чтобы завершить спекание материала Чистая руда после спекания выгружается в заднюю часть синтеровочной машины, и выхлопные газы, образующиеся в процессе спекания, удаляются из первичного газоотвода в нижней части.Before sintering, the raw material mixture of iron ore, coke, dolomite, etc. is loaded into the sintering machine cart at the front of the sintering machine. When the cart is filled with sintering material, it moves under the lid of the sintering furnace, the ignition nozzle ignites the coke on the surface of the sintered materials, forming a thin combustion zone on the surface of the material layers, and the cart continues to move along the guides to the rear of the sintering machine. A certain negative pressure (typically about 14 kPa) is maintained inside the primary sintering flue to maintain air depletion status in the cart at the top of the sintering machine, and the air above the material layers is drawn into the sintered material layers. Under the effect of air depletion, the material at the bottom of the material layers is gradually ignited by the upper combustion zone, and the combustion zone in the surface layer finally moves to the bottom of the cart to complete the sintering of the material. The pure ore after sintering is discharged to the back of the sintering machine, and the exhaust gases generated in the during the sintering process are removed from the primary flue at the bottom.
Процесс спекания представляет собой типовой режим отсоса воздуха. После того, как слои спекаемых материалов воспламеняются с образованием зоны горения определенной толщины на поверхности слоев материала, под действием основного вытяжного вентилятора, слой горения постепенно смещается вниз, вплоть до нижних слоев материала. Вместе со сдвигом слоев спекаемых материалов сверху вниз, тепло также непрерывно мигрирует вниз от верхней части слоев материала. Для спекания сырья в диапазоне определенной высоты слоев материала, часть тепла в процессе спекания происходит от сгорания твердого топлива в слоях материала, и другая часть происходит от миграции тепла вниз от верхних слоев материала (то есть, тепла, аккумулированного верхними слоями материала). Очевидно, чем ближе находятся нижние слои материала, тем более очевиден эффект аккумуляции тепла в слоях материала, и, таким образом, тем меньше твердого топлива требуется для спекания. То есть, теория спекания показывает, что количество твердого топлива, необходимое для спекания слоев материала, постепенно уменьшается сверху вниз по направлению высоты спекаемых материалов. В существующем процессе спекания, твердое топливо и сырье для спекания распределены на тележке синтеровочной машины после равномерного перемешивания. Из-за разделения топлива в процессе распределения, частицы топлива большого размера сегрегируются в нижние слои материала, что приводит к меньшему количеству твердого топлива в верхних слоях материала и большему количеству топлива в нижних слоях материала в фактических слоях материала Это прямо противоположно количеству топлива, требуемому в соответствии с теорией спекания, в которой предусмотрено больше топлива в верхних слоях материала и меньше топлива в нижних слоях материала. Таким образом, существующий режим подачи тепла для спекания серьезно не соответствует теоретической модели потребности в тепле для спекания, и расход твердого топлива в процессе спекания относительно высок.The sintering process is a typical mode of air suction. After the layers of sintered materials are ignited with the formation of a combustion zone of a certain thickness on the surface of the material layers, under the action of the main exhaust fan, the combustion layer is gradually shifted down, down to the lower layers of the material. Along with the shearing of the layers of sintered materials from top to bottom, heat also continuously migrates downward from the top of the layers of material. For raw material sintering in the range of a certain material layer height, part of the heat in the sintering process comes from the combustion of solid fuel in the material layers, and another part comes from the downward migration of heat from the upper layers of the material (i.e., the heat accumulated by the upper layers of the material). Obviously, the closer the lower layers of material are, the more obvious the effect of heat accumulation in the layers of material, and thus the less solid fuel is required for sintering. That is, the theory of sintering shows that the amount of solid fuel required to sinter the layers of material gradually decreases from top to bottom in the height direction of the sintered materials. In the existing sintering process, solid fuel and sintering raw materials are distributed on the car of the sintering machine after uniform mixing. Due to fuel separation during the distribution process, large sized fuel particles are segregated into the lower material layers, resulting in less solid fuel in the upper material layers and more fuel in the lower material layers in the actual material layers. This is in direct contrast to the amount of fuel required in according to the theory of sintering, which provides more fuel in the upper layers of the material and less fuel in the lower layers of the material. Thus, the current sintering heat supply mode is seriously inconsistent with the theoretical sintering heat demand model, and the consumption of solid fuel in the sintering process is relatively high.
В существующей технологии спекания, все тепло, необходимое для процесса спекания, обеспечивается за счет твердого топлива, такого как кокс, смешанный со смесью материалов, что приводит к высокому расходу твердого топлива в процессе спекания. Следовательно, количество твердого топлива, такого как кокс, в смеси материалов является слишком большим, и токсичные составляющие топлива, такие как NOx и SOx, и продукты сгорания, такие как CO2, возникающие в процессе спекания, также увеличиваются, что приведет к огромным выбросам загрязняющих веществ в процессе спекания.In the current sintering technology, all the heat required for the sintering process is provided by solid fuel such as coke mixed with the mixture of materials, resulting in a high consumption of solid fuel during the sintering process. Therefore, the amount of solid fuel such as coke in the material mixture is too large, and the toxic constituents of the fuel such as NO x and SO x and combustion products such as CO 2 generated during the sintering process also increase, resulting in huge emissions of pollutants during the sintering process.
Существующая технология спекания использует способ единственной подачи тепла, при котором твердое топливо смешивается со смесью материалов, и твердое топливо сжигается в слоях материала для подачи тепла. Способ сжигания кокса для внутреннего сжигания слоев материала не способствует возникновению и развитию процесса горения кокса. В этом случае, во время действительного процесса спекания, зона горения является узкой, и распределение температуры в зоне горения является неравномерным, с существующей локальной высокой температурой, и, таким образом, это оказывает неблагоприятное воздействие на общее качество аглоруды.The existing sintering technology uses a single heat supply method in which a solid fuel is mixed with a mixture of materials, and the solid fuel is burned in layers of material to supply heat. The method of coke combustion for internal combustion of material layers does not contribute to the emergence and development of the coke combustion process. In this case, during the actual sintering process, the combustion zone is narrow and the temperature distribution in the combustion zone is uneven, with local high temperature existing, and thus adversely affects the overall quality of the sinter ore.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯSUMMARY OF THE INVENTION
Ввиду противоречия между существующим режимом подачи тепла для спекания и теорией спекания, целью настоящей заявки является предоставление способа теплосбалансированного спекания, основанного на послойной комбинированной подаче тепла. В указанном способе, вся смесь спекаемых материалов делится на множество слоистых единиц. В соответствии с различными характеристиками каждого слоя материала, режим комбинированной подачи тепла, такой как газовое топливо+твердое топливо или аккумулированное тепло+твердое топливо, применяют для получения идеального состояния сегрегации с большим количеством топлива в верхних слоях материала и меньшим количеством топлива в нижних слоях материала. Идеальное состояние сегрегации позволяет обеспечить спекание и подачу тепла в соответствии с теоретической потребностью в тепле для достижения цели снижения потребления твердого топлива и общего потребления тепла, а также снижения выбросов загрязняющих веществ в процессе спекания.In view of the contradiction between the existing heat supply regime for sintering and the theory of sintering, the aim of the present application is to provide a heat-balanced sintering method based on layer-by-layer combined heat supply. In this method, the entire mixture of sintered materials is divided into a plurality of layered units. According to the different characteristics of each material layer, a combined heat supply mode such as gas fuel + solid fuel or stored heat + solid fuel is applied to obtain an ideal segregation state with more fuel in the upper layers of the material and less fuel in the lower layers of the material. . The ideal state of segregation allows sintering and heat supply in accordance with the theoretical heat demand to achieve the goal of reducing solid fuel consumption and overall heat consumption, as well as reducing pollutant emissions during the sintering process.
Согласно первому варианту осуществления настоящей заявки, представлен способ теплосбалансированного спекания, основанный на послойной комбинированной подаче тепла.According to a first embodiment of the present application, a heat-balanced sintering method based on layer-by-layer combined heat supply is provided.
Способ теплосбалансированного спекания, основанный на послойной комбинированной подаче тепла, при котором смесь спекаемых материалов спекают в синтеровочной машине по направлению глубины тележки синтеровочной машины, смесь спекаемых материалов делят на множество единиц слоев, и на каждую единицу слоя подают тепло и спекают в зависимости от соответствующей распределенной доли подачи тепла.A heat-balanced sintering method based on layer-by-layer combined heat supply, in which a mixture of sintered materials is sintered in a sintering machine along the depth direction of the sintering machine trolley, the mixture of sintered materials is divided into a plurality of layer units, and each layer unit is supplied with heat and sintered depending on the corresponding distributed share of heat supply.
В настоящей заявке, по направлению глубины тележки синтеровочной машины, смесь материалов для спекания делят на четыре слоя сверху вниз: поверхностный слой, верхний средний слой, средний слой и нижний слой. Доля подачи тепла к смеси спекаемых материалов в поверхностном слое в тепле, необходимом всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, составляет a1, доля подачи тепла к смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое в тепле, необходимом всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, составляет а2, доля подачи тепла к смеси спекаемых материалов в среднем слое в тепле, необходимом всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, составляет а3, и доля подачи тепла к смеси спекаемых материалов в нижнем слое в тепле, необходимом всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, составляет а4, гдеIn the present application, according to the depth direction of the car of the sintering machine, the mixture of sintering materials is divided into four layers from top to bottom: surface layer, upper middle layer, middle layer and bottom layer. The proportion of heat supply to the mixture of sintered materials in the surface layer in the heat required by the entire mixture of sintered materials during the sintering process is a1, the proportion of heat supplied to the mixture of sintered materials in the upper middle layer in the heat required by the entire mixture of sintered materials during the sintering process is a2 , the proportion of heat supply to the mixture of sintered materials in the middle layer in the heat required by the entire mixture of sintered materials during the sintering process is a3, and the proportion of heat supplied to the mixture of sintered materials in the lower layer in the heat required by the entire mixture of sintered materials during the sintering process is a4, where
, ,
a2=k2 × a1 (2),a2=k2 × a1 (2),
a3 =k3 × (a1+a2) (3),a3 =k3 × (a1+a2) (3),
а4 =1-(а1+а2+а3) (4).a4 =1-(a1+a2+a3) (4).
В уравнениях (1)-(4), d представляет собой средний размер частиц смеси спекаемых материалов, w1 представляет долю воды в смеси спекаемых материалов, w2 представляет долю плавня в смеси спекаемых материалов, w3 представляет собой долю зольной пыли в смеси спекаемых материалов, w4 представляет собой долю газовой золы в смеси спекаемых материалов, m представляет собой вместимость синтеровочной машины, v представляет собой скорость движения тележки синтеровочной машины, и k1, k2 и k3 представляют собой коэффициенты условий работы, где k1 находится в диапазоне 0,03-0,1, k2 находится в диапазоне 0,5-1, и k3 находится в диапазоне 0,2-0,5.In equations (1) to (4), d is the average particle size of the sintered material mixture, w1 is the proportion of water in the mixture of sintered materials, w2 is the proportion of flue in the mixture of sintered materials, w3 is the proportion of fly ash in the mixture of sintered materials, w4 is the proportion of gas ash in the mixture of sintered materials, m is the capacity of the sinterer, v is the speed of the sinterer cart, and k1, k2 and k3 are the operating conditions coefficients, where k1 is in the range of 0.03-0.1 , k2 is in the range 0.5-1, and k3 is in the range 0.2-0.5.
В настоящей заявке, подача тепла к смеси спекаемых материалов в поверхностном слое регулируется путем управления глубиной зажигания запального устройства в синтеровочной машине:In the present application, the heat supply to the mixture of sintered materials in the surface layer is controlled by controlling the ignition depth of the igniter in the sintering machine:
, ,
где De представляет собой глубину зажигания запального устройства, a1 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в поверхностном слое, в тепле, необходимом всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, a4 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в нижнем слое, в тепле, необходимом всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, d представляет собой средний размер частиц смеси спекаемых материалов, w1 представляет собой долю воды в смеси спекаемых материалов, w2 представляет собой долю плавня в смеси спекаемых материалов, w3 представляет долю зольной пыли в смеси спекаемых материалов, w4 представляет долю газовой золы в смеси спекаемых материалов, k4 представляет собой коэффициент рабочих условий и k4 находится в диапазоне 0,2-0,7.where De is the ignition depth of the igniter, a1 is the proportion of heat required to sinter the mixture of sintered materials in the surface layer, in the heat required of the entire mixture of sintered materials during the sintering process, a4 is the proportion of heat required to sinter the mixture of sintered materials in bottom layer, in the heat required by the entire sintered material mixture during the sintering process, d is the average particle size of the sintered material mixture, w1 is the proportion of water in the sinterable material mixture, w2 is the proportion of flux in the sinterable material mixture, w3 is the proportion of fly ash in the mixture of sintered materials, w4 represents the proportion of gas ash in the mixture of sintered materials, k4 is the operating condition coefficient, and k4 is in the range of 0.2-0.7.
В настоящей заявке, тепло подают к смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое с помощью устройства для накопления тепла, и подача тепла из устройства накопления тепла составляет:In the present application, heat is supplied to the mixture of sintered materials in the upper middle layer by a heat storage device, and the heat supply from the heat storage device is:
, ,
где Q представляет собой тепло, подаваемое устройством накопления тепла, а2 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое, в тепле, необходимом всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, а4 представляет собой долю количества тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в нижнем слое, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, m представляет собой вместимость синтеровочной машины, v представляет собой скорость движения тележки синтеровочной машины, d представляет собой средний размер частиц смеси спекаемых материалов, k5 представляет собой коэффициент рабочих условий, и k5 находится в диапазоне 0,05-0,3.where Q is the heat supplied by the heat storage device, a2 is the proportion of the heat required to sinter the mixture of sintered materials in the upper middle layer, in the heat required of the entire mixture of sintered materials during sintering, a4 is the proportion of the amount of heat required for sintering mixture of sintered materials in the lower layer, in the heat required for the entire mixture of sintered materials during the sintering process, m is the capacity of the sintering machine, v is the speed of the carriage of the sintering machine, d is the average particle size of the mixture of sintered materials, k5 is the coefficient operating conditions, and k5 is in the range of 0.05-0.3.
В настоящей заявке, к смеси спекаемых материалов в среднем слое подается тепло путем впрыска горючего газа в смесь спекаемых материалов, при этом концентрация впрыскиваемого горючего газа составляет:In the present application, heat is supplied to the sintering material mixture in the middle layer by injecting combustible gas into the sintering material mixture, and the concentration of the injected combustible gas is:
, ,
где C представляет собой концентрацию горючего газа, впрыскиваемого горючим устройство подачи газа, S1 представляет собой площадь впрыска горючего газа, S2 представляет собой площадь синтеровочной машины, a3 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в среднем слое, в тепле, необходимом всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, a4 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в нижнем слое, в тепле, требуемом всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, m представляет собой вместимость синтеровочной машины, v представляет собой скорость движения тележки синтеровочной машины, k6 представляет собой коэффициент рабочих условий, и k6 находится в диапазоне 0,1-0,3.where C is the concentration of combustible gas injected by the combustible gas supply device, S 1 is the combustible gas injection area, S 2 is the area of the sintering machine, a3 is the proportion of heat required to sinter the mixture of sintered materials in the middle layer, in heat, required by the entire mixture of sintered materials in the sintering process, a4 is the proportion of heat required to sinter the mixture of sintered materials in the lower layer, in the heat required by the entire mixture of sintered materials during the sintering process, m is the capacity of the sintering machine, v is the speed of the carriage sintering machine, k6 is the operating condition coefficient, and k6 is in the range of 0.1-0.3.
В настоящей заявке тепло, необходимое всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, составляет:In this application, the heat required by the entire mixture of sintered materials during the sintering process is:
, ,
где Qобщее представляет собой тепло, необходимое для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, d представляет собой средний размер частиц смеси спекаемых материалов, w1 представляет долю воды в смеси спекаемых материалов, w2 представляет долю плавня в смеси спекаемых материалов, w3 представляет собой долю зольной пыли в смеси спекаемых материалов, w4 представляет собой долю газовой золы в смеси спекаемых материалов, w5 представляет собой долю железорудного сырья в смеси спекаемых материалов, k7 представляет собой коэффициент рабочих условий, и k7 находится в диапазоне 0,1-0,5.where Q total is the heat required for the entire sinterable material mixture during the sintering process, d is the average particle size of the sinterable material mixture, w1 is the proportion of water in the mixture of sinterable materials, w2 is the proportion of flux in the mixture of sinterable materials, w3 is the proportion of ash dust in the sintering material mixture, w4 is the proportion of gas ash in the sintering material mixture, w5 is the proportion of iron ore in the sintering material mixture, k7 is the operating condition coefficient, and k7 is in the range of 0.1-0.5.
Согласно второму варианту осуществления настоящей заявки, представлен способ теплосбалансированного спекания, основанный на послойной комбинированной подаче тепла.According to a second embodiment of the present application, a heat-balanced sintering method based on layer-by-layer combined heat supply is provided.
Способ теплосбалансированного спекания, основанный на послойной комбинированной подаче тепла, включает следующие стадии:The method of heat-balanced sintering, based on layer-by-layer combined heat supply, includes the following stages:
1) смешивание и распределение: приготовление железосодержащего сырья, плавня, твердого топлива, воды и распределение приготовленной смеси спекаемых материалов в тележке синтеровочной машины;1) mixing and distribution: preparation of iron-containing raw materials, flux, solid fuel, water and distribution of the prepared mixture of sintered materials in the sintering machine trolley;
2) зажигание и спекание: установка запального устройства непосредственно над тележкой синтеровочной машины выше синтеровочной машины и зажигание смеси спекаемых материалов, которая распределена внутри тележки синтеровочной машины с помощью запального устройства, так что смесь спекаемых материалов в поверхностном слое в тележке синтеровочной машины начинает спекаться; одновременно всасывание воздуха над смесью спекаемых материалов в тележке синтеровочной машины в воздушную камеру, установленную под тележкой синтеровочной машины так, чтобы смесь спекаемых материалов в тележке синтеровочной машины спекалась от поверхностного слоя к нижнему слою тележки синтеровочной машины;2) ignition and sintering: placing an ignition device directly above the car of the sintering machine above the sintering machine, and igniting the mixture of sintering materials that is distributed inside the car of the sintering machine with the ignition device, so that the mixture of sintering materials in the surface layer in the car of the sintering machine begins to be sintered; simultaneously sucking air above the sintering material mixture in the sintering machine carriage into an air chamber installed under the sintering machine carriage so that the sintering material mixture in the sintering machine carriage is sintered from the surface layer to the bottom layer of the sintering machine carriage;
3) накопление тепла и подача тепла: установка устройства накопления тепла ниже запального устройства и над тележкой синтеровочной машины, впрыск высокотемпературного газа на поверхность смеси спекаемых материалов после зажигания и спекания устройством накопления тепла так, чтобы высокотемпературный газ подавал тепло к смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое, расположенном ниже смеси спекаемых материалов в поверхностном слое;3) heat accumulation and heat supply: install the heat storage device below the ignition device and above the sintering machine trolley, inject high temperature gas on the surface of the sintering material mixture after ignition and sintering by the heat storage device, so that the high temperature gas supplies heat to the sintering material mixture in the upper middle a layer located below the mixture of sintered materials in the surface layer;
4) впрыск горючего газа: установка устройства впрыска горючего газа ниже устройства для накопления тепла и над тележкой синтеровочной машины, после накопления тепла и подачи тепла, впрыск горючего газа на поверхность смеси спекаемых материалов с помощью устройства впрыска горючего газа, так что горючий газ попадает в смесь спекаемых материалов и сгорает в слоях материала так, чтобы подавать тепло к смеси спекаемых материалов в среднем слое, расположенном ниже смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое;4) combustible gas injection: install the combustible gas injection device below the heat accumulation device and above the sintering machine trolley, after heat accumulation and heat supply, the combustible gas injection on the surface of the mixture of sintering materials through the combustible gas injection device, so that the combustible gas enters the the sinterable material mixture and combusts in the material layers so as to supply heat to the sinterable material mixture in the middle layer below the sinterable material mixture in the upper middle layer;
5) впрыск пара: установка устройства для впрыска пара ниже устройства для впрыска горючего газа и над тележкой синтеровочной машины; и после впрыска горючего газа, впрыск пара на поверхность смеси спекаемых материалов с помощью устройства для впрыска пара, чтобы пар попадал в смесь спекаемых материалов и передавал тепло, накопленное в смеси спекаемых материалов в поверхностном слое, смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое и смеси спекаемых материалов в среднем слое в тележке синтеровочной машины, в смесь спекаемых материалов в нижнем слое, расположенном ниже смеси спекаемых материалов в среднем слое;5) steam injection: install the steam injection device below the combustible gas injection device and above the car of the sintering machine; and after injecting the combustible gas, injecting steam onto the surface of the sintering material mixture with the steam injection device so that the steam enters the sinterable material mixture and transfers the heat stored in the sinterable material mixture in the surface layer, the sinterable material mixture in the upper middle layer, and the sinterable material mixture materials in the middle layer in the car of the sintering machine, into the mixture of sintered materials in the lower layer located below the mixture of sintered materials in the middle layer;
6) завершение спекания: после завершения спекания выгрузка материала из тележки синтеровочной машины.6) sintering completion: after sintering is completed, the material is unloaded from the car of the sintering machine.
В настоящей заявке, на стадии 1) массовая доля твердого топлива к общему количеству смеси спекаемых материалов составляет 0,2-2,5%, предпочтительно, 0,3-2%, более предпочтительно, 0,4-1,5%, еще более предпочтительно, 0,5%-1,0%.In the present application, at stage 1), the mass fraction of solid fuel to the total amount of the mixture of sintered materials is 0.2-2.5%, preferably 0.3-2%, more preferably 0.4-1.5%, more more preferably 0.5%-1.0%.
Предпочтительно, экзотермическое тепло от сгорания всех видов твердого топлива в смеси спекаемых материалов составляет от 50 до 90%, предпочтительно, от 55 до 85% и более предпочтительно, от 60 до 80% тепла, необходимого для процесса спекания.Preferably, the exothermic heat from combustion of all solid fuels in the mixture of sintered materials is 50 to 90%, preferably 55 to 85% and more preferably 60 to 80% of the heat required for the sintering process.
В настоящей заявке, по направлению высоты слоя материала смеси спекаемых материалов, слой материала смеси спекаемых материалов делится на смесь спекаемых материалов в поверхностном слое, смесь спекаемых материалов в верхнем среднем слое, смесь спекаемых материалов в среднем слое и смесь спекаемых материалов в нижнем слое, сверху вниз.In the present application, in the height direction of the material layer of the sinterable material mixture, the material layer of the sinterable material mixture is divided into the sinterable material mixture in the surface layer, the sinterable material mixture in the upper middle layer, the sinterable material mixture in the middle layer, and the sinterable material mixture in the bottom layer, top down.
Смесь спекаемых материалов в поверхностном слое в тележке синтеровочной машины спекается за счет тепла, подаваемого запальным устройством, и тепла, подаваемого твердым топливом в смеси спекаемых материалов. Смесь спекаемых материалов в верхнем среднем слое в тележке синтеровочной машины спекается теплом, подаваемым устройством для накопления тепла, теплом, подаваемым твердым топливом в смеси спекаемых материалов, и запасом тепла в смеси спекаемых материалов в поверхностном слое. Смесь спекаемых материалов в среднем слое в тележке синтеровочной машины спекается теплом, подаваемым сгоранием впрыснутого горючего газа, теплом, подаваемым твердым топливом в смеси спекаемых материалов, запасом тепла в смеси спекаемых материалов в поверхностном слое и/или смеси спекаемых материалов в среднем верхнем слое. Смесь спекаемых материалов в нижнем слое в тележке синтеровочной машины спекается запасом тепла, передаваемым паром, и теплом, подаваемым твердым топливом в смеси спекаемых материалов.The mixture of sintered materials in the surface layer in the car of the sintering machine is sintered due to the heat supplied by the ignition device and the heat supplied by the solid fuel in the mixture of sintered materials. The sintering material mixture in the upper middle layer in the car of the sintering machine is sintered by the heat supplied by the heat storage device, the heat supplied by the solid fuel in the sintering material mixture, and the heat storage in the sintering material mixture in the surface layer. The mixture of sintered materials in the middle layer in the car of the sintering machine is sintered by the heat supplied by the combustion of the injected combustible gas, the heat supplied by the solid fuel in the mixture of sintered materials, the heat reserve in the mixture of sintered materials in the surface layer and/or the mixture of sintered materials in the middle upper layer. The mixture of sintered materials in the lower layer in the car of the sintering machine is sintered by the heat supplied by the steam and the heat supplied by the solid fuel in the mixture of sintered materials.
В настоящей заявке, по направлению движения тележки синтеровочной машины, в синтеровочной машине последовательно предусмотрены секция зажигания, секция накопления тепла, секция впрыска горючего газа и секция впрыска пара. Предпочтительно, длины секции зажигания, секции накопления тепла, секции впрыска горючего газа и секции впрыска пара составляют 5%-12%, 10%-50%, 15%-75% и 10%-70% синтеровочной машины, соответственно.In the present application, in the direction of travel of the sintering machine trolley, the sintering machine is sequentially provided with an ignition section, a heat storage section, a combustible gas injection section, and a steam injection section. Preferably, the lengths of the ignition section, the heat storage section, the combustible gas injection section and the steam injection section are 5%-12%, 10%-50%, 15%-75% and 10%-70% of the sintering machine, respectively.
Предпочтительно, толщина смеси спекаемых материалов в поверхностном слое, толщина смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое, толщина смеси спекаемых материалов в среднем слое и толщина смеси спекаемых материалов в нижнем слой составляет 5%-12%, 10%-50%, 15%-75% и 10%-70% от общей толщины слоев материала в смеси спекаемых материалов, соответственно.Preferably, the thickness of the mixture of sintered materials in the surface layer, the thickness of the mixture of sintered materials in the upper middle layer, the thickness of the mixture of sintered materials in the middle layer and the thickness of the mixture of sintered materials in the lower layer is 5% -12%, 10% -50%, 15% - 75% and 10%-70% of the total thickness of the material layers in the mixture of sintered materials, respectively.
В настоящей заявке, на стадии 1) железосодержащее сырье включает сырье из железной руды, зольную пыль и газовую золу. Доля тепла, требуемая для спекания смеси спекаемых материалов в поверхностном слое в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания составляет:In the present application, in step 1), the iron-containing raw material includes iron ore raw material, fly ash and gas ash. The proportion of heat required for sintering a mixture of sintered materials in the surface layer in the heat required for the entire mixture of sintered materials during sintering is:
. .
Доля тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, составляет:The proportion of heat required for sintering the mixture of sintered materials in the upper middle layer in the heat required for the entire mixture of sintered materials during sintering is:
а2=к2×а1 (2).a2=k2×a1 (2).
Доля тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в среднем слое, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, составляет:The proportion of heat required for sintering the mixture of sintered materials in the middle layer in the heat required for the entire mixture of sintered materials during sintering is:
а3 =к3×(а1+а2) (3).a3 =k3×(a1+a2) (3).
Доля тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в нижнем слое, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, составляет:The proportion of heat required for sintering the mixture of sintered materials in the lower layer in the heat required for the entire mixture of sintered materials during sintering is:
а4 =1-(а1+а2+а3) (4).a4 =1-(a1+a2+a3) (4).
где a1 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в поверхностном слое, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, a2 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, a3 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в среднем слое, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, a4 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в нижнем слое, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, d представляет собой средний размер частиц смеси спекаемых материалов, w1 представляет долю воды в смеси спекаемых материалов, w2 представляет собой долю плавня в смеси спекаемых материалов, w3 представляет собой долю зольной пыли в смеси спекаемых материалов, w4 представляет собой долю газовой золы в смеси спекаемых материалов, m представляет собой вместимость синтеровочной машины, v представляет собой скорость перемещения тележки для синтеровочной машины, k1, k2 и k3 представляют собой коэффициенты рабочих условий, где k1 находится в диапазоне 0,03-0,1, k2 находится в диапазоне 0,5-1 и k3 находится в диапазоне 0,2-0,5.where a1 is the proportion of heat required to sinter the mixture of sinterable materials in the surface layer, in the heat required for the entire mixture of sinterable materials during sintering, a2 is the proportion of heat required to sinter the mixture of sinterable materials in the upper middle layer, in heat, required for the entire mixture of sintered materials during the sintering process, a3 represents the proportion of heat required for sintering the mixture of sintered materials in the middle layer in the heat required for the entire mixture of sintered materials during the sintering process, a4 represents the fraction of heat required for sintering the mixture of sintered materials materials in the lower layer, in the heat required for the entire mixture of sintered materials during the sintering process, d is the average particle size of the mixture of sintered materials, w1 is the proportion of water in the mixture of sintered materials, w2 is the proportion of flux in the mixture of sintered materials, w3 is share of fly ash in the mixture of sintered materials , w4 is the proportion of gas ash in the mixture of sintered materials, m is the capacity of the sinterer, v is the travel speed of the sinterer cart, k1, k2 and k3 are operating condition factors, where k1 is in the range 0.03-0 ,1, k2 is in the range 0.5-1 and k3 is in the range 0.2-0.5.
В настоящей заявке, в тепле для спекания смеси спекаемых материалов в поверхностном слое, 10%-30% тепла приходится на тепло, подаваемое запальным устройством, и 70%-90% тепла приходится на тепло, подаваемое твердым топливом в смеси спекаемых материалов.In the present application, in the heat for sintering the mixture of sinterable materials in the surface layer, 10%-30% of the heat is the heat supplied by the ignition device, and 70%-90% of the heat is the heat supplied by the solid fuel in the mixture of sintered materials.
В тепле для спекания для смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое, 5-30% тепла приходится на тепло, подаваемое устройством накопления тепла, 50-90% тепла приходится на тепло, подаваемое твердым топливом в смеси спекаемых материалов, и 5-20% тепла приходится на тепло, подаваемое запасом тепла в смеси спекаемых материалов в поверхностном слое.In the sintering heat for the sinterable material mixture in the upper middle layer, 5-30% of the heat is the heat supplied by the heat storage device, 50-90% of the heat is the heat supplied by the solid fuel in the sinterable material mixture, and 5-20% heat accounts for the heat supplied by the heat reserve in the mixture of sintered materials in the surface layer.
В тепле для спекания смеси спекаемых материалов в среднем слое, 5-70% тепла приходится на тепло, подаваемое при сгорании впрыскиваемого горючего газа, 10%-70% тепла приходится на тепло, подаваемое твердым топливом в смеси спекаемых материалов, и 5%-20% тепла приходится тепло, подаваемое запасом тепла в смеси спекаемых материалов в поверхностном слое и/или смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое.In the heat for sintering the sintered material mixture in the middle layer, 5-70% of the heat is from the heat supplied by the combustion of the injected combustible gas, 10%-70% of the heat is from the heat supplied by the solid fuel in the sintered material mixture, and 5%-20 % of heat accounts for the heat supplied by the heat storage in the mixture of sintered materials in the surface layer and/or the mixture of sintered materials in the upper middle layer.
В тепле для спекания смеси спекаемых материалов в нижнем слое, 20-45% тепла приходится на запас тепла, переносимый паром, и 55-80% тепла приходится на тепло, подаваемое твердым топливом в нижнем слое смеси спекаемых материалов.In the heat for sintering the sinterable material mixture in the lower layer, 20-45% of the heat is from the heat transported by steam, and 55-80% of the heat is from the heat supplied by the solid fuel in the lower layer of the sinterable material mixture.
В настоящей заявке, на стадии 2), запальное устройство представлено в секции зажигания синтеровочной машины. Указанное запальное устройство включает огнеупорную стенку печи, расположенную в верхней части тележки синтеровочной машины, и запальное сопло расположено на огнеупорной стене печи. Предпочтительно, запальные сопла расположены ровными рядами по ходу движения тележки синтеровочной машины, и ровные ряды запальных сопел расположены под углом друг против друга на верхней части огнеупорной стенки печи. Проекции отверстий сопел на переднем торце запальных сопел расположенных напротив друг друга, перекрываются на поверхности спекаемых материалов под наклоном. Во время зажигания, пламя, образованное двумя противоположными рядами запальных сопел, встречается на поверхности спекаемых материалов, образуя высокотемпературную зону зажигания, перпендикулярную направлению движения тележки синтеровочной машины. В то же время, высокотемпературный отходящий газ в запальном устройстве втягивается в слои спекаемых материалов для дополнительного нагрева смеси спекаемых материалов в поверхностном слое.In the present application, in step 2), the ignition device is provided in the ignition section of the sintering machine. Said ignition device includes a refractory furnace wall located in the upper part of the sintering machine trolley, and an ignition nozzle is located on the furnace refractory wall. Preferably, the firing nozzles are arranged in even rows in the direction of travel of the sintering machine carriage, and the even rows of firing nozzles are arranged at an angle against each other on the top of the refractory wall of the furnace. The projections of the nozzle holes on the front end of the ignition nozzles located opposite each other overlap on the surface of the sintered materials at an angle. During ignition, the flame formed by two opposite rows of ignition nozzles meets on the surface of the sintered materials, forming a high-temperature ignition zone perpendicular to the direction of movement of the sintering machine carriage. At the same time, the high-temperature exhaust gas in the igniter is drawn into the layers of sintered materials to further heat the mixture of sintered materials in the surface layer.
Предпочтительно, на стадии 2) глубина зажигания запального устройства составляет:Preferably, in step 2), the firing depth of the igniter is:
, ,
где De представляет собой глубину зажигания запального устройства, а1 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в поверхностном слое, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, a4 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в нижнем слое, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, d представляет собой средний размер частиц смеси спекаемых материалов, w1 представляет собой долю воды в смеси спекаемых материалов, w2 представляет собой долю плавня в смеси спекаемых материалов, w3 представляет собой долю зольной пыли в смеси спекаемых материалов, w4 представляет собой долю газовой золы в смеси спекаемых материалов, k4 представляет собой коэффициент рабочих условий, и k4 находится в диапазоне 0,2-0,7.where De is the ignition depth of the igniter, a1 is the proportion of heat required to sinter the mixture of sintered materials in the surface layer, in the heat required for the entire mixture of sintered materials during the sintering process, a4 is the proportion of heat required to sinter the mixture of sintered materials in the lower layer, in the heat required for the entire mixture of sintered materials during the sintering process, d is the average particle size of the mixture of sintered materials, w1 is the proportion of water in the mixture of sintered materials, w2 is the proportion of flux in the mixture of sintered materials, w3 is the proportion of fly ash in the mixture of sintered materials, w4 is the proportion of gaseous ash in the mixture of sintered materials, k4 is the operating condition coefficient, and k4 is in the range of 0.2-0.7.
В настоящей заявке, на стадии 3), устройство накопления тепла представлено в секции накопления тепла синтеровочной машины. В секции накопления тепла, устройство накопления тепла впрыскивает высокотемпературный газ с постепенно снижающейся температурой на поверхность спеченного материала, который зажигают и спекают последовательно в направлении движения тележки синтеровочной машины, чтобы завершить постепенную подачу тепла к смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое, расположенном ниже смеси спекаемых материалов в поверхностном слое.In the present application, in step 3), the heat storage device is provided in the heat storage section of the sintering machine. In the heat storage section, the heat storage device injects a high-temperature gas with gradually decreasing temperature onto the surface of the sintered body, which is ignited and sintered sequentially in the direction of movement of the sintering machine carriage to complete the gradual heat supply to the sintered material mixture in the upper middle layer below the sintered material mixture. materials in the surface layer.
Предпочтительно, на стадии 3), тепло, подаваемое устройством для накопления тепла, составляет:Preferably, in step 3), the heat supplied by the heat storage device is:
, ,
где Q представляет собой тепло, подаваемое устройством накопления тепла, а2 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, a4 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в нижнем слое, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, m представляет собой вместимость синтеровочной машины, v представляет собой скорость движения тележки синтеровочной машины, d представляет собой средний размер частиц смеси спекаемых материалов, k5 представляет собой коэффициент рабочих условий, и k5 находится в диапазон 0,05-0,3.where Q is the heat supplied by the heat storage device, a2 is the proportion of the heat required to sinter the mixture of sintered materials in the upper middle layer in the heat required for the entire mixture of sintered materials during sintering, a4 is the proportion of heat required for sintering mixture of sintered materials in the lower layer, in the heat required for the entire mixture of sintered materials during the sintering process, m is the capacity of the sintering machine, v is the speed of the carriage of the sintering machine, d is the average particle size of the mixture of sintered materials, k5 is the coefficient operating conditions, and k5 is in the range of 0.05-0.3.
В настоящей заявке, на стадии 4), устройство впрыска газа представлено в секции впрыска горючего газа синтеровочной машины. В секции впрыска горючего газа, горючий газ, впрыскиваемый устройством впрыска газа, смешивается с воздухом, всасываемым над тележкой синтеровочной машины, и затем втягивается в слои спекаемых материалов, в которых горючий газ сжигается, чтобы завершить дополнительную подачу тепла к смеси спекаемых материалов в среднем слое, расположенном ниже смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое.In the present application, in step 4), the gas injection device is provided in the combustible gas injection section of the sintering machine. In the combustible gas injection section, the combustible gas injected by the gas injection device is mixed with the air sucked over the sintering machine carriage and then drawn into the sintering material layers, in which the combustible gas is burned to complete the additional heat supply to the sintering material mixture in the middle layer. located below the mixture of sintered materials in the upper middle layer.
Предпочтительно, в секции впрыска горючего газа представлены многосекционные зоны впрыска горючего газа, и количество горючего газа, впрыскиваемого устройством впрыска газа в каждую секцию зон впрыска газа, регулируют для достижения дополнительного ступенчатого нагрева смеси спекаемых материалов в среднем слое, расположенном ниже смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое.Preferably, multiple combustible gas injection zones are provided in the combustible gas injection section, and the amount of combustible gas injected by the gas injection device into each section of the gas injection zones is adjusted to achieve additional staged heating of the sintered material mixture in the middle layer below the sintered material mixture in the upper layer. middle layer.
Предпочтительно, на стадии 4), концентрация горючего газа, впрыскиваемого устройством для впрыска газа, составляет:Preferably, in step 4), the concentration of combustible gas injected by the gas injection device is:
, ,
где C представляет собой концентрацию горючего газа, впрыскиваемого устройством для впрыска газа, S1 представляет площадь впрыска горючего газа, S2 представляет собой площадь синтеровочной машины, a3 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в среднем слое, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, a4 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в нижнем слое, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, m представляет собой вместимость синтеровочной машины, v представляет собой скорость движения тележки синтеровочной машины, k6 представляет собой коэффициент рабочих условий, и k6 находится в диапазоне 0,1-0,3.where C is the concentration of combustible gas injected by the gas injection device, S 1 is the area of combustible gas injection, S 2 is the area of the sintering machine, a3 is the proportion of heat required to sinter the mixture of sintered materials in the middle layer, in the heat required for the total mixture of sintered materials in the sintering process, a4 is the proportion of heat required to sinter the mixture of sintered materials in the lower layer, in the heat required for the entire mixture of sintered materials during the sintering process, m is the capacity of the sintering machine, v is the speed of movement sintering machine cart, k6 is the operating condition coefficient, and k6 is in the range of 0.1-0.3.
В настоящей заявке, на стадии 5), устройство подачи пара представлено в секции впрыска пара синтеровочной машины. В секции впрыска пара, устройство впрыска пара впрыскивает пар на поверхность материала смеси спекаемых материалов, и пар втягивается в слои спекаемых материалов благодаря характеристикам сильной теплопередачи пара, и дополнительному использует тепло, накопленное в слоях спекаемых материалов, как тепло, дополнительное для завершения спекания смеси спекаемых материалов в нижнем слое, расположенном ниже спекания смеси материалов в среднем слое.In the present application, at step 5), the steam supply device is provided in the steam injection section of the sintering machine. In the steam injection section, the steam injection device injects steam onto the material surface of the sintered material mixture, and the steam is drawn into the sintered material layers due to the steam's strong heat transfer characteristics, and additionally uses the heat accumulated in the sintered material layers as additional heat to complete the sintering of the sintered material mixture. materials in the lower layer, located below the sintering of the mixture of materials in the middle layer.
В настоящем изобретении тепло, необходимое всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, составляет:In the present invention, the heat required by the entire mixture of sintered materials during the sintering process is:
, ,
где Qобщее представляет собой тепло, необходимое всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, d представляет собой средний размер частиц смеси спекаемых материалов, w1 представляет собой долю воды в смеси спекаемых материалов, w2 представляет собой долю плавня в смеси спекаемых материалов, w3 представляет собой долю зольной пыли в смеси спекаемых материалов, w4 представляет собой долю газовой золы в смеси спекаемых материалов, w5 представляет собой долю железорудного сырья в смеси спекаемых материалов, k7 представляет собой коэффициент рабочих условий, и k7 находится в диапазоне 0,1-0,5.where Q total is the heat required by the entire sinterable material mixture during the sintering process, d is the average particle size of the sinterable material mixture, w1 is the proportion of water in the sinterable material mixture, w2 is the proportion of flux in the sinterable material mixture, w3 is the fraction fly ash in the sintering material mixture, w4 is the proportion of gas ash in the sintering material mixture, w5 is the proportion of iron ore in the sintering material mixture, k7 is the operating condition coefficient, and k7 is in the range of 0.1-0.5.
В настоящей заявке, на стадии 1), после завершения распределения смеси спекаемых материалов, на поверхность материала смеси спекаемых материалов с интервалами в направлении движения тележки синтеровочной машины наносят множество канавок.In the present application, in step 1), after the distribution of the sintering material mixture is completed, a plurality of grooves are applied to the surface of the material of the sintering material mixture at intervals in the direction of travel of the sintering machine carriage.
Предпочтительно, на тележке синтеровочной машины, плоская поверхность материала и вогнутая поверхность материала, образованные после формирования канавок, расположены на одинаковом расстоянии или расположены с постепенно увеличивающимся или уменьшающимся интервалом расстояния от средней точки в направлении ширины поверхности материала смеси спекаемых материалов в качестве начала до обеих сторон. Предпочтительно, вогнутая поверхность материала имеет одну или несколько форм, выбранных из V-образной формы, полукруга и прямоугольника, предпочтительно, полукруга.Preferably, on the carriage of the sintering machine, the flat surface of the material and the concave surface of the material formed after the formation of the grooves are equally spaced or spaced at a gradually increasing or decreasing distance interval from the midpoint in the material surface width direction of the sintering material mixture as the beginning to both sides. . Preferably, the concave surface of the material has one or more shapes selected from a V-shape, a semi-circle and a rectangle, preferably a semi-circle.
Предпочтительно, стадия 2) дополнительно включает стадию визуального распознавания и наблюдения за поверхностью материала, и, в частности, после завершения зажигания и спекания, поверхность материала смеси спекаемых материалов фотографируют для получения изображения в режиме реального времени поверхности спеченного материала, и состояние зажигания соответствующего положения поверхности спеченного материала определяют путем извлечения характеристик изображения, чтобы получить онлайн-мониторинг состояния зажигания поверхности спеченного материала в режиме реального времени.Preferably, step 2) further includes the step of visually recognizing and observing the surface of the material, and in particular, after completion of ignition and sintering, the material surface of the mixture of sintered materials is photographed to obtain a real-time image of the surface of the sintered material, and the ignition state of the corresponding surface position sintered body is determined by extracting the characteristics of the image, to obtain online monitoring of the ignition state of the surface of the sintered body in real time.
Предпочтительно, стадия 6) дополнительно включает в себя стадию идентификации и контроля красного слоя поперечного сечения задней части машины, и, в частности, после завершения спекания отображается поперечное сечение задней части машины слоев спекаемых материалов, когда тележка синтеровочной машины переворачивается и разгружается, и общее состояние топлива в слоях спеченного материала определяется путем обработки изображений, чтобы провести онлайн-корректировку количества топлива в слоях спекаемых материалов в режиме реального времени.Preferably, step 6) further includes the step of identifying and monitoring the red layer of the cross-section of the rear of the machine, and in particular, after the completion of sintering, the cross-section of the rear of the machine of the layers of sintered materials is displayed when the sintering machine cart is turned over and unloaded, and the general condition fuel in the sintered material layers is determined by image processing in order to carry out an online correction of the amount of fuel in the sintered material layers in real time.
Процесс спекания является типовым режимом работы с отсосом воздуха. После зажигания слоев спекаемых материалов с образованием зоны горения определенной толщины на поверхности слоев материала под действием основного вытяжного вентилятора, слой горения постепенно смещается вниз до нижней части слоев материала. Наряду со смещением слоев спекаемых материалов сверху вниз, тепло также непрерывно мигрирует вниз от верхней части слоев материала. Фигура 2 представляет поперечное сечение слоев материала смеси спекаемых материалов. На фигуре 3 схематически показан тепловой анализ слоев материала смеси спекаемых материалов. На фигурах 2 и 3, для смеси спекаемых материалов в зоне горения глубиной h и толщиной B, тепло, необходимое для спекания, равно Q3, причем часть тепла приходится на тепло Q2, выделяющееся при сгорании твердого топлива в смеси спекаемых материалов, и другая часть тепла приходится на тепло Q1 нисходящей миграции верхних слоев материала (т. е. тепло, накопленное верхними слоями материала). А именно:The sintering process is a typical mode of operation with air suction. After ignition of the layers of sintered materials with the formation of a combustion zone of a certain thickness on the surface of the material layers under the action of the main exhaust fan, the combustion layer is gradually shifted down to the bottom of the material layers. Along with the displacement of the layers of sintered materials from top to bottom, heat also continuously migrates down from the top of the layers of material. Figure 2 is a cross-sectional view of the material layers of the mixture of sintered materials. Figure 3 schematically shows a thermal analysis of the material layers of a mixture of sintered materials. In figures 2 and 3, for a mixture of sintered materials in a combustion zone of depth h and thickness B, the heat required for sintering is equal to Q3, and part of the heat is heat Q2 released during the combustion of solid fuel in a mixture of sintered materials, and the other part of the heat falls on the heat Q1 of the downward migration of the upper layers of the material (i.e., the heat accumulated by the upper layers of the material). Namely:
Q3=Q1+Q2.Q 3 \u003d Q 1 + Q 2 .
Тепло Q1, передаваемое из зоны чистой руды в зону горения, пропорционально толщине h зоны чистой руды. А именно:The heat Q1 transferred from the pure ore zone to the combustion zone is proportional to the thickness h of the pure ore zone. Namely:
Q1=k × Q0 × ч.Q 1 \u003d k × Q 0 × h.
Получается, что тепло Q2 твердого топлива, которое необходимо получить в слоях материала смесь спекаемых материалов на глубине h составляет:It turns out that the heat Q 2 of solid fuel, which must be obtained in the material layers, the mixture of sintered materials at a depth h is:
Q2=Q3 - k×Q0 ×чQ 2 \u003d Q 3 - k × Q 0 × h
где Q3 представляет собой теоретическое тепло, требуемое слоями материала смеси спекаемых материалов на глубине h в процессе спекания, k представляет собой коэффициент теплопередачи, и Q0 представляет собой физическое тепло чистой руды на единицу толщины. Очевидно, что для слоев спекаемых материалов при одном и том же состоянии сырья, Q0, Q3 и k можно рассматривать как константы. Можно видеть, что количество твердого топлива, необходимое для слоев материала, обратно пропорционально глубине слоев материала. То есть, теория спекания показывает, что количество твердого топлива, необходимое для слоев спекаемых материалов постепенно уменьшается сверху вниз по высоте спекаемых материалов.where Q 3 is the theoretical heat required by the layers of material of the mixture of sintered materials at a depth h in the sintering process, k is the heat transfer coefficient, and Q 0 is the sensible heat of pure ore per unit thickness. Obviously, for layers of sintered materials with the same state of raw materials, Q 0 , Q 3 and k can be considered as constants. It can be seen that the amount of solid fuel required for the layers of material is inversely proportional to the depth of the layers of material. That is, the theory of sintering shows that the amount of solid fuel required for the layers of sintered materials gradually decreases from top to bottom along the height of sintered materials.
В существующем процессе спекания, твердое топливо и сырье для спекания распределены на тележке синтеровочной машины после равномерного перемешивания. Из-за разделения топлива в процессе распределения частицы топлива большого размера сегрегируют на дно слоев материала, что приводит к меньшему количеству твердого топлива в верхних слоях материала и большему количеству топлива в нижних слоях материала в реальных слоях материала. Это прямо противоположно топливу, требуемому в соответствии с теорией спекания, в которой больше топлива находится в верхних слоях материала и меньше топлива находится в нижних слоях материала.In the existing sintering process, solid fuel and sintering raw material are distributed on the car of the sintering machine after uniform mixing. Due to fuel separation during the distribution process, large fuel particles segregate to the bottom of the material layers, resulting in less solid fuel in the upper material layers and more fuel in the lower material layers in the actual material layers. This is in direct contrast to the fuel required by the sintering theory, in which more fuel is in the upper layers of the material and less fuel is in the lower layers of the material.
Чтобы разрешить противоречие между существующим режимом спекания и режимом подачи тепла и теорией спекания, настоящая заявка предлагает новую послойную модель подачи тепла в слои спекаемых материалов. В отличие от режима единственной подачи тепла, заключающегося в подаче тепла от твердого топлива, применяемого в существующей технологии спекания, в настоящей заявке все слои материала смеси спекаемых материалов разделены на множество единиц слоев в направлении глубины тележки синтеровочной машины. Например, слои спекаемых материалов делятся на смесь спекаемых материалов в поверхностном слое, смесь спекаемых материалов в верхнем среднем слое, смесь спекаемых материалов в среднем слое и смесь спекаемых материалов в нижнем слое сверху вниз. Согласно разным характеристикам каждого слоя смеси спекаемых материалов, настоящая заявка предлагает несколько различных комбинированных режимов подачи тепла, таких как газовое топливо+твердое топливо или запас тепла+твердое топливо для каждого слоя смеси спекаемых материалов, соответственно.In order to resolve the contradiction between the existing sintering mode and the heat supply mode and the theory of sintering, the present application proposes a new layer-by-layer model of heat supply to the layers of sintered materials. In contrast to the single heat mode, which consists in the supply of heat from a solid fuel used in the existing sintering technology, in the present application, all layers of the material of the mixture of sintered materials are divided into a plurality of layer units in the direction of the depth of the car of the sintering machine. For example, the sinterable material layers are divided into the sinterable material mixture in the surface layer, the sinterable material mixture in the upper middle layer, the sinterable material mixture in the middle layer, and the sinterable material mixture in the lower layer from top to bottom. According to the different characteristics of each layer of sinterable material mixture, the present application proposes several different combined heat supply modes such as gas fuel+solid fuel or heat storage+solid fuel for each layer of sinterable material mixture, respectively.
В соответствии с эффектом накопления тепла спекания, в процессе спекания с отводом воздуха, температура низкотемпературного воздуха, всасываемого с поверхности слоев материала, непрерывно повышается при нагреве верхнего горячего аглоспека. При достижении зоны горения с наибольшей температурой, температура образовавшегося отходящего газа является самой высокой. Во время непрерывного движения вниз происходит теплообмен между высокотемпературным отходящим газом и низкотемпературным спекающимся материалом, и тепло поглощается нижними слоями материала, так что материал в нижнем слое получает больше тепла, чем в верхнем слое. В настоящем изобретении, во-первых, доля твердого топлива в смеси спекаемых материалов уменьшается в процессе смешивания и распределения, так что все слои материала смеси спекающегося материала находятся в состоянии нехватки топлива. В это время, из явления накопления тепла видно, что чем ближе оно находится к слоям спекаемых материалов в поверхностном слое, тем больше степень потери тепла. Недостаточное количество топлива дополняется комбинированной подачей тепла, такой как впрыск горючего газа на поверхность, так что можно получить идеальное распределение сегрегации топлива с большим количеством топлива в верхнем, и меньшим количеством топлива в нижнем слое во всех слоях материала. В частности, для каждого слоя смеси спекаемых материалов, комбинированный способ подачи тепла, принятый в настоящем изобретении, заключается в следующем: для смеси спекаемых материалов в поверхностном слое при наибольшей потребности в тепле, мощное запальное устройство используют для восполнения тепла, то есть тепло, необходимое для спекания смеси материалов в поверхностном слое, получается за счет тепла, подаваемого запальным устройством, и тепла, подаваемого твердым топливом в смеси спекаемых материалов. Для смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое ниже смеси спекаемых материалов в поверхностном слое, устройство для накопления тепла с незначительно более низкой мощностью используют для дополнения тепла, то есть тепло, необходимое для спекания смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое, происходит от тепла, подаваемого устройством для накопления тепла, тепла, подаваемого твердым топливом в смеси спекаемых материалов, и запаса тепла в смеси спекаемых материалов в поверхностном слое. Для смеси спекаемых материалов в среднем слое ниже смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое, тепло подается за счет впрыска горючего газа через устройство впрыска газа и сжигания горючего газа в слоях материала. То есть, тепло, необходимое для смеси спекаемых материалов в среднем слое, образуется за счет тепла, выделяемого при сгорании впрыскиваемого горючего газа, тепла, выделяемого твердым топливом в смеси спекаемых материалов, и запаса тепла в смеси спекаемых материалов в поверхностном слое и/или смесью спекаемых материалов в верхнем среднем слое. Для смеси спекаемых материалов в нижнем слое ниже смеси спекаемых материалов в среднем слое, пар впрыскивается через устройство впрыска пара. Благодаря характеристикам сильной теплопередачи пара, пар передает запас тепла из смеси спекаемых материалов в поверхностном слое, смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое, смеси спекаемых материалов в среднем слое на тележке синтеровочной машины, в смесь спекаемых материалов в нижнем слое так, чтобы подать туда тепло. То есть, тепло, необходимое для смеси спекаемых материалов в нижнем слое, является запасом тепла в верхних слоях материала, переносимым паром, и теплом, подаваемым твердым топливом в смеси спекаемых материалов. По сравнению с существующей технологией спекания, настоящее изобретение направлено на различные требования к теплу в каждом слое материала смеси спекаемых материалов. Тепло подается через запальное устройство, устройство накопления тепла, впрыск газа и впрыск пара так, чтобы увеличить температуру спекания верхних слоев материала и уменьшить разницу температур между верхним и нижним слоями материала, продлить время выдержки при высокой температуре и одновременно снизить скорость охлаждения спекаемых материалов, тем самым улучшая условия рудообразования и кристаллизации спекаемых материалов в верхнем слое и, таким образом, эффективно решая проблему недостаточного тепла в верхнем слое при избыточном тепле в нижнем слое в слоях материала при традиционном спекании, что может обеспечить точную подачу тепла.According to the sintering heat accumulation effect, in the air exhaust sintering process, the temperature of the low-temperature air sucked from the surface of the material layers continuously rises when the upper hot sinter cake is heated. Upon reaching the combustion zone with the highest temperature, the temperature of the generated off-gas is the highest. During the continuous downward movement, heat exchange occurs between the high-temperature exhaust gas and the low-temperature sintering material, and heat is absorbed by the lower layers of the material, so that the material in the lower layer receives more heat than the upper layer. In the present invention, firstly, the proportion of solid fuel in the sintering material mixture is reduced in the mixing and spreading process, so that all material layers of the sintering material mixture are in a fuel-starved state. At this time, it can be seen from the phenomenon of heat accumulation that the closer it is to the layers of sintered materials in the surface layer, the greater the degree of heat loss. The insufficient amount of fuel is supplemented by a combined heat supply, such as injecting combustible gas to the surface, so that an ideal distribution of fuel segregation can be obtained with more fuel in the top, and less fuel in the bottom layer in all layers of the material. Specifically, for each layer of the sintered material mixture, the combined heat supply method adopted in the present invention is as follows: for the sintered material mixture in the surface layer when the heat demand is greatest, a powerful igniter is used to make up the heat, that is, the heat required for sintering a mixture of materials in the surface layer, is obtained due to the heat supplied by the ignition device and the heat supplied by the solid fuel in the mixture of sintered materials. For the sinterable material mixture in the upper middle layer below the sinterable material mixture in the surface layer, a slightly lower power heat storage device is used to supplement heat, that is, the heat required to sinter the sinterable material mixture in the upper middle layer comes from the heat supplied a device for accumulating heat, heat supplied by solid fuel in a mixture of sintered materials, and heat storage in a mixture of sintered materials in the surface layer. For the sinterable material mixture in the middle layer below the sinterable material mixture in the upper middle layer, heat is supplied by injecting combustible gas through the gas injection device and burning the combustible gas in the material layers. That is, the heat required for the sinterable material mixture in the middle layer is generated by the heat generated by the combustion of the injected combustible gas, the heat generated by the solid fuel in the sinterable material mixture, and the heat storage in the sinterable material mixture in the surface layer and/or mixture sintered materials in the upper middle layer. For the sinterable material mixture in the bottom layer below the sinterable material mixture in the middle layer, steam is injected through the steam injection device. Due to the strong heat transfer characteristics of the steam, the steam transfers the heat storage from the sintering material mixture in the surface layer, the sintering material mixture in the upper middle layer, the sintering material mixture in the middle layer on the sintering machine carriage, to the sintering material mixture in the lower layer, so as to supply heat thereto. . That is, the heat required for the sinterable material mixture in the bottom layer is the heat storage in the upper material layers carried by the steam and the heat supplied by the solid fuel in the sinterable material mixture. Compared with the existing sintering technology, the present invention aims at different heat requirements in each material layer of the mixture of sintered materials. Heat is supplied through the igniter, heat storage device, gas injection and steam injection so as to increase the sintering temperature of the upper layers of the material and reduce the temperature difference between the upper and lower layers of the material, prolong the holding time at high temperature, and at the same time reduce the cooling rate of the sintered materials, thus thereby improving the conditions of ore formation and crystallization of sintered materials in the upper layer, and thus effectively solving the problem of insufficient heat in the upper layer while excess heat in the lower layer in the material layers in conventional sintering, which can ensure accurate heat supply.
В настоящем изобретении, на стадии 1), железосодержащее сырье включает железорудное сырье, зольную пыль и газовую золу. Основываясь на практическом опыте, в смеси спекаемых материалов в поверхностном слое, смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое, смеси спекаемых материалов в среднем слое и смеси спекаемых материалов в нижнем слое, отношение распределения подачи тепла в каждом слое слоев материала следующее:In the present invention, in step 1), the iron-containing raw material includes iron ore raw material, fly ash and gas ash. Based on practical experience, in the sinterable material mixture in the surface layer, the sinterable material mixture in the upper middle layer, the sinterable material mixture in the middle layer, and the sinterable material mixture in the lower layer, the heat supply distribution ratio in each layer of material layers is as follows:
Доля тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в поверхностном слое, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания:The proportion of heat required for sintering a mixture of sintered materials in the surface layer in the heat required for the entire mixture of sintered materials during sintering:
. .
Доля тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания составляет:The proportion of heat required for sintering the mixture of sintered materials in the upper middle layer in the heat required for the entire mixture of sintered materials during sintering is:
а2=к2×а1 (2).a2=k2×a1 (2).
Доля тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в среднем слое, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания составляет:The proportion of heat required for sintering the mixture of sintered materials in the middle layer in the heat required for the entire mixture of sintered materials during sintering is:
а3 =к3×(а1+а2) (3).a3 =k3×(a1+a2) (3).
Доля тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в нижнем слое, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания составляет:The proportion of heat required for sintering the mixture of sintered materials in the lower layer in the heat required for the entire mixture of sintered materials during sintering is:
а4 =1-(а1+а2+а3) (4).a4 =1-(a1+a2+a3) (4).
где a1 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в поверхностном слое, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, a2 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, a3 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в среднем слое, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, a4 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в нижнем слое, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, d представляет собой средний размер частиц смеси спекаемых материалов, w1 представляет долю воды в смеси спекаемых материалов, w2 представляет собой долю плавня в смеси спекаемых материалов, w3 представляет собой долю зольной пыли в смеси спекаемых материалов, w4 представляет собой долю газовой золы в смеси спекаемых материалов, m представляет собой вместимость синтеровочной машины, v представляет собой скорость перемещения тележки для синтеровочной машины, k1, k2 и k3 представляют собой коэффициенты рабочих условий, где k1 находится в диапазоне 0,03-0,1, k2 находится в диапазоне 0,5-1 и k3 находится в диапазоне 0,2-0,5.where a1 is the proportion of heat required to sinter the mixture of sintered materials in the surface layer, in the heat required for the entire mixture of sintered materials during the sintering process, a2 is the proportion of heat required to sinter the mixture of sinterable materials in the upper middle layer, in heat, required for the entire mixture of sintered materials during the sintering process, a3 is the proportion of heat required for sintering the mixture of sintered materials in the middle layer in the heat required for the entire mixture of sintered materials during the sintering process, a4 is the fraction of heat required for sintering the mixture of sintered materials materials in the lower layer, in the heat required for the entire mixture of sintered materials during the sintering process, d is the average particle size of the mixture of sintered materials, w1 is the proportion of water in the mixture of sintered materials, w2 is the proportion of flux in the mixture of sintered materials, w3 is share of fly ash in the mixture of sintered materials , w4 is the proportion of gas ash in the mixture of sintered materials, m is the capacity of the sinterer, v is the travel speed of the car for the sinterer, k1, k2 and k3 are the operating conditions coefficients, where k1 is in the range of 0.03-0 ,1, k2 is in the range 0.5-1 and k3 is in the range 0.2-0.5.
Согласно уравнениям (1)-(4), путем замены таких параметров, как d для среднего размера частиц смеси спекаемых материалов, w1 для доли воды в смеси спекаемых материалов, w2 для доли плавня в смеси спекаемых материалов, w3 для доли зольной пыли в смеси спекаемых материалов, w4 для доли газовой золы в смеси спекаемых материалов, m для вместимости синтеровочной машины, v для скорости движения тележки синтеровочной машины, можно реализовать точный контроль подачи тепла в каждый слой слоев спекаемых материалов. Из уравнений (1)-(4) можно видеть, что среди тепла, необходимого для спекания всей смеси спекаемых материалов, доля тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в поверхностном слое, доля тепла, необходимая для спекания смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое, и доля тепла, необходимая для спекания смеси спекаемых материалов в среднем слое, пропорциональны d для среднего размера частиц смеси спекаемых материалов, w1 для доли воды в смеси спекаемых материалов, w2 для доли плавня в смеси спекаемых материалов и m для вместимости синтеровочной машины, и все обратно пропорциональны w3 для доли зольной пыли в смеси спекаемых материалов, w4 для доли газовой золы в смеси спекаемых материалов и v для скорости движения тележки синтеровочной машины. Кроме того, доля тепла, требуемого для спекания смеси спекаемых материалов в нижнем слое, обратно пропорциональна d для среднего размера частиц смеси спекаемых материалов, w1 для доли воды в смеси спекаемых материалов, w2 для доли плавня в смеси спекаемых материалов и m для вместимости синтеровочной машины, и пропорциональны w3 для доли зольной пыли в смеси спекаемых материалов, w4 для доли газовой золы в смеси спекаемых материалов и v для скорости движения тележки синтеровочной машины.According to equations (1)-(4), by replacing parameters such as d for the average particle size of the mixture of sintered materials, w1 for the proportion of water in the mixture of sintered materials, w2 for the proportion of flux in the mixture of sintered materials, w3 for the proportion of fly ash in the mixture sintering materials, w4 for the proportion of gas ash in the mixture of sintered materials, m for the capacity of the sintering machine, v for the speed of the carriage of the sintering machine, it is possible to realize precise control of the heat supply to each layer of the layers of sintered materials. From equations (1)-(4) it can be seen that among the heat required for sintering the entire mixture of sintered materials, the proportion of heat required for sintering the mixture of sintered materials in the surface layer, the proportion of heat required for sintering the mixture of sintered materials in the upper middle layer , and the proportion of heat required to sinter the mixture of sintered materials in the middle layer are proportional to d for the average particle size of the mixture of sintered materials, w1 for the proportion of water in the mixture of sintered materials, w2 for the proportion of flux in the mixture of sintered materials and m for the capacity of the sintering machine, and all are inversely proportional to w3 for the proportion of fly ash in the mixture of sintered materials, w4 for the proportion of gaseous ash in the mixture of sintered materials, and v for the speed of the sintering machine cart. In addition, the proportion of heat required to sinter the mixture of sintered materials in the lower layer is inversely proportional to d for the average particle size of the mixture of sintered materials, w1 for the proportion of water in the mixture of sintered materials, w2 for the proportion of flux in the mixture of sintered materials and m for the capacity of the sintering machine , and are proportional to w3 for the proportion of fly ash in the mixture of sintered materials, w4 for the proportion of gas ash in the mixture of sintered materials, and v for the speed of the sintering machine cart.
В настоящем изобретении, тепло, необходимое всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, составляет:In the present invention, the heat required by the entire mixture of sintered materials during the sintering process is:
, ,
где Qобщее представляет собой тепло, необходимое всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, d представляет собой средний размер частиц смеси спекаемых материалов, w1 представляет долю воды в смеси спекаемых материалов, w2 представляет долю плавня в смеси спекаемых материалов, w3 представляет собой долю зольной пыли в смеси спекаемых материалов, w4 представляет собой долю газовой золы в смеси спекаемых материалов, w5 представляет собой долю железорудного сырья в смеси спекаемых материалов, k7 представляет собой коэффициент рабочих условий, и k7 находится в диапазоне 0,1-0,5.where Qtotal is the heat required by the entire sinterable material mixture during the sintering process, d is the average particle size of the sinterable material mixture, w1 is the water fraction of the sinterable material mixture, w2 is the flux fraction of the sinterable material mixture, w3 is the fly ash fraction in the mixture of sintered materials, w4 is the proportion of gas ash in the mixture of sintered materials, w5 is the proportion of iron ore raw materials in the mixture of sintered materials, k7 is the operating condition coefficient, and k7 is in the range of 0.1-0.5.
Согласно уравнению (8), путем замены таких параметров, как d для среднего размера частиц смеси спекаемых материалов, w1 для доли воды в смеси спекаемых материалов, w2 для доли плавня в смеси спекаемых материалов, w3 для доли зольной пыли в смеси спекаемых материалов, w4 для доли газовой золы в смеси спекаемых материалов и w5 для доли железорудного сырья в смеси спекаемых материалов, можно рассчитать тепло, необходимое для всей смеси спекаемых материалов в целом процессе спекания. Из уравнения (8) видно, что тепло, необходимое всей смеси спекаемых материалов во всем процессе спекания, пропорционально w1 для доли воды в смеси спекаемых материалов, w2 для доли плавня в смеси спекаемых материалов и w5 для доли железорудного сырья в смеси спекаемых материалов и обратно пропорционально w3 для доли зольной пыли в смеси спекаемых материалов, w4 для доли газовой золы в смеси спекаемых материалов и d для среднего размера частиц смеси спекаемых материалов. Объединяя уравнения (1)-(4) с уравнением (8), тепло, необходимое для спекания смеси спекаемых материалов в поверхностном слое, тепло, необходимое для спекания смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое, тепло, необходимое для спекания смеси спекаемых материалов в среднем слое, и тепло, необходимое для спекания смеси спекаемых материалов в нижнем слое, может быть получено, соответственно, таким образом, чтобы добиться точного контроля подачи тепла к каждому слою слоев спекаемых материалов.According to equation (8), by replacing parameters such as d for the average particle size of the mixture of sintered materials, w1 for the proportion of water in the mixture of sintered materials, w2 for the proportion of flux in the mixture of sintered materials, w3 for the proportion of fly ash in the mixture of sintered materials, w4 for the proportion of gas ash in the mixture of sintered materials and w5 for the proportion of iron ore in the mixture of sintered materials, it is possible to calculate the heat required for the entire mixture of sintered materials in the entire sintering process. It can be seen from equation (8) that the heat required by the entire mixture of sintered materials in the entire sintering process is proportional to w1 for the proportion of water in the mixture of sintered materials, w2 for the proportion of flux in the mixture of sintered materials and w5 for the proportion of iron ore raw materials in the mixture of sintered materials and vice versa proportional to w3 for the proportion of fly ash in the mixture of sintered materials, w4 for the proportion of gaseous ash in the mixture of sintered materials, and d for the average particle size of the mixture of sintered materials. Combining Equations (1)-(4) with Equation (8), the heat required to sinter the sinterable material mixture in the surface layer, the heat required to sinter the sinterable material mixture in the upper middle layer, the heat required to sinter the sinterable material mixture on average layer, and the heat required for sintering the mixture of sintered materials in the lower layer can be obtained, respectively, so as to achieve precise control of the heat supply to each layer of layers of sintered materials.
Более предпочтительно, в настоящем изобретении, из тепла для спекания смеси спекаемых материалов в поверхностном слое, тепло, подаваемое запальным устройством, составляет 10%-30%, тепло, подаваемое твердым топливом в смеси спекаемых материалов, составляет 70%-90%. Из тепла для спекания смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое, тепло, подаваемое устройством накопления тепла, составляет 5%-30%, тепло, подаваемое твердым топливом в смесь спекаемых материалов, составляет 50%-90%, тепло, подаваемое запасом тепла смесью спекаемых материалов в поверхностном слое, составляет 5%-20%. Из тепла для спекания смеси спекаемых материалов в среднем слое, тепло, подаваемое при сжигании впрыскиваемого горючего газа составляет 5-70%, тепло, подаваемое твердым топливом в смеси спекаемых материалов, составляет 10-70%, тепло, подаваемое запасом тепла смесью спекаемых материалов в поверхностном слое и/или смесью спекаемых материалов в верхнем среднем слое, составляет 5%-20%. Из тепла для спекания смеси спекаемых материалов в нижнем слое, тепло, подаваемое запасом тепла, переносимым паром, составляет 20%-45%, и тепло, подаваемое твердым топливом в смеси спекаемых материалов, составляет 55%-80%.More preferably, in the present invention, from the heat for sintering the sintering material mixture in the surface layer, the heat supplied by the ignition device is 10%-30%, the heat supplied by the solid fuel in the sintering material mixture is 70%-90%. From the heat for sintering the mixture of sintered materials in the upper middle layer, the heat supplied by the heat storage device is 5%-30%, the heat supplied by the solid fuel to the mixture of sintered materials is 50%-90%, the heat supplied by the heat reserve of the mixture of sintered materials in the surface layer is 5%-20%. Of the heat for sintering the sintering material mixture in the middle layer, the heat supplied by burning the injected combustible gas is 5-70%, the heat supplied by the solid fuel in the sintering material mixture is 10-70%, the heat supplied by the heat supply of the sintering material mixture in the surface layer and/or a mixture of sintered materials in the upper middle layer is 5%-20%. Of the heat for sintering the sinterable material mixture in the bottom layer, the heat supplied by the heat storage carried by steam is 20%-45%, and the heat supplied by the solid fuel in the sinterable material mixture is 55%-80%.
Основываясь на вышеприведенной послойной модели подачи тепла в слои материала, в настоящей заявке, в направлении движения тележки синтеровочной машины последовательно предусмотрены секция зажигания, секция накопления тепла, секция впрыска горючего газа и секция впрыска пара в синтеровочной машине. В соответствии с вышеописанной послойной комбинированной подачей тепла в слои материала смеси спекаемых материалов, доля длины секции зажигания, длины секции накопления тепла, длины секции впрыска горючего газа и длины секции впрыска пара составляют 5% - 12%, 10% - 50%, 15% - 75% и 10% - 70% от общей длины синтеровочной машины, соответственно, например, длина секции зажигания, длина секции накопления тепла, длина секции впрыска горючего газа длина секции впрыска пара составляет 10%, 15%, 35% и 40% от общей длины синтеровочной машины, соответственно. Благодаря точной подаче тепла в соответствующие слои спекаемых материалов (то есть, смесь спекаемых материалов в поверхностном слое, смесь спекаемых материалов в верхнем среднем слое, смесь спекаемых материалов в среднем слое и смесь спекаемых материалов в нижнем слое), в секции зажигания, секции накопления тепла, секции впрыска горючего газа и секции впрыска пара, проблема недостаточного тепла в верхнем слое и избыточного тепла в нижнем слое при традиционном спекании может быть эффективно решена. С точки зрения подачи тепла, идеальное состояние сегрегации аглотоплива с большим количеством топлива в верхней части и меньшим в нижней, достигается так, чтобы режим подачи тепла для спекания соответствовал теоретической модели потребности в тепле для спекания, чтобы была реализована цель снижения расхода твердого топлива, общего потребления тепла и выбросов загрязняющих веществ в процессе спекания. Точная подача тепла делает распределение температуры в слоях спекаемых материалов равномерным, тем самым значительно улучшая качество спекания и реализуя зеленое, теплосбалансированное и низкоуглеродное спекание в прямом смысле.Based on the above layered model of heat supply to material layers, in the present application, in the direction of travel of the sintering machine cart, an ignition section, a heat storage section, a combustible gas injection section, and a steam injection section in the sintering machine are sequentially provided. In accordance with the above-described layer-by-layer combined heat supply to the material layers of the mixture of sintered materials, the proportion of the length of the ignition section, the length of the heat storage section, the length of the combustible gas injection section and the length of the steam injection section are 5% - 12%, 10% - 50%, 15% - 75% and 10% - 70% of the total length of the sintering machine, respectively, for example, the length of the ignition section, the length of the heat storage section, the length of the combustible gas injection section, the length of the steam injection section is 10%, 15%, 35% and 40% of the total length of the sintering machine, respectively. By accurately applying heat to the respective sintering material layers (i.e., sintering material mixture in the surface layer, sintering material mixture in the upper middle layer, sintering material mixture in the middle layer, and sintering material mixture in the lower layer), in the ignition section, the heat storage section , combustible gas injection section and steam injection section, the problem of insufficient heat in the upper layer and excess heat in the lower layer in conventional sintering can be effectively solved. From the point of view of heat supply, the ideal segregation state of sinter fuel with more fuel at the top and less at the bottom is achieved so that the sintering heat supply mode matches the theoretical sintering heat demand model, so that the goal of reducing the consumption of solid fuel, the total heat consumption and pollutant emissions during the sintering process. Accurate heat supply makes the temperature distribution in the layers of sintered materials uniform, thereby greatly improving the quality of sintering and realizing green, heat-balanced and low-carbon sintering in the truest sense.
В настоящем изобретении, способ спекания в основном включает такие процессы, как смешивание и распределение, зажигание и спекание, накопление тепла и подача тепла, впрыск горючего газа, впрыск пара и завершение спекания Процесс смешивания и распределения относится к смешиванию сырьевых материалов для спекания, таких как концентрированный рудный порошок, бентонит, негашеная известь, а также возвратная руда, с твердым топливом, таким как кокс, в определенной пропорции, чтобы образовать слои сырья для спекания определенной толщины (например, 400-1500 мм) и с хорошей воздухопроницаемостью. В настоящем документе, доля твердого топлива, такого как кокс, в смеси спекаемых материалов определяется в соответствии со следующими принципами: теплота, выделяемая при сгорании всех видов твердого топлива в смеси спекаемых материалов, составляет от 50% до 90% тепла, необходимого для процесса спекания (предпочтительно, от 60% до 90%); то есть, без использования других средств подачи тепла в процессе спекания, слои спекаемых материалов после смешивания и распределения находятся в условиях значительной нехватки топлива. Поэтому, по сравнению с существующей технологией спекания, настоящее изобретение снижает долю твердого топлива в смеси спекаемых материалов. В настоящем изобретении, массовая доля твердого топлива в общей смеси спекаемых материалов составляет 0,2-2,5%, предпочтительно, 0,3%-2%, более предпочтительно, 0,4%-1,5%, еще более предпочтительно, 0,5%-1%, так что все слои спекаемых материалов находятся в состоянии нехватки топлива Это видно из явления накопления тепла, в момент времени, чем ближе слой спекаемых материалов к поверхностному слою, тем больше степень потери тепла. При недостаточном количестве топлива, каждый слой слоев спекаемых материалов получает тепло от запального устройства, устройства накопления тепла, устройства впрыска горючего газа и устройства впрыска пара в последующие процессы, так что можно получить идеальное распределение сегрегации топлива с большим количеством топлива в верхних, и меньшим количеством топлива в нижних слоях всего материала.In the present invention, the sintering method mainly includes processes such as mixing and spreading, ignition and sintering, heat storage and heat supply, fuel gas injection, steam injection, and sintering completion. The mixing and spreading process refers to the mixing of sintering raw materials such as concentrated ore powder, bentonite, quicklime, as well as return ore, with solid fuel such as coke in a certain proportion to form layers of sintering raw materials of a certain thickness (for example, 400-1500mm) and with good air permeability. In this document, the proportion of solid fuels such as coke in the sintered material mixture is determined according to the following principles: the heat released by the combustion of all solid fuels in the sintered material mixture is between 50% and 90% of the heat required for the sintering process (preferably from 60% to 90%); that is, without the use of other means of supplying heat in the sintering process, the layers of sintered materials after mixing and spreading are in a condition of a significant lack of fuel. Therefore, compared with the existing sintering technology, the present invention reduces the proportion of solid fuel in the mixture of sintered materials. In the present invention, the mass fraction of solid fuel in the total mixture of sintered materials is 0.2-2.5%, preferably 0.3%-2%, more preferably 0.4%-1.5%, even more preferably, 0.5%-1%, so that all the sintered material layers are in a state of fuel shortage. It can be seen from the heat accumulation phenomenon, at the point in time, the closer the sintered material layer is to the surface layer, the greater the degree of heat loss. When there is not enough fuel, each layer of sintered material layers receives heat from the igniter, heat storage device, combustible gas injection device and steam injection device in subsequent processes, so that an ideal fuel segregation distribution can be obtained with more fuel at the top, and less fuel in the lower layers of the entire material.
После завершения смешивания и распределения наступает процесс зажигания и спекания. Процесс зажигания и спекания осуществляется запальным устройством. В настоящем изобретении, секция зажигания расположена выше синтеровочной машины, и в секции зажигания предусмотрено запальное устройство. После завершения смешивания и распределения, запальное устройство воспламеняет твердое топливо, такое как кокс, в поверхностном слое слоев сырья для спекания, образованные перемешиванием и распределением, образуя зону горения определенной толщины (например, 15-25 мм) в поверхностном слое слоев сырья, и в то же время на поверхность слоев спекаемых материалов непрерывно подается тепло (2-3 минуты) за счет использования высокотемпературного отходящего газа, образуемого запальным устройством, чтобы дополнить недостаточную теплоту смеси спекаемых материалов в поверхностном слое из-за недостаточного количества твердого топлива в течение процесса спекания Твердое топливо в зоне сгорания сгорает и выделяет тепло, так что смеси спекаемых материалов, такие как железосодержащее сырье в окружающей среде, нагреваются для повышения их температуры выше температуры спекания (около 1250°C) для завершения процесса плавления. В настоящем изобретении, состояние зажигания на поверхности спекаемых материалов напрямую влияет на воздухопроницаемость на поверхности материала и качество руды в поверхностном слое, и, таким образом, влияет на эффект спекания в послойной комбинированной модели подача тепла, предлагаемой настоящим изобретением. Поэтому настоящее изобретение предлагает запальное устройство, показанное на ФИГ.7, для реализации высокоэффективного зажигания поверхности спекаемых материалов и одновременно, дополнительного нагрева смеси спекаемых материалов в поверхностном слое. Запальное устройство по настоящему изобретению включает в себя огнеупорную стенку печи, расположенную на тележке синтеровочной машины, и запальное сопло, расположенное на огнеупорной стенке печи. Запальные сопла расположены ровными рядами по ходу движения тележки синтеровочной машины, и запальные сопла расположены под наклоном друг напротив друга наверху огнеупорной стенки печи. Проекции отверстий сопел на переднем конце противоположно расположенных запальных сопел перекрываются на поверхности спекаемых материалов вдоль наклонного направления расположенных запальных сопел. Углы наклона запальных сопел в одном ряду одинаковы, и углы наклона запальных в двух противоположно расположенных запальные соплах тоже одинаковые. При этом следует понимать, что отверстия сопел на переднем конце запальных форсунок относятся к отверстиям сопел запальных сопел, и «передний конец» относится к концу, на котором запальное сопло соединено с огнеупорной стенкой печи. Угол наклона запального сопла относится к углу, образованному запальным соплом и плоскостью, на которой расположен верх огнеупорной стенки печи. Выше синтеровочной машины относится к стороне синтеровочной машины рядом с положением для подачи и распределения.After the mixing and distribution is completed, the ignition and sintering process begins. The process of ignition and sintering is carried out by an ignition device. In the present invention, the ignition section is located above the sintering machine, and an ignition device is provided in the ignition section. After mixing and distribution is completed, the ignition device ignites solid fuel such as coke in the surface layer of the sintering raw material layers formed by mixing and distribution, forming a combustion zone of a certain thickness (for example, 15-25 mm) in the surface layer of the raw material layers, and in At the same time, heat is continuously supplied to the surface of the sintered material layers (2-3 minutes) by using the high-temperature exhaust gas generated by the ignition device to supplement the insufficient heat of the mixture of sintered materials in the surface layer due to insufficient amount of solid fuel during the sintering process. the fuel in the combustion zone is combusted and generates heat, so that mixtures of sintered materials, such as iron-bearing raw materials in the environment, are heated to raise their temperature above the sintering temperature (about 1250°C) to complete the melting process. In the present invention, the ignition state at the surface of the sintered materials directly affects the air permeability at the surface of the material and the quality of the ore in the surface layer, and thus affects the sintering effect in the layered combined heat supply model of the present invention. Therefore, the present invention proposes an ignition device shown in FIG. 7 for realizing highly efficient ignition of the surface of sintered materials and, at the same time, additional heating of the mixture of sintered materials in the surface layer. The ignition device of the present invention includes a refractory wall of the furnace located on the cart of the sintering machine and an ignition nozzle located on the refractory wall of the furnace. The ignition nozzles are arranged in even rows in the direction of travel of the sintering machine carriage, and the ignition nozzles are arranged obliquely opposite each other on top of the refractory wall of the furnace. The projections of the nozzle holes at the front end of the oppositely located ignition nozzles overlap on the surface of the sintered materials along the oblique direction of the located ignition nozzles. The inclination angles of the ignition nozzles in one row are the same, and the inclination angles of the ignition nozzles in two oppositely located ignition nozzles are also the same. It should be understood that the nozzle openings at the front end of the ignition nozzles refer to the nozzle openings of the ignition nozzles, and "front end" refers to the end at which the ignition nozzle is connected to the refractory wall of the furnace. The angle of inclination of the ignition nozzle refers to the angle formed by the ignition nozzle and the plane on which the top of the refractory wall of the furnace is located. Above sintering machine refers to the side of the sintering machine next to the feeding and dispensing position.
Поддерживающий горение воздушный трубопровод и трубопровод для горючего газа дополнительно соединены с запальным соплом. Во время зажигания, горючий газ и воздух поступают в запальное сопло из трубопровода для горючего газа и поддерживающего горение воздушного трубопровода, соответственно. Горючий газ и воздух смешиваются, впрыскиваются и сжигаются в печи, окруженной огнеупорной стенкой печи, с образованием высокотемпературного газового пламени. Поскольку запальные сопла по настоящему изобретению расположены вышеупомянутым особым образом, пламя, образованное двумя противоположными рядами запальных сопел, встречается на поверхности спекаемых материалов, образуя высокотемпературную зону зажигания определенной ширины, перпендикулярную направлению движения тележки синтеровочной машины. Проходя через высокотемпературную зона зажигания, твердое топливо на поверхности слоев спекаемых материалов воспламеняется, образуя зону зажигания определенной глубины, тем самым завершая зажигание поверхности спекаемых материалов. При этом высокотемпературный отходящий газ в устройстве зажигания втягивается в слои спекаемых материалов для дополнительного нагрева смеси спекаемых материалов в поверхностном слое. Также, поскольку запальные сопла по настоящему изобретению расположены вышеупомянутым особым образом, пламя, образованное двумя противоположными рядами запальных сопел, встречается на поверхности смеси спекаемых материалов, то есть расположенные противоположно запальные сопла действуют в одном положении так, что запальное устройство или способ зажигания делают область зажигания в настоящем изобретении более глубокой и обеспечивают лучший эффект зажигания. То есть, новое расположение запального устройства по настоящему изобретению может в большей степени компенсировать недостаток тепла в секции зажигания из-за недостаточного количества твердого топлива. Запальное устройство по настоящему изобретению может удовлетворить максимальную потребность в тепле смеси спекаемых материалов в поверхностном слое и дать дополнительное тепло смеси спекаемых материалов в поверхностном слое, когда твердое топливо в смеси спекаемых материалов обеспечивает тепло.The combustion air pipeline and the combustible gas pipeline are additionally connected to the ignition nozzle. During ignition, combustible gas and air enter the ignition nozzle from the combustible gas pipeline and combustion air pipeline, respectively. Combustible gas and air are mixed, injected and combusted in a furnace surrounded by a refractory furnace wall to form a high temperature gas flame. Since the ignition nozzles of the present invention are arranged in the above-mentioned special manner, the flame formed by the two opposite rows of ignition nozzles meets on the surface of the materials to be sintered, forming a high-temperature ignition zone of a certain width perpendicular to the direction of movement of the sintering machine carriage. Passing through the high-temperature ignition zone, the solid fuel on the surface of the layers of sintered materials ignites, forming an ignition zone of a certain depth, thereby completing the ignition of the surface of the sintered materials. In this case, the high-temperature exhaust gas in the ignition device is drawn into the layers of sintered materials for additional heating of the mixture of sintered materials in the surface layer. Also, since the ignition nozzles of the present invention are arranged in the aforementioned special manner, the flame formed by the two opposite rows of ignition nozzles occurs on the surface of the mixture of sintered materials, that is, the opposite ignition nozzles act at the same position so that the ignition device or the ignition method makes the ignition area in the present invention deeper and provide a better ignition effect. That is, the new arrangement of the ignition device of the present invention can more compensate for the lack of heat in the ignition section due to insufficient amount of solid fuel. The firing device of the present invention can satisfy the maximum heat demand of the sinterable material mixture in the surface layer and provide additional heat to the sinterable material mixture in the surface layer when the solid fuel in the sinterable material mixture provides heat.
В качестве предпочтительного решения, запальные сопла расположены в шахматном порядке на верхней части огнеупорной стенки печи. Каждое запальное сопло в заднем ряду расположено в соответствии с зазором между двумя соседними запальными соплами в переднем ряду Такое шахматное расположение переднего и заднего рядов запальных сопел обеспечивает равномерное расположение запальных сопел слева направо в направлении, перпендикулярном направлению движения тележки синтеровочной машины, чтобы обеспечить равномерное зажигание всей поверхности спекаемого материала и избежать возникновения ситуации неудачного зажигание или перезажигание на локальной поверхности спекаемых материалов.As a preferred solution, the ignition nozzles are staggered on top of the refractory wall of the furnace. Each firing nozzle in the back row is aligned with the gap between two adjacent firing nozzles in the front row. the surface of the sintered material and avoid the occurrence of a situation of unsuccessful ignition or re-ignition on the local surface of the sintered materials.
Согласно практическому опыту, основанному на определенной пропорции подачи тепла к каждому слою слоев спекаемых материалов по настоящему изобретению, в запальном устройстве для подачи тепла к смеси спекаемых материалов в поверхностном слое, глубина зажигания De и доля тепла, необходимого для спекания вышеупомянутой смеси спекаемых материалов в поверхностном слое a1, имеет определенное соотношение, а именно:According to practical experience, based on a certain proportion of heat supply to each layer of sintering material layers of the present invention, in an ignition device for supplying heat to a mixture of sinterable materials in the surface layer, the ignition depth De and the proportion of heat required to sinter the above mixture of sinterable materials in the surface layer layer a1 has a certain relation, namely:
. .
После завершения зажигания и спекания, наступает процесс накопления тепла и подачи тепла, который осуществляется устройством накопления тепла. В настоящем изобретении, секция накопления тепла расположена ниже секции зажигания, и секция накопления тепла снабжена устройством накопления тепла. В секции накопления тепла, устройство накопления тепла последовательно впрыскивает высокотемпературный газ с пониженной температурой на поверхность спеченного материала после зажигания и спекания в направлении движения тележки синтеровочной машины. В то же время, меры по накоплению тепла, такие как стена для накопления тепла, используют для снижения скорости охлаждения аглоруды в поверхностном слое и улучшения качества аглоруды в поверхностном слое, с одной стороны; и с другой стороны, непрерывного обеспечивания дополнительным теплом смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое, расположенном под смесью спекаемых материалов в поверхностном слое с использованием впрыснутого высокотемпературного газа в качестве носителя для восполнения недостаточного тепла для процесса спекания ниже смеси спекаемых материалов в поверхностном слое из-за недостаточного количества твердого топлива. Согласно эффекту накопления тепла спекания, накопление тепла происходит из горячей спеченной лепешки, и чем толще слои материала, тем сильнее эффект накопления тепла. То есть, смесь спекаемых материалов в нижнем слое может получить больше тепла, чем в верхнем слое. Поэтому по направлению высоты слоев материала смеси спекаемых материалов, чем ниже слой материала, тем меньше требуется подача дополнительного тепла. Соответственно, в настоящем изобретении, в направлении движения тележки синтеровочной машины на поверхность спекаемого материала впрыскивается высокотемпературный газ с пониженной температурой. То есть, в соответствии с различными потребностями в тепле разных положений впрыска, может быть реализована точная дополнительная подача тепла, и затем может быть реализована ступенчатая дополнительная подача тепла к смеси спекаемых материалов в верхних средних слоях. В настоящем документе, впрыскиваемый высокотемпературный газ, особо не ограничен, если он может обеспечивать дополнительное тепло слоям спекаемых материалов, например, отходящий при спекании газ или исходящий газ кольцевого охладителя.After the completion of ignition and sintering, the process of heat accumulation and heat supply begins, which is carried out by the heat storage device. In the present invention, the heat storage section is located below the ignition section, and the heat storage section is provided with a heat storage device. In the heat storage section, the heat storage device successively injects low temperature high temperature gas onto the surface of the sintered body after ignition and sintering in the direction of travel of the sintering machine carriage. At the same time, heat storage measures such as a heat storage wall are used to reduce the cooling rate of the surface layer sinter ore and improve the quality of the surface layer sinter ore on the one hand; and on the other hand, continuously providing additional heat to the sinterable material mixture in the upper middle layer located below the sinterable material mixture in the surface layer using the injected high temperature gas as a carrier to make up for the insufficient heat for the sintering process below the sinterable material mixture in the surface layer due to insufficient amount of solid fuel. According to the sintering heat storage effect, heat storage occurs from the hot sintered cake, and the thicker the material layers, the stronger the heat storage effect. That is, the mixture of sintered materials in the lower layer can receive more heat than in the upper layer. Therefore, in the direction of the height of the material layers of the sintered material mixture, the lower the material layer, the less additional heat is required. Accordingly, in the present invention, in the direction of travel of the car of the sintering machine, a low temperature high temperature gas is injected onto the surface of the material to be sintered. That is, according to different heat requirements of different injection positions, accurate supplementary heat can be realized, and then stepwise supplemental heat can be realized to the sinter material mixture in the upper middle layers. Herein, the injected high temperature gas is not particularly limited as long as it can provide additional heat to the layers of sintered materials, such as sintering off gas or annular cooler off gas.
Согласно практическому опыту, основанному на определенной пропорции подачи тепла к каждому слою слоев спекаемых материалов по настоящему изобретению, для устройства накопления тепла для подачи тепла к смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое, обеспечивается тепло Q и доля тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое a2, имеющие определенное отношение, а именно: According to practical experience, based on a certain proportion of heat supply to each layer of sintered material layers of the present invention, for a heat storage device for supplying heat to a mixture of sintered materials in the upper middle layer, the heat Q and the proportion of heat necessary for sintering the mixture of sintered materials in upper middle layer a2, having a certain relationship, namely:
. .
После процесса накопления тепла и подачи тепла следует процесс впрыска горючего газа, и процесс впрыска горючего газа осуществляется устройством впрыска горючего газа. В настоящем изобретении, секция впрыска горючего газа расположена ниже секции накопления тепла, и секция впрыска горючего газа снабжена устройством впрыска горючего газа. В секции впрыска горючего газа, после того как температура аглоруды в поверхностном слое охлаждается ниже температуры зажигания горючего газа, устройство впрыска горючего газа впрыскивает горючий газ определенной концентрации на поверхность материала. Горючий газ проходит через слой чистой руды и достигает зоны горения в середине слоев материала. Горючий газ сгорает и выделяет тепло в зоне горения. Процесс спекания горючего газа и смеси спекаемых материалов в твердом топливе выделяют тепло. Тепло выделяется за счет сжигания газового топлива, чтобы восполнить недостаток тепла в процессе спекания смеси спекаемых материалов в среднем слое из-за недостаточного количества твердого топлива. В качестве предпочтительного решения, в настоящем изобретении предусмотрены многосекционные зоны впрыска горючего газа в секции впрыска горючего газа. Количество горючего газа, впрыскиваемого устройством впрыска газа в каждую зону впрыска горючего газа, регулируют для достижения распределения сегрегации горючего газа, при котором горючий газ постепенно уменьшается в направлении движения тележки синтеровочной машины так, что тепло, поступающее в слои спекаемых материалов, распределяется с получением большего количества топлива в верхнем слое и меньшего количества топлива в нижнем, и, таким образом, получается постепенная подача дополнительного тепла к смеси спекаемых материалов в среднем слое.After the heat storage and heat supply process, the combustible gas injection process follows, and the combustible gas injection process is carried out by the combustible gas injection device. In the present invention, the combustible gas injection section is located below the heat storage section, and the combustible gas injection section is provided with a combustible gas injection device. In the combustible gas injection section, after the temperature of the sinter ore in the surface layer is cooled below the ignition temperature of the combustible gas, the combustible gas injection device injects a combustible gas of a certain concentration onto the surface of the material. The combustible gas passes through the pure ore layer and reaches the combustion zone in the middle of the material layers. Combustible gas burns and releases heat in the combustion zone. The process of sintering combustible gas and a mixture of sintered materials in solid fuels generate heat. Heat is released by burning gas fuel to make up for the lack of heat in the sintering process of the mixture of sintered materials in the middle layer due to insufficient amount of solid fuel. As a preferred solution, the present invention provides multiple combustible gas injection zones in the combustible gas injection section. The amount of combustible gas injected by the gas injection device into each combustible gas injection zone is adjusted to achieve a combustible gas segregation distribution, in which the combustible gas is gradually reduced in the direction of movement of the sintering machine carriage, so that the heat entering the layers of sintered materials is distributed to obtain more amount of fuel in the upper layer and less fuel in the lower layer, and thus a gradual supply of additional heat to the mixture of sintered materials in the middle layer is obtained.
Согласно практическому опыту, исходя из конкретной пропорции подачи тепла к каждому слою слоев спекаемых материалов по настоящему изобретению, для устройства впрыска горючего газа для подачи тепла к смеси спекаемых материалов в среднем слое концентрация впрыскиваемого горючего газа C и доля тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в среднем слое a3 имеют определенное отношение, а именно:According to practical experience, based on the specific proportion of heat supply to each layer of the layers of sintered materials of the present invention, for the combustible gas injection device for supplying heat to the mixture of sintered materials in the middle layer, the concentration of injected combustible gas C and the proportion of heat required to sinter the mixture of sintered materials in the middle layer a3 have a certain relationship, namely:
. .
После процесса впрыска горючего газа следует процесс впрыска пара, и процесс впрыска пара осуществляется устройством впрыска пара. В настоящем изобретении, секция впрыска пара расположена ниже секции впрыска горючего газа, и секция впрыска пара снабжена устройством для впрыска пара. В изобретении, используя характеристику удельной теплоемкости пара больше, чем у воздуха, эффект теплопередачи между слоями материала и газом усиливается, и миграция тепла чистой руды в верхнем среднем слое к сырью в нижнем слое завершается. При сильных теплопередающих характеристиках пара, недостаточное количество тепла в процессе спекания в нижней части, вызванное недостаточным количеством твердого топлива, дополняется запасом тепла спекаемым материалом, тем самым завершая подачу тепла и спекание смеси спекаемых материалов в нижнем слое. Кроме того, в настоящем изобретении вводится процесс впрыска пара. В дополнение к высокой удельной теплоемкости пара и хорошему эффекту теплопередачи, впрыск пара имеет некоторые другие полезные эффекты. Например, реакция диспропорционирования между водяным паром и частицами твердого топлива может улучшить условия сгорания твердого топлива в слоях спекаемого материала, тем самым увеличивая степень полного сгорания твердого топлива. Кроме того, водяной пар может также препятствовать образованию загрязняющих веществ, таких как диоксины, в процессе спекания.The combustible gas injection process is followed by a vapor injection process, and the vapor injection process is carried out by the vapor injection device. In the present invention, the vapor injection section is located below the combustible gas injection section, and the vapor injection section is provided with a vapor injection device. In the invention, by using the specific heat characteristic of steam greater than that of air, the heat transfer effect between the material layers and the gas is enhanced, and the heat migration of the pure ore in the upper middle layer to the raw material in the lower layer is completed. With strong heat transfer characteristics of steam, insufficient heat in the sintering process in the lower part caused by insufficient amount of solid fuel is supplemented by the heat reserve of the sintered material, thereby completing the heat supply and sintering of the mixture of sintered materials in the lower layer. In addition, the present invention introduces a steam injection process. In addition to high specific heat of steam and good heat transfer effect, steam injection has some other beneficial effects. For example, the disproportionation reaction between water vapor and solid fuel particles can improve the combustion conditions of the solid fuel in the layers of the sintered material, thereby increasing the degree of complete combustion of the solid fuel. In addition, water vapor can also prevent the formation of contaminants such as dioxins during the sintering process.
В процессе спекания известного уровня техники, на поверхности смеси спекаемых материалов легко образуются поперечные или продольные трещины, которые неблагоприятны для реализации комбинированных режимов подачи тепла, таких как впрыск горючего газа. Особенно, трещины проникающие в зону чистой руду, приводят к прямому воздействию зоны горения, зажигая впрыскиваемый горючий газ так, что газ горит на поверхности слоя материала, а не в зоне горения, что дополнительно влияет на эффект подачи дополнительного тепла горючего газа. Для решения этой проблемы, в настоящем изобретении, после завершения распределения смеси спекаемых материалов, на поверхности смеси спекаемых материалов через определенные интервалы в направлении движения тележки синтеровочной машины делают многочисленные канавки. То есть, в отличие от плоской поверхности материала известного уровня техники, поверхность смеси спекаемых материалов в настоящем изобретении состоит из плоской поверхности материала и вогнутой поверхности материала, расположенных на расстоянии друг от друга. В изобретении, вся поверхность смеси спекаемых материалов разделена на множество небольших плоских поверхностей канавками, тем самым уменьшая поверхностное натяжение и эффективно предотвращая растрескивание поверхности из-за чрезмерного поверхностного натяжения, вызванного быстрым охлаждением объемной усадки аглоруды в поверхностном слое с образованием сквозного шва. В то же время, применение технологии по настоящему изобретению может эффективно увеличить площадь поверхности слоев материала, улучшить газопроницаемость аглоруды, и сделать так, чтобы впрыскиваемый газ (горючий газ или пар) легче абсорбировался слоями материала.In the sintering process of the prior art, transverse or longitudinal cracks are easily formed on the surface of the mixture of sintered materials, which are unfavorable for the implementation of combined heat supply modes, such as fuel gas injection. Especially, cracks penetrating into the pure ore zone lead to direct impact of the combustion zone, igniting the injected combustible gas so that the gas burns on the surface of the material layer, and not in the combustion zone, which further affects the effect of supplying additional heat of the combustible gas. In order to solve this problem, in the present invention, after the distribution of the sintering material mixture is completed, numerous grooves are made on the surface of the sintered material mixture at certain intervals in the running direction of the sintering machine carriage. That is, unlike the flat surface of the material of the prior art, the surface of the mixture of sintered materials in the present invention consists of a flat surface of the material and a concave surface of the material located at a distance from each other. In the invention, the entire surface of the mixture of sintered materials is divided into a plurality of small flat surfaces by grooves, thereby reducing the surface tension and effectively preventing cracking of the surface due to excessive surface tension caused by rapid cooling of the volumetric shrinkage of the sinter ore in the surface layer to form a through weld. At the same time, the application of the technology of the present invention can effectively increase the surface area of the material layers, improve the gas permeability of the sinter ore, and make the injected gas (combustible gas or steam) be more easily absorbed by the material layers.
Ввиду того, что состояние зажигания на поверхности спекаемых материалов непосредственно влияет на воздухопроницаемость поверхности материала и качество руды в поверхностном слое. Поэтому, в качестве предпочтительного решения, настоящее изобретение дополнительно включает визуальное распознавание и стадию контроля поверхности материала. После завершения зажигания и спекания, поверхность смеси спекаемых материалов непрерывно фотографируют для получения изображения поверхности спекаемых материалов в реальном времени, и характеристические значения каждой точки на изображении, такие как уровень цвета, яркость, уровень серого, извлекаются для определения состояния зажигания поверхности спекаемых материалов в соответствующем месте (суперфузия, нормальное или чрезмерно сырое), тем самым реализуя онлайн-мониторинг состояния зажигания поверхности спекаемых материалов в режиме реального времени. Кроме того, визуальное распознавание и мониторинг поверхности материала также могут осуществлять определение до глубины зажигания.Due to the fact that the state of ignition on the surface of sintered materials directly affects the air permeability of the surface of the material and the quality of the ore in the surface layer. Therefore, as a preferred solution, the present invention further includes a visual recognition and material surface inspection step. After ignition and sintering is completed, the surface of the sintered material mixture is continuously photographed to obtain a real-time image of the surface of the sintered materials, and the characteristic values of each point in the image, such as color level, brightness, gray level, are extracted to determine the ignition state of the surface of the sintered materials in the corresponding place (superfusion, normal or excessively wet), thereby realizing online monitoring of the ignition state of the surface of sintered materials in real time. In addition, visual recognition and monitoring of the surface of the material can also determine up to the ignition depth.
Толщина красного слоя задней части машины является одним из ключевых критериев для оценки состояния топлива синтеровочной машины и регулировки пропорции топлива. В существующем процессе спекания, толщина красного слоя может определяться только невооруженным глазом человека, и точность суждения зависит от уровня опыта операторов. Одним из ключей к послойной комбинированной подаче тепла и спеканию по настоящему изобретению является контроль количества топлива в каждой части. Чтобы повысить точность контроля топлива в процессе спекания, настоящее изобретение также включает стадию идентификации и контроля красного слоя задней части машины. После завершения спекания, тележка синтеровочной машины переворачивается и разгружается. В это время, задняя часть машины полностью открыта, и эффект отображения является наилучшим. Во время производства, звуковой датчик улавливает звуковой сигнал, когда тележка синтеровочной машины переворачивается, и передает микропроцессору. Микропроцессор управляет тепловизором для отображения только что перевернутой задней части машины. После программной обработки изображения можно получить контурную карту температуры секции, и затем можно оценить общее состояние топлива слоев спекаемых материалов, чтобы реализовать онлайн-регулировку количества топлива в слоях спекаемых материалов в режиме реального времени.The thickness of the red layer of the rear of the machine is one of the key criteria for assessing the fuel condition of the sintering machine and adjusting the fuel proportion. In the current sintering process, the thickness of the red layer can only be determined by the human naked eye, and the accuracy of judgment depends on the experience level of the operators. One of the keys to the layered combined heat and sintering of the present invention is to control the amount of fuel in each part. In order to improve the accuracy of fuel control in the sintering process, the present invention also includes the step of identifying and controlling the red layer of the rear of the machine. After sintering is completed, the car of the sintering machine is turned over and unloaded. At this time, the back of the machine is fully open, and the display effect is the best. During production, a sound sensor picks up a sound signal when the sintering machine trolley turns over and transmits it to the microprocessor. The microprocessor controls the thermal imager to display the rear of the machine that has just been turned over. After software image processing, a section temperature contour map can be obtained, and then the overall fuel condition of the sinter layers can be estimated to realize online adjustment of the amount of fuel in the sinter layers in real time.
По сравнению с известным уровнем техники, настоящее изобретение имеет следующие полезные технические эффекты:Compared with the prior art, the present invention has the following beneficial technical effects:
1. Снижение расхода твердого топлива в процессе спекания: по сравнению с существующей технологией спекания, в настоящем изобретении используется комбинированный способ подачи тепла, включающий подачу тепла от запального устройства/подачу тепла от устройства накопления тепла/подачу тепла от горючего газа/накопленное тепло из пара, чтобы заменить часть твердого топлива. Это может эффективно снизить расход твердого топлива в процессе спекания. Применяя комбинированный способ подачи тепла в соответствии с настоящим изобретением, доля твердого топлива в смеси спекаемых материалов может быть уменьшена примерно на 0,5-1,5%, тем самым эффективно снижая расход твердого топлива в процессе спекания.1. Reducing the consumption of solid fuel in the sintering process: Compared with the existing sintering technology, the present invention uses a combined heat supply method, including heat supply from an ignition device / heat supply from a heat storage device / heat supply from combustible gas / stored heat from steam to replace some of the solid fuel. This can effectively reduce the consumption of solid fuel in the sintering process. By applying the combined heat supply method according to the present invention, the proportion of solid fuel in the mixture of sintered materials can be reduced by about 0.5 to 1.5%, thereby effectively reducing the consumption of solid fuel in the sintering process.
2. Оптимизация распределения температуры слоев спекаемых материалов: по сравнению с известным уровнем техники, доля твердого топлива в настоящем изобретении уменьшена, и часть твердого топлива заменена газовым топливом и накоплением тепла пара. По сравнению с подачей тепла одним твердым топливом, подача тепла при комбинированном режиме подачи тепла является более точной, что позволяет эффективно решить проблему недостаточного количества тепла в верхнем слое материала и избыточного тепла в нижнем слое материала при традиционном спекании. В комбинированном режиме подачи тепла, толщина зоны горения больше, и распределение температуры в зоне горения более равномерное, что позволяет эффективно избежать слишком высокой локальной температуры зоны горения, сделать распределение температуры в слоях спекаемых материалов более однородным и уместно и эффективно улучшать качество аглоруды.2. Optimizing the temperature distribution of the layers of sintered materials: Compared with the prior art, the proportion of solid fuel in the present invention is reduced, and part of the solid fuel is replaced by gas fuel and steam heat storage. Compared with the heat supply of solid fuel alone, the heat supply of the combined heat supply mode is more accurate, which can effectively solve the problem of insufficient heat in the upper material layer and excess heat in the lower material layer in conventional sintering. In the combined heat supply mode, the thickness of the combustion zone is larger and the temperature distribution in the combustion zone is more uniform, which can effectively avoid the local temperature of the combustion zone being too high, make the temperature distribution in the layers of sintered materials more uniform, and improve the quality of sinter ore appropriately and effectively.
3. Снижение выбросов загрязняющих газов в процессе спекания: большая часть выбросов загрязняющих газов, таких как NOx, и парниковых газов, таких как CO2, в процессе спекания образуется в результате сжигания твердого топлива. По сравнению с известным уровнем техники, доля твердого топлива в настоящем изобретении значительно снижается. Количество загрязняющих газов, образующихся при сжигании твердого топлива, соответственно, уменьшается. Поэтому выброс загрязняющих веществ, таких как NOx, в процессе спекания ниже, чем в существующем процессе спекания, реализуя зеленое теплосбалансированное и низкоуглеродное спекание в прямом смысле.3. Reduction of pollutant gas emissions from the sintering process: Most of the emissions of pollutant gases such as NOx and greenhouse gases such as CO 2 during the sintering process come from the combustion of solid fuels. Compared with the prior art, the proportion of solid fuel in the present invention is significantly reduced. The amount of polluting gases generated during the combustion of solid fuels is correspondingly reduced. Therefore, the emission of pollutants such as NOx in the sintering process is lower than in the existing sintering process, realizing green heat-balanced and low-carbon sintering in the truest sense.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
Фигура 1 представляет собой схематический вид структуры синтеровочной машины известного уровня техники;Figure 1 is a schematic view of the structure of a prior art sintering machine;
Фигура 2 представляет вид в разрезе слоев смеси спекаемых материалов;Figure 2 is a sectional view of the layers of the mixture of sintered materials;
Фигура 3 представляет схематический вид теплового анализа слоев смеси спекаемых материалов;Figure 3 is a schematic view of a thermal analysis of the layers of a mixture of sintered materials;
Фигура 4 представляет технологическую схему способа спекания по настоящему изобретению;Figure 4 is a flow chart of the sintering process of the present invention;
Фигура 5 представляет схематический вид послойной комбинированной подачи тепла в слои смеси спекаемых материалов по настоящему изобретению;Figure 5 is a schematic view of the layer-by-layer combined heat supply to the layers of the mixture of sintered materials of the present invention;
Фигура 6 представляет собой схематический вид структуры устройства, используемого в способе спекания по настоящему изобретению;Figure 6 is a schematic view of the structure of the device used in the sintering method of the present invention;
Фигура 7 представляет собой схематический вид структуры устройства зажигания по настоящему изобретению;Figure 7 is a schematic view of the structure of the ignition device of the present invention;
Фигура 8 представляет собой схематический вид поверхности материала смеси спекаемых материалов по настоящему изобретению.Figure 8 is a schematic view of the material surface of the sinterable material mixture of the present invention.
Ссылочные знаки на чертежах:Reference signs in the drawings:
1: тележка синтеровочной машины; 2: секция зажигания; 3: секция накопления тепла; 4: секция впрыска горючего газа; 5: секция впрыска пара; 6: запальное устройство; 601: огнеупорная стенка печи; 602: запальное сопло; 7: устройство для накопления тепла; 8: устройство для впрыска горючего газа; 9: устройство для впрыска пара; 10: канавка;1: sintering machine trolley; 2: ignition section; 3: heat accumulation section; 4: combustible gas injection section; 5: steam injection section; 6: ignition device; 601: refractory furnace wall; 602: ignition nozzle; 7: heat storage device; 8: combustible gas injection device; 9: steam injection device; 10: groove;
L1: смесь спекаемых материалов в поверхностном слое; L2: смесь спекаемых материалов в верхнем среднем слое; L3: смесь спекаемых материалов в среднем слое; L4: смесь спекаемых материалов в нижнем слое.L1: mixture of sintered materials in the surface layer; L2: mixture of sintered materials in the upper middle layer; L3: mixture of sintered materials in the middle layer; L4: mixture of sintered materials in the lower layer.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯDETAILED DESCRIPTION OF EMBODIMENTS
Согласно первому варианту осуществления настоящего изобретения, предложен способ теплосбалансированного спекания, основанный на послойной комбинированной подаче тепла.According to the first embodiment of the present invention, a heat-balanced sintering method based on layer-by-layer combined heat supply is provided.
Способ теплосбалансированного спекания, основанный на послойной комбинированной подаче тепла, где смесь спекаемых материалов спекается в синтеровочной машине. Вдоль направления глубины тележки 1 синтеровочной машины, смесь спекаемых материалов делится на множество слоев, и каждый слой снабжается теплом и спекается на основе соответствующей распределенной доли подачи тепла.A method of heat-balanced sintering based on layer-by-layer combined heat supply, where a mixture of sintered materials is sintered in a sintering machine. Along the depth direction of the carriage 1 of the sintering machine, the sintered material mixture is divided into a plurality of layers, and each layer is supplied with heat and sintered based on the corresponding distributed heat supply proportion.
В настоящем изобретении, в направлении глубины тележки 1 синтеровочной машины, смесь спекаемых материалов делится на четыре слоя сверху вниз: поверхностный слой, верхний средний слой, средний слой и нижний слой. Доля подачи тепла к смеси спекаемых материалов в поверхностном слое в тепле, необходимом всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, составляет а1, доля подачи тепла к смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое в тепле, необходимом всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, составляет а2, доля подачи тепла к смеси спекаемых материалов в среднем слое в тепле, необходимом всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, составляет а3, и доля подачи тепла к смеси спекаемых материалов в нижнем слое в тепле, необходимом всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, составляет а4, где:In the present invention, in the depth direction of the sintering machine carriage 1, the sintering material mixture is divided into four layers from top to bottom: a surface layer, an upper middle layer, a middle layer, and a lower layer. The proportion of heat supply to the mixture of sintered materials in the surface layer in the heat required by the entire mixture of sintered materials during the sintering process is a1, the proportion of heat supplied to the mixture of sintered materials in the upper middle layer in the heat required by the entire mixture of sintered materials during the sintering process is a2 , the proportion of heat supply to the mixture of sintered materials in the middle layer in the heat required by the entire mixture of sintered materials during the sintering process is a3, and the proportion of heat supplied to the mixture of sintered materials in the lower layer in the heat required by the entire mixture of sintered materials during the sintering process is a4, where:
, ,
a2=k2 × a1 (2),a2=k2 × a1 (2),
a3 =k3 × (a1+a2) (3),a3 =k3 × (a1+a2) (3),
а4 =1-(а1+а2+а3) (4).a4 =1-(a1+a2+a3) (4).
В уравнениях (1)-(4), d представляет собой средний размер частиц смеси спекаемых материалов, w1 представляет долю воды в смеси спекаемых материалов, w2 представляет долю плавня в смеси спекаемых материалов, w3 представляет собой долю зольной пыли в смеси спекаемых материалов, w4 представляет собой долю газовой золы в смеси спекаемых материалов, m представляет собой вместимость синтеровочной машины, v представляет собой скорость движения тележки синтеровочной машины, и k1, k2 и k3 представляют собой коэффициенты условий работы, где k1 находится в диапазоне 0,03-0,1, k2 находится в диапазоне 0,5-1, и k3 находится в диапазоне 0,2-0,5.In equations (1) to (4), d is the average particle size of the sintered material mixture, w1 is the proportion of water in the mixture of sintered materials, w2 is the proportion of flue in the mixture of sintered materials, w3 is the proportion of fly ash in the mixture of sintered materials, w4 is the proportion of gas ash in the mixture of sintered materials, m is the capacity of the sinterer, v is the speed of the sinterer cart, and k1, k2 and k3 are the operating conditions coefficients, where k1 is in the range of 0.03-0.1 , k2 is in the range 0.5-1, and k3 is in the range 0.2-0.5.
В настоящей заявке, подача тепла к смеси спекаемых материалов в поверхностном слое регулируется путем управления глубиной зажигания запального устройства в синтеровочной машине:In the present application, the heat supply to the mixture of sintered materials in the surface layer is controlled by controlling the ignition depth of the igniter in the sintering machine:
, ,
где De представляет собой глубину зажигания запального устройства, a1 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в поверхностном слое, в тепле, необходимом всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, a4 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в нижнем слое, в тепле, необходимом всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, d представляет собой средний размер частиц смеси спекаемых материалов, w1 представляет собой долю воды в смеси спекаемых материалов, w2 представляет собой долю плавня в смеси спекаемых материалов, w3 представляет долю зольной пыли в смеси спекаемых материалов, w4 представляет долю газовой золы в смеси спекаемых материалов, k4 представляет собой коэффициент рабочих условий и k4 находится в диапазоне 0,2-0,7.where De is the ignition depth of the igniter, a1 is the proportion of heat required to sinter the mixture of sintered materials in the surface layer, in the heat required of the entire mixture of sintered materials during the sintering process, a4 is the proportion of heat required to sinter the mixture of sintered materials in bottom layer, in the heat required by the entire sintered material mixture during the sintering process, d is the average particle size of the sintered material mixture, w1 is the proportion of water in the sinterable material mixture, w2 is the proportion of flux in the sinterable material mixture, w3 is the proportion of fly ash in the mixture of sintered materials, w4 is the proportion of gas ash in the mixture of sintered materials, k4 is the operating condition coefficient, and k4 is in the range of 0.2-0.7.
В настоящей заявке, тепло подают к смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое с помощью устройства для накопления тепла, и подача тепла из устройства накопления тепла составляет:In the present application, heat is supplied to the mixture of sintered materials in the upper middle layer by a heat storage device, and the heat supply from the heat storage device is:
, ,
где Q представляет собой тепло, подаваемое устройством накопления тепла, а2 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое, в тепле, необходимом всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, а4 представляет собой долю количества тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в нижнем слое, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, m представляет собой вместимость синтеровочной машины, v представляет собой скорость движения тележки синтеровочной машины, d представляет собой средний размер частиц смеси спекаемых материалов, k5 представляет собой коэффициент рабочих условий, и k5 находится в диапазоне 0,05-0,3.where Q is the heat supplied by the heat storage device, a2 is the proportion of the heat required to sinter the mixture of sintered materials in the upper middle layer, in the heat required of the entire mixture of sintered materials during sintering, a4 is the proportion of the amount of heat required for sintering mixture of sintered materials in the lower layer, in the heat required for the entire mixture of sintered materials during the sintering process, m is the capacity of the sintering machine, v is the speed of the carriage of the sintering machine, d is the average particle size of the mixture of sintered materials, k5 is the coefficient operating conditions, and k5 is in the range of 0.05-0.3.
В настоящей заявке, к смеси спекаемых материалов в среднем слое подается тепло путем впрыска горючего газа в смесь спекаемых материалов, при этом концентрация впрыскиваемого горючего газа составляет:In the present application, heat is supplied to the sintering material mixture in the middle layer by injecting combustible gas into the sintering material mixture, and the concentration of the injected combustible gas is:
, ,
где C представляет собой концентрацию горючего газа, впрыскиваемого горючим устройство подачи газа, S1 представляет собой площадь впрыска горючего газа, S2 представляет собой площадь синтеровочной машины, a3 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в среднем слое, в тепле, необходимом всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, a4 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в нижнем слое, в тепле, требуемом всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, m представляет собой вместимость синтеровочной машины, v представляет собой скорость движения тележки синтеровочной машины, k6 представляет собой коэффициент рабочих условий, и k6 находится в диапазоне 0,1-0,3.where C is the concentration of combustible gas injected by the combustible gas supply device, S 1 is the combustible gas injection area, S 2 is the area of the sintering machine, a3 is the proportion of heat required to sinter the mixture of sintered materials in the middle layer, in heat, required by the entire mixture of sintered materials in the sintering process, a4 is the proportion of heat required to sinter the mixture of sintered materials in the lower layer, in the heat required by the entire mixture of sintered materials during the sintering process, m is the capacity of the sintering machine, v is the speed of the carriage sintering machine, k6 is the operating condition coefficient, and k6 is in the range of 0.1-0.3.
В настоящей заявке тепло, необходимое всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, составляет:In this application, the heat required by the entire mixture of sintered materials during the sintering process is:
, ,
где Qобщее представляет собой тепло, необходимое для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, d представляет собой средний размер частиц смеси спекаемых материалов, w1 представляет долю воды в смеси спекаемых материалов, w2 представляет долю плавня в смеси спекаемых материалов, w3 представляет собой долю зольной пыли в смеси спекаемых материалов, w4 представляет собой долю газовой золы в смеси спекаемых материалов, w5 представляет собой долю железорудного сырья в смеси спекаемых материалов, k7 представляет собой коэффициент рабочих условий, и k7 находится в диапазоне 0,1-0,5.where Q total is the heat required for the entire sinterable material mixture during the sintering process, d is the average particle size of the sinterable material mixture, w1 is the proportion of water in the mixture of sinterable materials, w2 is the proportion of flux in the mixture of sinterable materials, w3 is the proportion of ash dust in the sintering material mixture, w4 is the proportion of gas ash in the sintering material mixture, w5 is the proportion of iron ore in the sintering material mixture, k7 is the operating condition coefficient, and k7 is in the range of 0.1-0.5.
Согласно второму варианту осуществления настоящей заявки, представлен способ теплосбалансированного спекания, основанный на послойной комбинированной подаче тепла.According to a second embodiment of the present application, a heat-balanced sintering method based on layer-by-layer combined heat supply is provided.
Способ теплосбалансированного спекания, основанный на послойной комбинированной подаче тепла, включает следующие стадии:The method of heat-balanced sintering, based on layer-by-layer combined heat supply, includes the following stages:
1) смешивание и распределение: приготовление железосодержащего сырья, плавня, твердого топлива, воды и распределение приготовленной смеси спекаемых материалов в тележке синтеровочной машины;1) mixing and distribution: preparation of iron-containing raw materials, flux, solid fuel, water and distribution of the prepared mixture of sintered materials in the sintering machine trolley;
2) зажигание и спекание: установка запального устройства 6 непосредственно над тележкой 1 синтеровочной машины выше синтеровочной машины и зажигание смеси спекаемых материалов, которая распределена внутри тележки 1 синтеровочной машины с помощью запального устройства 6, так что смесь спекаемых материалов в поверхностном слое L1 в тележке 1 синтеровочной машины начинает спекаться; одновременно всасывание воздуха над смесью спекаемых материалов в тележке 1 синтеровочной машины в воздушную камеру, установленную под тележкой 1 синтеровочной машины так, чтобы смесь спекаемых материалов в тележке 1 синтеровочной машины спекалась от поверхностного слоя к нижнему слою тележки синтеровочной машины1;2) ignition and sintering: placing the
3) накопление тепла и подача тепла: установка устройства 7 накопления тепла ниже запального устройства 6 и над тележкой 1 синтеровочной машины, впрыск высокотемпературного газа на поверхность смеси спекаемых материалов после зажигания и спекания устройством 7 накопления тепла так, чтобы высокотемпературный газ подавал тепло к смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2, расположенном ниже смеси спекаемых материалов в поверхностном слое L1;3) heat accumulation and heat supply: installation of the heat accumulation device 7 below the
4) впрыск горючего газа: установка устройства 8 впрыска горючего газа ниже устройства 7 для накопления тепла и над тележкой 1 синтеровочной машины, после накопления тепла и подачи тепла, впрыск горючего газа на поверхность смеси спекаемых материалов с помощью устройства 8 впрыска горючего газа, так что горючий газ попадает в смесь спекаемых материалов и сгорает в слоях материала так, чтобы подавать тепло к смеси спекаемых материалов в среднем слое L3, расположенном ниже смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2;4) combustible gas injection: installing the combustible gas injection device 8 below the heat storage device 7 and above the car 1 of the sintering machine, after heat accumulation and heat supply, the combustible gas injection on the surface of the mixture of sintering materials using the combustible gas injection device 8, so that the combustible gas enters the sinter material mixture and burns in the material layers so as to supply heat to the sinter material mixture in the middle layer L3 located below the sinter material mixture in the upper middle layer L2;
5) впрыск пара: установка устройства 9 для впрыска пара ниже устройства 8 для впрыска горючего газа и над тележкой 1 синтеровочной машины; и после впрыска горючего газа, впрыск пара на поверхность смеси спекаемых материалов с помощью устройства 9 для впрыска пара, чтобы пар попадал в смесь спекаемых материалов и передавал тепло, накопленное в смеси спекаемых материалов в поверхностном слое L1, смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2 и смеси спекаемых материалов в среднем слое L3 в тележке 1 синтеровочной машины, в смесь спекаемых материалов в нижнем слое L4, расположенном ниже смеси спекаемых материалов в среднем слое L3;5) steam injection: installing the steam injection device 9 below the combustible gas injection device 8 and above the car 1 of the sintering machine; and after injecting the combustible gas, injecting steam onto the surface of the sintering material mixture by the steam injection device 9 so that the steam enters the sintering material mixture and transfers the heat accumulated in the sinterable material mixture in the surface layer L1 to the sinterable material mixture in the upper middle layer L2 and the sinter material mixture in the middle layer L3 in the sintering machine carriage 1, into the sinter material mixture in the lower layer L4 located below the sinter material mixture in the middle layer L3;
6) завершение спекания: после завершения спекания выгрузка материала из тележки 1 синтеровочной машины.6) completion of sintering: after the completion of sintering, the material is unloaded from the car 1 of the sintering machine.
В настоящей заявке, на стадии 1) массовая доля твердого топлива к общему количеству смеси спекаемых материалов составляет 0,2-2,5%, предпочтительно, 0,3-2%, более предпочтительно, 0,4-1,5%, еще более предпочтительно, 0,5%-1,0%.In the present application, at stage 1), the mass fraction of solid fuel to the total amount of the mixture of sintered materials is 0.2-2.5%, preferably 0.3-2%, more preferably 0.4-1.5%, more more preferably 0.5%-1.0%.
Предпочтительно, экзотермическое тепло от сгорания всех видов твердого топлива в смеси спекаемых материалов составляет от 50 до 90%, предпочтительно, от 55 до 85% и более предпочтительно, от 60 до 80% тепла, необходимого для процесса спекания.Preferably, the exothermic heat from combustion of all solid fuels in the mixture of sintered materials is 50 to 90%, preferably 55 to 85% and more preferably 60 to 80% of the heat required for the sintering process.
В настоящей заявке, по направлению высоты слоя материала смеси спекаемых материалов, слой материала смеси спекаемых материалов делится на смесь спекаемых материалов в поверхностном слое L1, смесь спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2, смесь спекаемых материалов в среднем слое L3 и смесь спекаемых материалов в нижнем слое L4, сверху вниз.In the present application, in the height direction of the material layer of the sintering material mixture, the material layer of the sintering material mixture is divided into the sintering material mixture in the surface layer L1, the sintering material mixture in the upper middle layer L2, the sintering material mixture in the middle layer L3, and the sintering material mixture in the lower layer L4, from top to bottom.
Смесь спекаемых материалов в поверхностном слое L1 в тележке 1 синтеровочной машины спекается за счет тепла, подаваемого запальным устройством 6, и тепла, подаваемого твердым топливом в смеси спекаемых материалов. Смесь спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2 в тележке 1 синтеровочной машины спекается теплом, подаваемым устройством 7 для накопления тепла, теплом, подаваемым твердым топливом в смеси спекаемых материалов, и запасом тепла в смеси спекаемых материалов в поверхностном слое L1. Смесь спекаемых материалов в среднем слое L3 в тележке 1 синтеровочной машины спекается теплом, подаваемым сгоранием впрыснутого горючего газа, теплом, подаваемым твердым топливом в смеси спекаемых материалов, запасом тепла в смеси спекаемых материалов в поверхностном слое L1 и/или смеси спекаемых материалов в среднем верхнем слое L2. Смесь спекаемых материалов в нижнем слое L4 в тележке 1 синтеровочной машины спекается запасом тепла, передаваемым паром, и теплом, подаваемым твердым топливом в смеси спекаемых материалов.The mixture of sintered materials in the surface layer L1 in the car 1 of the sintering machine is sintered by the heat supplied by the
В настоящей заявке, по направлению движения тележки 1 синтеровочной машины, в синтеровочной машине последовательно предусмотрены секция 2 зажигания, секция 3 накопления тепла, секция 4 впрыска горючего газа и секция 5 впрыска пара. Предпочтительно, длины секции 2 зажигания, секции 3 накопления тепла, секции 4 впрыска горючего газа и секции 5 впрыска пара составляют 5%-12%, 10%-50%, 15%-75% и 10%-70% синтеровочной машины, соответственно.In the present application, in the direction of travel of the sintering machine carriage 1, the sintering machine is sequentially provided with an
Предпочтительно, толщина смеси спекаемых материалов в поверхностном слое L1, толщина смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2, толщина смеси спекаемых материалов в среднем слое L3 и толщина смеси спекаемых материалов в нижнем слое L4 составляет 5%-12%, 10%-50%, 15%-75% и 10%-70% от общей толщины слоев материала в смеси спекаемых материалов, соответственно.Preferably, the thickness of the sinterable material mixture in the surface layer L1, the thickness of the sinterable material mixture in the upper middle layer L2, the thickness of the sinterable material mixture in the middle layer L3, and the thickness of the sinterable material mixture in the lower layer L4 are 5%-12%, 10%-50% , 15%-75% and 10%-70% of the total thickness of the material layers in the mixture of sintered materials, respectively.
В настоящей заявке, на стадии 1) железосодержащее сырье включает сырье из железной руды, зольную пыль и газовую золу. Доля тепла, требуемая для спекания смеси спекаемых материалов в поверхностном слое L1 в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания составляет:In the present application, in step 1), the iron-containing raw material includes iron ore raw material, fly ash and gas ash. The proportion of heat required for sintering the mixture of sintered materials in the surface layer L1 in the heat required for the entire mixture of sintered materials during sintering is:
. .
Доля тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, составляет:The proportion of heat required for sintering the mixture of sintered materials in the upper middle layer L2 in the heat required for the entire mixture of sintered materials during sintering is:
а2=к2×а1 (2).a2=k2×a1 (2).
Доля тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в среднем слое L3, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, составляет:The proportion of heat required for sintering the mixture of sintered materials in the middle layer L3 in the heat required for the entire mixture of sintered materials during sintering is:
а3 =к3×(а1+а2) (3).a3 =k3×(a1+a2) (3).
Доля тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в нижнем слое L4, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, составляет:The proportion of heat required for sintering the mixture of sintered materials in the lower layer L4 in the heat required for the entire mixture of sintered materials during sintering is:
а4 =1-(а1+а2+а3) (4).a4 =1-(a1+a2+a3) (4).
где a1 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в поверхностном слое, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, a2 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, a3 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в среднем слое, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, a4 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в нижнем слое, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, d представляет собой средний размер частиц смеси спекаемых материалов, w1 представляет долю воды в смеси спекаемых материалов, w2 представляет собой долю плавня в смеси спекаемых материалов, w3 представляет собой долю зольной пыли в смеси спекаемых материалов, w4 представляет собой долю газовой золы в смеси спекаемых материалов, m представляет собой вместимость синтеровочной машины, v представляет собой скорость перемещения тележки для синтеровочной машины, k1, k2 и k3 представляют собой коэффициенты рабочих условий, где k1 находится в диапазоне 0,03-0,1, k2 находится в диапазоне 0,5-1 и k3 находится в диапазоне 0,2-0,5.where a1 is the proportion of heat required to sinter the mixture of sinterable materials in the surface layer, in the heat required for the entire mixture of sinterable materials during sintering, a2 is the proportion of heat required to sinter the mixture of sinterable materials in the upper middle layer, in heat, required for the entire mixture of sintered materials during the sintering process, a3 represents the proportion of heat required for sintering the mixture of sintered materials in the middle layer in the heat required for the entire mixture of sintered materials during the sintering process, a4 represents the fraction of heat required for sintering the mixture of sintered materials materials in the lower layer, in the heat required for the entire mixture of sintered materials during the sintering process, d is the average particle size of the mixture of sintered materials, w1 is the proportion of water in the mixture of sintered materials, w2 is the proportion of flux in the mixture of sintered materials, w3 is share of fly ash in the mixture of sintered materials , w4 is the proportion of gas ash in the mixture of sintered materials, m is the capacity of the sinterer, v is the travel speed of the sinterer cart, k1, k2 and k3 are operating condition factors, where k1 is in the range 0.03-0 ,1, k2 is in the range 0.5-1 and k3 is in the range 0.2-0.5.
В настоящей заявке, в тепле для спекания смеси спекаемых материалов в поверхностном слое L1, 10%-30% тепла приходится на тепло, подаваемое запальным устройством 6, и 70%-90% тепла приходится на тепло, подаваемое твердым топливом в смеси спекаемых материалов.In the present application, in the heat for sintering the mixture of sintered materials in the surface layer L1, 10%-30% of the heat is the heat supplied by the
В тепле для спекания для смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2, 5-30% тепла приходится на тепло, подаваемое устройством 7 накопления тепла, 50-90% тепла приходится на тепло, подаваемое твердым топливом в смеси спекаемых материалов, и 5-20% тепла приходится на тепло, подаваемое запасом тепла в смеси спекаемых материалов в поверхностном слое L1.In the sintering heat for the sinterable material mixture in the upper middle layer L2, 5-30% of the heat is from the heat supplied by the heat storage device 7, 50-90% of the heat is from the heat supplied by the solid fuel in the sinterable material mixture, and 5-20 % of heat falls on the heat supplied by the heat reserve in the mixture of sintered materials in the surface layer L1.
В тепле для спекания смеси спекаемых материалов в среднем слое L3, 5-70% тепла приходится на тепло, подаваемое при сгорании впрыскиваемого горючего газа, 10%-70% тепла приходится на тепло, подаваемое твердым топливом в смеси спекаемых материалов, и 5%-20% тепла приходится тепло, подаваемое запасом тепла в смеси спекаемых материалов в поверхностном слое L1 и/или смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2.In the heat for sintering the mixture of sintered materials in the middle layer L3, 5-70% of the heat is from the heat supplied by the combustion of the injected combustible gas, 10%-70% of the heat is from the heat supplied by the solid fuel in the mixture of sintered materials, and 5% - 20% of the heat is the heat supplied by the heat supply in the mixture of sintered materials in the surface layer L1 and/or the mixture of sintered materials in the upper middle layer L2.
В тепле для спекания смеси спекаемых материалов в нижнем слое L4, 20-45% тепла приходится на накопленное тепло, переносимое паром, и 55-80% тепла приходится на тепло, подаваемое твердым топливом в нижнем слое смеси спекаемых материалов.In the heat for sintering the sinterable material mixture in the bottom layer L4, 20-45% of the heat is stored heat carried by steam, and 55-80% of the heat is heat supplied by the solid fuel in the bottom layer of the sinterable material mixture.
В настоящей заявке, на стадии 2), запальное устройство 6 представлено в секции 2 зажигания синтеровочной машины. Указанное запальное устройство 6 включает огнеупорную стенку 601 печи, расположенную в верхней части тележки 1 синтеровочной машины, и запальное сопло 602 расположено на огнеупорной стенке 601 печи. Предпочтительно, запальные сопла 602 расположены ровными рядами по ходу движения тележки 1 синтеровочной машины, и ровные ряды запальных сопел 602 расположены под углом друг против друга на верхней части огнеупорной стенки 601 печи. Проекции отверстий сопел 602 на переднем торце запальных сопел расположенных напротив друг друга, перекрываются на поверхности спекаемых материалов под наклоном. Во время зажигания, пламя, образованное двумя противоположными рядами запальных сопел 602, встречается на поверхности спекаемых материалов, образуя высокотемпературную зону зажигания, перпендикулярную направлению движения тележки 1 синтеровочной машины. В то же время, высокотемпературный отходящий газ в запальном устройстве 6 втягивается в слои спекаемых материалов для дополнительного нагрева смеси спекаемых материалов в поверхностном слое L1.In the present application, in step 2), an
Предпочтительно, на стадии 2) глубина зажигания запального устройства 6 составляет:Preferably, in step 2), the ignition depth of the
, ,
где De представляет собой глубину зажигания запального устройства, а1 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в поверхностном слое, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, a4 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в нижнем слое, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, d представляет собой средний размер частиц смеси спекаемых материалов, w1 представляет собой долю воды в смеси спекаемых материалов, w2 представляет собой долю плавня в смеси спекаемых материалов, w3 представляет собой долю зольной пыли в смеси спекаемых материалов, w4 представляет собой долю газовой золы в смеси спекаемых материалов, k4 представляет собой коэффициент рабочих условий, и k4 находится в диапазоне 0,2-0,7.where De is the ignition depth of the igniter, a1 is the proportion of heat required to sinter the mixture of sintered materials in the surface layer, in the heat required for the entire mixture of sintered materials during the sintering process, a4 is the proportion of heat required to sinter the mixture of sintered materials in the lower layer, in the heat required for the entire mixture of sintered materials during the sintering process, d is the average particle size of the mixture of sintered materials, w1 is the proportion of water in the mixture of sintered materials, w2 is the proportion of flux in the mixture of sintered materials, w3 is the proportion of fly ash in the mixture of sintered materials, w4 is the proportion of gaseous ash in the mixture of sintered materials, k4 is the operating condition coefficient, and k4 is in the range of 0.2-0.7.
В настоящей заявке, на стадии 3), устройство 7 накопления тепла представлено в секции 3 накопления тепла синтеровочной машины. В секции 3 накопления тепла, устройство 7 накопления тепла впрыскивает высокотемпературный газ с постепенно снижающейся температурой на поверхность спеченного материала, который зажигают и спекают последовательно в направлении движения тележки 1 синтеровочной машины, чтобы завершить постепенную подачу тепла к смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2, расположенном ниже смеси спекаемых материалов в поверхностном слое L1.In the present application, in step 3), the heat storage device 7 is provided in the
Предпочтительно, на стадии 3), тепло, подаваемое устройством 7 для накопления тепла, составляет:Preferably, in step 3), the heat supplied by the heat storage device 7 is:
, ,
где Q представляет собой тепло, подаваемое устройством накопления тепла, а2 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, a4 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в нижнем слое, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, m представляет собой вместимость синтеровочной машины, v представляет собой скорость движения тележки синтеровочной машины, d представляет собой средний размер частиц смеси спекаемых материалов, k5 представляет собой коэффициент рабочих условий, и k5 находится в диапазон 0,05-0,3.where Q is the heat supplied by the heat storage device, a2 is the proportion of the heat required to sinter the mixture of sintered materials in the upper middle layer in the heat required for the entire mixture of sintered materials during sintering, a4 is the proportion of heat required for sintering mixture of sintered materials in the lower layer, in the heat required for the entire mixture of sintered materials during the sintering process, m is the capacity of the sintering machine, v is the speed of the carriage of the sintering machine, d is the average particle size of the mixture of sintered materials, k5 is the coefficient operating conditions, and k5 is in the range of 0.05-0.3.
В настоящей заявке, на стадии 4), устройство 8 впрыска газа представлено в секции 4 впрыска горючего газа синтеровочной машины. В секции 4 впрыска горючего газа, горючий газ, впрыскиваемый устройством 8 впрыска газа, смешивается с воздухом, всасываемым над тележкой 1 синтеровочной машины, и затем втягивается в слои спекаемых материалов, в которых горючий газ сжигается, чтобы завершить дополнительную подачу тепла к смеси спекаемых материалов в среднем слое L3, расположенном ниже смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2.In the present application, at step 4), the gas injection device 8 is provided in the combustible
Предпочтительно, в секции (4) впрыска горючего газа представлены многосекционные зоны впрыска горючего газа, и количество горючего газа, впрыскиваемого устройством 8 впрыска газа в каждую секцию зон впрыска газа, регулируют для достижения дополнительного ступенчатого нагрева смеси спекаемых материалов в среднем слое L3, расположенном ниже смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2.Preferably, in the combustible gas injection section (4), multi-section combustible gas injection zones are provided, and the amount of combustible gas injected by the gas injection device 8 into each section of the gas injection zones is adjusted to achieve additional step heating of the mixture of sintered materials in the middle layer L3 located below. mixtures of sintered materials in the upper middle layer L2.
Предпочтительно, на стадии 4), концентрация горючего газа, впрыскиваемого устройством для впрыска газа 8, составляет:Preferably, in step 4), the concentration of combustible gas injected by the gas injection device 8 is:
, ,
где C представляет собой концентрацию горючего газа, впрыскиваемого устройством для впрыска газа, S1 представляет площадь впрыска горючего газа, S2 представляет собой площадь синтеровочной машины, a3 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в среднем слое, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, a4 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в нижнем слое, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, m представляет собой вместимость синтеровочной машины, v представляет собой скорость движения тележки синтеровочной машины, k6 представляет собой коэффициент рабочих условий, и k6 находится в диапазоне 0,1-0,3.where C is the concentration of combustible gas injected by the gas injection device, S 1 is the area of combustible gas injection, S 2 is the area of the sintering machine, a3 is the proportion of heat required to sinter the mixture of sintered materials in the middle layer, in the heat required for the total mixture of sintered materials in the sintering process, a4 is the proportion of heat required to sinter the mixture of sintered materials in the bottom layer, in the heat required for the entire mixture of sintered materials during the sintering process, m is the capacity of the sintering machine, v is the speed of movement sintering machine cart, k6 is the operating condition coefficient, and k6 is in the range of 0.1-0.3.
В настоящей заявке, на стадии 5), устройство подачи пара 9 представлено в секции 5 впрыска пара синтеровочной машины. В секции 5 впрыска пара, устройство 9 впрыска пара впрыскивает пар на поверхность материала смеси спекаемых материалов, и пар втягивается в слои спекаемых материалов. Благодаря характеристикам сильной теплопередачи пара, и дополнительно используя тепло, накопленное в слоях спекаемых материалов, как тепло, дополнительное для завершения спекания смеси спекаемых материалов в нижнем слое L4, расположенном ниже спекания смеси материалов в среднем слое L3.In the present application, at step 5), the steam supply device 9 is provided in the
В настоящем изобретении тепло, необходимое всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, составляет:In the present invention, the heat required by the entire mixture of sintered materials during the sintering process is:
, ,
где Qобщее представляет собой тепло, необходимое всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, d представляет собой средний размер частиц смеси спекаемых материалов, w1 представляет собой долю воды в смеси спекаемых материалов, w2 представляет собой долю плавня в смеси спекаемых материалов, w3 представляет собой долю зольной пыли в смеси спекаемых материалов, w4 представляет собой долю газовой золы в смеси спекаемых материалов, w5 представляет собой долю железорудного сырья в смеси спекаемых материалов, k7 представляет собой коэффициент рабочих условий, и k7 находится в диапазоне 0,1-0,5.where Q total is the heat required by the entire sinterable material mixture during the sintering process, d is the average particle size of the sinterable material mixture, w1 is the proportion of water in the sinterable material mixture, w2 is the proportion of flux in the sinterable material mixture, w3 is the fraction fly ash in the sintering material mixture, w4 is the proportion of gas ash in the sintering material mixture, w5 is the proportion of iron ore in the sintering material mixture, k7 is the operating condition coefficient, and k7 is in the range of 0.1-0.5.
В настоящей заявке, на стадии 1), после завершения распределения смеси спекаемых материалов, на поверхность материала смеси спекаемых материалов с интервалами в направлении движения тележки 1 синтеровочной машины наносят множество канавок 10.In the present application, in step 1), after the completion of the distribution of the mixture of sintered materials, a plurality of
Предпочтительно, на тележке синтеровочной машины, плоская поверхность материала и вогнутая поверхность материала, образованные после формирования канавок 10, расположены на одинаковом расстоянии или расположены с постепенно увеличивающимся или уменьшающимся интервалом расстояния от средней точки в направлении ширины поверхности материала смеси спекаемых материалов в качестве начала до обеих сторон. Предпочтительно, вогнутая поверхность материала имеет одну или множество форм, выбранных из V-образной формы, полукруга и прямоугольника, предпочтительно, полукруга.Preferably, on the carriage of the sintering machine, the flat surface of the material and the concave surface of the material formed after the formation of the
Предпочтительно, стадия 2) дополнительно включает стадию визуального распознавания и наблюдения за поверхностью материала. В частности, после завершения зажигания и спекания, поверхность материала смеси спекаемых материалов фотографируют для получения изображения в режиме реального времени поверхности спеченного материала, и состояние зажигания соответствующего положения поверхности спеченного материала определяют путем извлечения характеристик изображения, чтобы получить онлайн-мониторинг состояния зажигания поверхности спеченного материала в режиме реального времени.Preferably, step 2) further includes the step of visually recognizing and observing the surface of the material. Specifically, after completion of ignition and sintering, the material surface of the sintered material mixture is photographed to obtain a real-time image of the surface of the sintered material, and the ignition state of the corresponding position of the surface of the sintered material is determined by extracting image characteristics to obtain online monitoring of the ignition state of the surface of the sintered material. in real time.
Предпочтительно, стадия 6) дополнительно включает в себя стадию идентификации и контроля красного слоя поперечного сечения задней части машины, и, в частности, после завершения спекания отображается поперечное сечение задней части машины слоев спекаемых материалов, когда тележка синтеровочной машины 1 переворачивается и разгружается, и общее состояние топлива в слоях спеченного материала определяется путем обработки изображений, чтобы провести онлайн-корректировку количества топлива в слоях спекаемых материалов в режиме реального времени.Preferably, step 6) further includes the step of identifying and controlling the red layer of the cross-section of the rear of the machine, and in particular, after sintering is completed, the cross-section of the rear of the machine of the layers of sintering materials is displayed when the car of the sintering machine 1 is turned over and unloaded, and the total The condition of the fuel in the sintered material layers is determined by image processing to make online correction of the amount of fuel in the sintered material layers in real time.
Пример 1Example 1
На фигуре 4 показан способ теплосбалансированного спекания, основанный на послойной комбинированной подаче тепла, который включает следующие стадии:Figure 4 shows a heat-balanced sintering method based on layer-by-layer combined heat supply, which includes the following steps:
1) смешивание и распределение: приготовление железосодержащего сырья, плавня и твердого топлива и распределение приготовленной смеси спекаемых материалов в тележке 1 синтеровочной машины;1) mixing and distribution: preparation of iron-containing raw materials, flux and solid fuels and distribution of the prepared mixture of sintered materials in the trolley 1 of the sintering machine;
2) зажигание и спекание: установка устройства 6 зажигания непосредственно над тележкой 1 синтеровочной машины над синтеровочной машиной и зажигание смеси спекаемых материалов, которая распределяется внутри тележки 1 синтеровочной машины с помощью запального устройства 6, так что смесь спекаемых материалов в поверхностном слое L1 в тележке 1 синтеровочной машины начинает спекаться; спекание смеси спекаемых материалов в поверхностном слое L1 в тележке 1 синтеровочной машины за счет тепла, подаваемого запальным устройством 6, и тепла, подаваемого твердым топливом в смесь спекаемых материалов, при одновременном отсосе воздуха над смесью спекаемых материалов в тележке 1 синтеровочной машины в воздушную камеру, установленную под тележкой 1 синтеровочной машины, так что смесь материалов для спекания в тележке 1 синтеровочной машины спекается от поверхностного слоя к нижнему слою тележки 1 синтеровочной машины;2) ignition and sintering: placing the
3) накопление тепла и подача тепла: установка устройства 7 накопления тепла после запального устройства 6 и над тележкой 1 синтеровочной машины, впрыск высокотемпературного газа на поверхность материала смеси спекаемых материалов после зажигания и спекания теплом с помощью устройства 7 для накопления тепла, так что высокотемпературный газ снабжает теплом смесь спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2, расположенную ниже смеси спекаемых материалов в поверхностном слое L1; спекание смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2 в тележке 1 синтеровочной машины за счет тепла, подаваемого устройством 7 накопления тепла, тепла, подаваемого твердым топливом в смеси спекаемых материалов, и тепла, накопленного смесью спекаемых материалов в поверхностном слое L1.3) heat accumulation and heat supply: install the heat storage device 7 after the
4) впрыск горючего газа: установка устройства 8 впрыска горючего газа после устройства 7 накопления тепла и над тележкой 1 синтеровочной машины, после накопления тепла и подачи тепла, впрыскивание горючего газа на поверхность материала смеси спекаемых материалов с помощью устройства 8 впрыска горючего газа, так что горючий газ поступает в смесь спекаемых материалов и сгорает в слоях материала для подачи тепла к смеси спекаемых материалов в среднем слое L3, расположенной ниже смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2; спекание смеси спекаемых материалов в среднем слое L3 в тележке 1 синтеровочной машины за счет тепла, подаваемого при сгорании впрыскиваемого горючего газа, тепла, подаваемого твердым топливом в смеси спекаемых материалов, тепла, накопленного смесью спекаемых материалов в поверхностном слое L1 и/или смесью спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2;4) combustible gas injection: installing the combustible gas injection device 8 after the heat storage device 7 and above the car 1 of the sintering machine, after heat accumulation and heat supply, injecting combustible gas onto the material surface of the sintering material mixture with the combustible gas injection device 8, so that combustible gas enters the sinterable material mixture and burns in the material layers to supply heat to the sinterable material mixture in the middle layer L3 located below the sinterable material mixture in the upper middle layer L2; sintering of the mixture of sintered materials in the middle layer L3 in the car 1 of the sintering machine due to the heat supplied by the combustion of the injected combustible gas, the heat supplied by the solid fuel in the mixture of sintered materials, the heat accumulated by the mixture of sintered materials in the surface layer L1 and/or the mixture of sintered materials in the upper middle layer L2;
5) впрыск пара: установка устройства 9 для впрыска пара ниже устройства 8 для впрыска горючего газа и над тележкой 1 синтеровочной машины; и после впрыска горючего газа, впрыск пара на поверхность материала смеси спекаемых материалов с помощью устройства 9 для впрыска пара, так что пар поступает в смесь спекаемых материалов и передает тепло, накопленное смесью спекаемых материалов в поверхностном слое L1, смесью спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2 и смесью спекаемых материалов в среднем слое L3 в тележке 1 синтеровочной машины, в смесь спекаемых материалов в нижнем слое L4, расположенном ниже смеси спекаемых материалов в среднем слое L3; спекание смеси спекаемых материалов в нижнем слое L4 в тележке 1 синтеровочной машины за счет накопленного тепла, передаваемого паром, и тепла подаваемого твердым топливом в смесь спекаемых материалов;5) steam injection: installing the steam injection device 9 below the combustible gas injection device 8 and above the car 1 of the sintering machine; and after injecting combustible gas, injecting steam onto the material surface of the sintering material mixture by the steam injection device 9, so that steam enters the sintered material mixture and transfers the heat accumulated by the sinterable material mixture in the surface layer L1 to the sinterable material mixture in the upper middle layer L2 and the sinter material mixture in the middle layer L3 in the car 1 of the sintering machine, into the sinter material mixture in the lower layer L4 located below the sinter material mixture in the middle layer L3; sintering the mixture of sintered materials in the lower layer L4 in the trolley 1 of the sintering machine due to the accumulated heat transferred by steam and the heat supplied by solid fuel to the mixture of sintered materials;
6) завершение спекания: выгрузка материала из тележки 1 синтеровочной машины после завершения спекания.6) Finishing sintering: Discharging material from cart 1 of the sintering machine after sintering is completed.
Как показано на фигуре 5, по направлению высоты слоев материала слоя материала смеси спекаемых материалов, слои материала смеси спекаемых материалов были разделены на смесь спекаемых материалов в поверхностном слое L1, смесь спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2, смесь спекаемых материалов в среднем слое L3 и смесь спекаемых материалов в нижнем слое L4, сверху вниз. Толщина смеси спекаемых материалов в поверхностном слое L1, толщина смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2, толщина смеси спекаемых материалов в среднем слое L3 и толщина смеси спекаемых материалов в нижнем слое L4 составляет 10%, 15%, 35% и 40% от общей толщины смеси спекаемых материалов, соответственно.As shown in Figure 5, in the direction of the layer height of the material layer of the sintered material mixture material, the material layers of the sintered material mixture were divided into the sintered material mixture in the surface layer L1, the sintered material mixture in the upper middle layer L2, the sintered material mixture in the middle layer L3, and mixture of sintered materials in the lower layer L4, from top to bottom. The thickness of the mixture of sintered materials in the surface layer L1, the thickness of the mixture of sintered materials in the upper middle layer L2, the thickness of the mixture of sintered materials in the middle layer L3 and the thickness of the mixture of sintered materials in the lower layer L4 are 10%, 15%, 35% and 40% of the total thickness of the mixture of sintered materials, respectively.
Пример 2Example 2
Повторяют пример 1, за исключением того, что: на стадии 1) массовая доля твердого топлива в общей смеси спекаемых материалов составляет 1,5%.Example 1 is repeated, except that: in step 1) the mass fraction of solid fuel in the total mixture of sintered materials is 1.5%.
Пример 3Example 3
Повторяют пример 2 был повторен, за исключением того, что: тепло, выделяющееся при сгорании всех видов твердого топлива в смеси спекаемых материалов, составляет 70% тепла, необходимого для процесса спекания.Example 2 was repeated, except that: the heat generated by the combustion of all solid fuels in the mixture of sintered materials is 70% of the heat required for the sintering process.
Пример 4Example 4
Как показано на фигуре 6, повторяют пример 3, был повторен, за исключением того, что: в направлении движения тележки 1 синтеровочной машины последовательно располагают секцию зажигания 2, секцию накопления тепла 3, секцию подачи горючего газа 4 и секцию подачи пара 5. Длина секции 2 зажигания, длина секции 3 накопления тепла, длина секции 4 впрыска горючего газа и длина секции 5 впрыска пара составляют 10%, 15%, 35% и 40% общей длины синтеровочной машины, соответственно.As shown in figure 6, example 3 is repeated, was repeated, except that: in the direction of movement of the carriage 1 of the sintering machine, an
Пример 5Example 5
Повторяют пример 4, за исключением того, что: на стадии 1) железосодержащее сырье включает железорудное сырье, зольную пыль и газовую золу. Доля тепла, требуемого для спекания смеси спекаемых материалов в поверхностном слое L1 в тепле, требуемом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания а1 составляет:Example 4 is repeated, except that: in step 1), the iron-bearing raw material includes iron ore raw material, fly ash and gas ash. The proportion of heat required for sintering the mixture of sintered materials in the surface layer L1 in the heat required for the entire mixture of sintered materials in the sintering process a1 is:
. .
Доля тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания а2, составляет:The proportion of heat required for sintering the mixture of sintered materials in the upper middle layer L2 in the heat required for the entire mixture of sintered materials during sintering a2 is:
а2=к2×а1 (2).a2=k2×a1 (2).
Доля тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в среднем слое L3, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания а3, составляет:The proportion of heat required for sintering the mixture of sintered materials in the middle layer L3 in the heat required for the entire mixture of sintered materials during sintering a3 is:
а3 =к3×(а1+а2) (3).a3 =k3×(a1+a2) (3).
Доля тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в нижнем слое L4, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания а4, составляет:The proportion of heat required for sintering the mixture of sintered materials in the lower layer L4 in the heat required for the entire mixture of sintered materials during sintering a4 is:
а4 =1-(а1+а2+а3) (4).a4 =1-(a1+a2+a3) (4).
где d представляет собой средний размер частиц смеси спекаемых материалов, w1 представляет долю воды в смеси спекаемых материалов, w2 представляет собой долю плавня в смеси спекаемых материалов, w3 представляет собой долю зольной пыли в смеси спекаемых материалов, w4 представляет собой долю газовой золы в смеси спекаемых материалов, m представляет собой вместимость синтеровочной машины, v представляет собой скорость перемещения тележки для синтеровочной машины, k1, k2 и k3 представляют собой коэффициенты рабочих условий, и k1=0,06, k2=0,7, k3=0,3.where d is the average particle size of the mixture of sintered materials, w1 is the proportion of water in the mixture of sintered materials, w2 is the proportion of flux in the mixture of sintered materials, w3 is the proportion of fly ash in the mixture of sintered materials, w4 is the proportion of gaseous ash in the mixture of sintered materials, m is the capacity of the sintering machine, v is the travel speed of the sintering machine cart, k1, k2 and k3 are operating condition coefficients, and k1=0.06, k2=0.7, k3=0.3.
Пример 6Example 6
Повторяют пример 5, за исключением того, что: среди тепла для спекания смеси спекаемых материалов в поверхностном слое L1, 15% тепла приходится на тепло, подаваемое запальным устройством 6, и 85% тепла приходится на тепло, подаваемое твердым топливом в смеси спекаемых материалов.Example 5 is repeated, except that: among the heat for sintering the sinterable material mixture in the surface layer L1, 15% of the heat is from the heat supplied by the
Среди тепла для спекания смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2, 20% тепла приходится на тепло, подаваемое устройством 7 накопления тепла, 65% тепла приходится на тепло, подаваемое твердым топливом в смеси спекаемых материалов, и 15% тепла приходится на тепло, накопленное смесью спекаемых материалов в поверхностном слое L1.Among the heat for sintering the sinterable material mixture in the upper middle layer L2, 20% of the heat is the heat supplied by the heat storage device 7, 65% of the heat is the heat supplied by the solid fuel in the sinterable material mixture, and 15% of the heat is the heat stored mixture of sintered materials in the surface layer L1.
Среди тепла для спекания смеси спекаемых материалов в среднем слое L3, 20% тепла приходится на тепло, поступающее от сжигания впрыскиваемого горючего газа, 60% тепла приходится на тепло, подаваемое твердым топливом в смеси спекаемых материалов, и 20% тепла приходится на тепло, накопленное смесью спекаемых материалов в поверхностном слое L1 и смесью спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2.Among the heat for sintering the sinterable material mixture in the middle layer L3, 20% of the heat is from the heat supplied from the combustion of the injected combustible gas, 60% of the heat is from the heat supplied by the solid fuel in the sinterable material mixture, and 20% of the heat is from the heat stored a mixture of sintered materials in the surface layer L1 and a mixture of sintered materials in the upper middle layer L2.
Среди тепла для спекание смеси спекаемых материалов в нижнем слое L4, 45% тепла приходится на накопленное тепло, переданное паром, и 55% тепла приходится на тепло, подаваемое твердым топливом в смеси спекаемых материалов.Among the heat for sintering the sinterable material mixture in the lower layer L4, 45% of the heat is stored heat transferred by steam, and 55% of the heat is heat supplied by solid fuel in the sinterable material mixture.
Пример 7Example 7
Как показано на фигуре 7, повторяют пример 6, за исключением того, что: на стадии 2) в секции 2 зажигания синтеровочной машины представлено запальное устройство 6. Запальное устройство 6 включает в себя огнеупорную стенку 601 печи, расположенную на верхней части тележки 1 синтеровочной машины, и запальное сопло 602, расположенное на огнеупорной стенке 601 печи. Запальные сопла 602 расположены в 2 ряда по ходу движения тележки 1 синтеровочной машины, и 2 ряда запальных сопел 602 располагаются под наклоном друг против друга на верхней части огнеупорной стенки 601 печи. Проекции отверстий сопел на переднем конце расположенных напротив друг друга запальных сопел 602 перекрываются на поверхности спекаемых материалов в наклонном направлении, Во время зажигания, пламя, образованное двумя противоположными рядами запальных сопел 602, встречается на поверхности спекаемых материалов, образуя высокотемпературную зону зажигания, перпендикулярную направлению движения тележки 1 синтеровочной машины. В то же время, высокотемпературный отходящий газ в запальном устройстве 6 подается в слои спекаемых материалов для подачи дополнительного тепла в смесь спекаемых материалов в поверхностном слое L1.As shown in Figure 7, example 6 is repeated except that: in step 2), an
Пример 8Example 8
Повторяют пример 7, за исключением того, что: на стадии 2) глубина зажигания De запального устройства 6 составляет:Example 7 is repeated, except that: in step 2), the ignition depth De of the
, ,
где a1 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в поверхностном слое, в тепле, необходимом всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, a4 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в нижнем слое, в тепле, необходимом всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, d представляет собой средний размер частиц смеси спекаемых материалов, w1 представляет собой долю воды в смеси спекаемых материалов, w2 представляет собой долю плавня в смеси спекаемых материалов, w3 представляет долю зольной пыли в смеси спекаемых материалов, w4 представляет долю газовой золы в смеси спекаемых материалов, k4 представляет собой коэффициент рабочих условий и k4=0,5.where a1 is the proportion of heat required for sintering the mixture of sintered materials in the surface layer, in the heat required for the entire mixture of sintered materials during the sintering process, a4 is the proportion of heat required for sintering the mixture of sinterable materials in the lower layer, in the heat required for the entire mixture of sintered materials during sintering, d is the average particle size of the mixture of sintered materials, w1 is the proportion of water in the mixture of sintered materials, w2 is the proportion of flux in the mixture of sintered materials, w3 is the proportion of fly ash in the mixture of sintered materials, w4 is the proportion gas ash in a mixture of sintered materials, k4 is the coefficient of operating conditions and k4=0.5.
Пример 9Example 9
Повторяют пример 8, за исключением того, что: на стадии 3) устройство 7 накопления тепла устанавливают в секции 3 накопления тепла синтеровочной машины. В секции 3 накопления тепла, устройство 7 накопления тепла впрыскивает высокотемпературный газ с постепенным снижением температуры на поверхности спекаемых материалов, которую последовательно зажигают и спекают в направлении движения тележки 1 синтеровочной машины, чтобы завершить ступенчатое нагревание в дополнение к смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2, расположенном ниже смеси спекаемых материалов в поверхностном слое L1. Высокотемпературным газом является отходящий газ спекания.Example 8 is repeated, except that: in step 3), the heat storage device 7 is installed in the
Пример 10Example 10
Повторяют пример 9, за исключением того, что: на стадии 3) тепло Q, подаваемое устройством 7 накопления тепла, составляет:Example 9 is repeated, except that: in step 3), the heat Q supplied by the heat storage device 7 is:
, ,
где а2 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое, в тепле, необходимом всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, а4 представляет собой долю количества тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в нижнем слое, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, m представляет собой вместимость синтеровочной машины, v представляет собой скорость движения тележки синтеровочной машины, d представляет собой средний размер частиц смеси спекаемых материалов, k5 представляет собой коэффициент рабочих условий, и k5=0,1.where a2 is the proportion of heat required to sinter the mixture of sinterable materials in the upper middle layer, in the heat required for the entire mixture of sintered materials during the sintering process, a4 is the proportion of the amount of heat required to sinter the mixture of sinterable materials in the lower layer, in heat, required for the entire mixture of sintered materials during the sintering process, m is the capacity of the sintering machine, v is the speed of the sintering machine carriage, d is the average particle size of the mixture of sintered materials, k5 is the operating condition coefficient, and k5=0.1.
Пример 11Example 11
Повторяют пример 10, за исключением того, что: на стадии 4), стадию впрыска газа проводят, предоставляя устройство 8 впрыска газа в секции 4 впрыска горючего газа над тележкой 1 синтеровочной машины. В секции 4 впрыска горючего газа, горючий газ, впрыскиваемый устройством 8 впрыска газа, смешивается с воздухом, всасываемым над тележкой 1 синтеровочной машины, и затем втягивается в слои спекаемых материалов, в которых горючий газ сжигается, чтобы завершить дополнительную подачу тепла к смеси спекаемых материалов в среднем слое L3, расположенном ниже смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2.Example 10 is repeated, except that: in step 4), the gas injection step is carried out by providing a gas injection device 8 in the combustible
Пример 12Example 12
Повторяют пример 11, за исключением того, что: многосекционные зоны впрыска горючего газа представлены в секции 4 впрыска горючего газа, и количество горючего газа, впрыскиваемого устройством 8 впрыска газа в каждую секцию зон впрыска газа, регулируют для достижения ступенчатой подачи дополнительного тепла в смесь спекаемых материалов в среднем слое L3, расположенном ниже смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2.Example 11 is repeated, except that: multi-section combustible gas injection zones are provided in the combustible
Пример 13Example 13
Повторяют пример 11, за исключением того, что: на стадии 4) концентрация С горючего газа, впрыскиваемого устройством для впрыска газа 8, составляет:Example 11 is repeated except that: in step 4), the concentration C of the combustible gas injected by the gas injection device 8 is:
, ,
где S1 представляет площадь впрыска горючего газа, S2 представляет собой площадь синтеровочной машины, a3 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в среднем слое, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, a4 представляет собой долю тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в нижнем слое, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, m представляет собой вместимость синтеровочной машины, v представляет собой скорость движения тележки синтеровочной машины, k6 представляет собой коэффициент рабочих условий, где k6=0,2.where S 1 is the combustible gas injection area, S 2 is the sintering machine area, a3 is the proportion of the heat required to sinter the mixture of sintered materials in the middle layer in the heat required for the entire mixture of sintered materials during the sintering process, a4 is the proportion the heat required to sinter the mixture of sintered materials in the lower layer, in the heat required for the entire mixture of sintered materials during the sintering process, m is the capacity of the sintering machine, v is the speed of the sintering machine cart, k6 is the operating conditions coefficient, where k6 =0.2.
Пример 14Example 14
Повторяют пример 13, за исключением того, что: на стадии 5), стадию впрыска пара проводят установкой устройства подачи пара 9 в секции 5 впрыска пара над тележкой 1 синтеровочной машины. В секции 5 впрыска пара, устройство 9 впрыска пара впрыскивает пар на поверхность материала смеси спекаемых материалов, и пар втягивается в слои спекаемых материалов. Благодаря характеристикам сильной теплопередачи пара, и дополнительно используя тепло, накопленное в слоях спекаемых материалов, как тепло, дополнительное для завершения спекания смеси спекаемых материалов в нижнем слое L4, расположенном ниже спекания смеси материалов в среднем слое L3.Example 13 is repeated, except that: in step 5), the steam injection step is carried out by installing the steam supply device 9 in the
Пример 15Example 15
Повторяют пример 14, за исключением того, что: тепло Qобщее, требуемое всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания, составляет:Example 14 is repeated, except that: the total heat Q required by the entire mixture of sintered materials during the sintering process is:
, ,
где d представляет собой средний размер частиц смеси спекаемых материалов, w1 представляет собой долю воды в смеси спекаемых материалов, w2 представляет собой долю плавня в смеси спекаемых материалов, w3 представляет собой долю зольной пыли в смеси спекаемых материалов, w4 представляет собой долю газовой золы в смеси спекаемых материалов, w5 представляет собой долю железорудного сырья в смеси спекаемых материалов, k7 представляет собой коэффициент рабочих условий, и k7 находится в диапазоне 0,35.where d is the average particle size of the mixture of sintered materials, w1 is the proportion of water in the mixture of sintered materials, w2 is the proportion of flux in the mixture of sintered materials, w3 is the proportion of fly ash in the mixture of sintered materials, w4 is the proportion of gaseous ash in the mixture sintering materials, w5 is the proportion of iron ore in the mixture of sintered materials, k7 is the operating condition coefficient, and k7 is in the range of 0.35.
Пример 16Example 16
Как показано на рисунке 8, повторяют пример 15, за исключением того, что: на стадии 1), после завершения распределения смеси спекаемых материалов, на поверхность материала смеси спекаемых материалов с интервалами в направлении движения тележки 1 синтеровочной машины наносят восемь канавок 10. В тележке 1 синтеровочной машины, плоская поверхность материала и вогнутая поверхность материала, образовавшаяся после формирования канавок 10, располагаются на одинаковом расстоянии друг от друга. Поверхность вогнутого материала имеет форму полукруга.As shown in Figure 8, example 15 is repeated, except that: in step 1), after the distribution of the sintered material mixture is completed, eight
Пример 17Example 17
Повторяют пример 16, за исключением того, что: стадия 2) дополнительно включает стадию визуального распознавания и наблюдения за поверхностью материала, в частности: после завершения зажигания и спекания, поверхность материала смеси спекаемых материалов непрерывно фотографируют для получения изображения в режиме реального времени поверхности спеченного материала. Состояние зажигания соответствующего положения поверхности спеченного материала определяют путем извлечения характеристик изображения, чтобы получить онлайн-мониторинг состояния зажигания поверхности спеченного материала в режиме реального времени.Example 16 is repeated, except that: step 2) further includes a step of visual recognition and observation of the surface of the material, in particular: after ignition and sintering is completed, the material surface of the mixture of sintered materials is continuously photographed to obtain a real-time image of the surface of the sintered material . The ignition state of the corresponding position of the sintered body surface is determined by extracting image characteristics to obtain a real-time online monitoring of the ignition state of the sintered body surface.
Пример 18Example 18
Повторяют пример 17, за исключением того, что: стадия 6) дополнительно включает в себя стадию идентификации и контроля красного слоя поперечного сечения задней части машины. В частности, после завершения спекания отображается поперечное сечение задней части машины слоев спекаемых материалов, когда тележка синтеровочной машины 1 переворачивается и разгружается, и общее состояние топлива в слоях спеченного материала определяется путем обработки изображений, чтобы провести онлайн-корректировку количества топлива в слоях спекаемых материалов в режиме реального времени.Example 17 is repeated, except that: step 6) further includes the step of identifying and inspecting the red cross-sectional layer of the rear of the machine. Specifically, after sintering is completed, a cross-section of the back of the sintering material layer machine is displayed when the sintering machine car 1 is turned over and unloaded, and the overall condition of the fuel in the sintered material layers is determined by image processing to make online correction of the amount of fuel in the sintered material layers in real time.
Пример 19Example 19
Повторяют пример 18, за исключением того, что: на стадии 1) массовая доля твердого топлива в общей массе спекаемых материалов составляет 0,5%.Example 18 is repeated, except that: in stage 1) the mass fraction of solid fuel in the total mass of sintered materials is 0.5%.
Пример 20Example 20
Повторяют пример 18, за исключением того, что: на стадии 1) массовая доля твердого топлива в общей смеси спекаемых материалов составляет 1,0%.Repeat example 18, except that: in stage 1) the mass fraction of solid fuel in the total mixture of sintered materials is 1.0%.
Пример 21Example 21
Повторяют пример 18, за исключением того, что: на стадии 1) массовая доля твердого топлива в общей смеси спекаемых материалов составляет 2,0%.Example 18 is repeated, except that: in step 1) the mass fraction of solid fuel in the total mixture of sintered materials is 2.0%.
Пример 22Example 22
Повторяют пример 18, за исключением того, что: на стадии 1) массовая доля твердого топлива в общей массе спекаемых материалов составляет 2,5%.Repeat example 18, except that: in stage 1) the mass fraction of solid fuel in the total mass of sintered materials is 2.5%.
Пример 23Example 23
Повторяют пример 22, за исключением того, что тепло, выделяющееся при сгорании всех видов твердого топлива в смеси спекаемых материалов, составляет 90% тепла, необходимого для процесса спекания.Example 22 is repeated, except that the heat generated by the combustion of all solid fuels in the mixture of sintered materials is 90% of the heat required for the sintering process.
Пример 24Example 24
Повторяют пример 23, за исключением того, что: плоская поверхность материала и вогнутая поверхность материала, образованные после формирования канавок 10, расположены с постепенно увеличивающимся интервалом на расстоянии от средней точки в направлении ширины поверхности материала спекаемой смеси материалов в качестве начала до с обеих сторон. Вогнутая поверхность материала имеет V-образную форму.Example 23 is repeated, except that: the flat surface of the material and the concave surface of the material formed after the formation of the
Пример применения 1Application example 1
Способ теплосбалансированного спекания, основанный на послойной комбинированной подаче тепла, включает следующие стадии:The method of heat-balanced sintering, based on layer-by-layer combined heat supply, includes the following stages:
1) Смешивание и распределение: готовят 82,3% железорудного сырья, 6% плавня, 1,0% твердого топлива, 1% зольной пыли, 2,7% газовой золы и 7% воды. Приготовленную смесь спекаемых материалов распределялась по тележке 1 синтеровочной машины. В настоящем документе, твердым топливом является кокс. Тепло, выделяющееся при сгорании всех видов твердого топлива в смеси спекаемых материалов, составляет 60% тепла, необходимого для процесса спекания.1) Mixing and distribution: prepare 82.3% iron ore, 6% flux, 1.0% solid fuel, 1% fly ash, 2.7% gas ash and 7% water. The prepared mixture of sintered materials was distributed over the trolley 1 of the sintering machine. In this document, the solid fuel is coke. The heat released during the combustion of all types of solid fuels in a mixture of sintered materials is 60% of the heat required for the sintering process.
После завершения распределения смеси спекаемых материалов, делают множество канавок 10 на поверхности материала смеси спекаемых материалов с интервалами в направлении движения тележки 1 синтеровочной машины. Плоская поверхность материала и вогнутая поверхность материала, образовавшиеся после образования канавок 10, расположены на равном расстоянии на тележке 1 синтеровочной машины. Вогнутая поверхность материала имеет форму полукруга.After the distribution of the mixture of sintered materials is completed, a plurality of
2) Зажигание и спекание: непосредственно над тележкой 1 синтеровочной машины устанавливают запальное устройство 6. Запальное устройство 6 зажигает смесь спекаемых материалов, которая распределена внутри тележки 1 синтеровочной машины, так чтобы смесь спекаемых материалов в поверхностном слое L1 в тележке 1 синтеровочной машины начала спекаться. На смесь спекаемых материалов в поверхностном слое L1 в тележке 1 синтеровочной машины подают тепло с помощью запального устройства 6 и твердого топлива в смеси спекаемых материалов. В то же время, воздух над смесью спекаемых материалов в тележке засасывался в воздушную камеру, установленную под тележкой 1 синтеровочной машины таким образом, чтобы смесь спекаемых материалов в тележке 1 синтеровочной машины спекалась от поверхностного слоя до нижнего слоя тележки.2) Ignition and sintering: An
3) Накопление тепла и подача тепла: после устройства 6 зажигания и над тележкой 1 синтеровочной машины устанавливают устройство 7 накопления тепла. Устройство 7 накопления тепла впрыскивает высокотемпературный газ на поверхность материала смеси спекаемых материалов после зажигания и спекания, так что смесь спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2, расположенная ниже смеси спекаемых материалов в поверхностном слое L1, нагревается высокотемпературным газом. Смесь спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2 в тележке 1 синтеровочной машины спекается за счет тепла, подаваемого устройством 7 накопления тепла, тепла, подаваемого твердым топливом в смеси спекаемых материалов, и тепла, накопленного смесью спекаемых материалов в поверхностном слое L1.3) Heat accumulation and heat supply: after the
4) Впрыск горючего газа: после устройства 7 накопления тепла и над тележкой 1 синтеровочной машины устанавливают устройство 8 впрыска горючего газа. После накопления тепла и подачи тепла, устройство 8 впрыска горючего газа впрыскивает горючий газ на поверхность материала смеси спекаемых материалов, так, чтобы горючий газ попал в смесь спекаемых материалов и сгорел в слоях материалов так, чтобы подать тепло к смеси спекаемых материалов в среднем слое L3, расположенной ниже смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2. Смесь спекаемых материалов в среднем слое L3 в тележке 1 синтеровочной машины спекают теплом, подаваемым при сгорании впрыскиваемого горючего газа, теплом, подаваемым твердым топливом в смеси спекаемых материалов, и запасом тепла в смеси спекаемых материалов в поверхностном слое L1 и смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2.4) Combustible gas injection: after the heat storage device 7 and above the car 1 of the sintering machine, a combustible gas injection device 8 is installed. After heat accumulation and heat supply, the combustible gas injection device 8 injects combustible gas onto the material surface of the sintered material mixture, so that the combustible gas enters the sintered material mixture and burns in the material layers so as to supply heat to the sinterable material mixture in the middle layer L3 located below the mixture of sintered materials in the upper middle layer L2. The mixture of sintered materials in the middle layer L3 in the car 1 of the sintering machine is sintered by the heat supplied by the combustion of the injected combustible gas, the heat supplied by the solid fuel in the mixture of sintered materials, and the heat reserve in the mixture of sintered materials in the surface layer L1 and the mixture of sintered materials in the upper middle layer L2.
Впрыск пара: устройство 9 для впрыска пара устанавливают после устройства 8 для впрыска горючего газа и над тележкой 1 синтеровочной машины. После впрыска горючего газа, устройство 9 для впрыска пара впрыскивает пар на поверхность материала смеси спекаемых материалов так, чтобы пар попал в смесь спекаемых материалов и перенес накопленное тепло смеси спекаемых материалов в поверхностном слое L1, смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2 и смеси спекаемых материалов в среднем слое L3 при спекании в тележке 1 синтеровочной машины в смесь спекаемых материалов в нижнем слое L4, расположенную ниже смеси спекаемых материалов в среднем слое L3. Смесь спекаемых материалов в нижнем слое L4 спекается за счет накопленного тепла, переносимого паром, и тепла, поступающего от твердого топлива в смеси спекаемых материалов.Steam injection: The steam injection device 9 is installed after the combustible gas injection device 8 and above the car 1 of the sintering machine. After the combustible gas is injected, the steam injection device 9 injects steam onto the material surface of the sintering material mixture so that the steam enters the sinterable material mixture and transfers the accumulated heat of the sinterable material mixture in the surface layer L1, the sinterable material mixture in the upper middle layer L2, and the sinterable material mixture materials in the middle layer L3 during sintering in the car 1 of the sintering machine into the mixture of sintered materials in the lower layer L4, located below the mixture of sintered materials in the middle layer L3. The mixture of sinterable materials in the bottom layer L4 is sintered by the accumulated heat carried by the steam and the heat supplied from the solid fuel in the mixture of sintered materials.
6) Завершение спекания: после завершения спекания материал выгружают из тележки 1 синтеровочной машины.6) Completion of sintering: After the completion of sintering, the material is discharged from the car 1 of the sintering machine.
Как упоминалось выше, в этом примере, по направлению высоты слоев материала смеси спекаемых материалов, слои материала смеси спекаемых материалов разделены на смесь спекаемых материалов в поверхностном слое L1, смесь спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2, смесь спекаемых материалов в среднем слое L3 и смесь спекаемых материалов в нижнем слое L4 сверху вниз. Толщина смеси спекаемых материалов в поверхностном слое L1, толщина смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2, толщина смеси спекаемых материалов в среднем слое L3 и толщина смеси спекаемых материалов в нижнем слое L4 составляют 10%, 15%, 35% и 40% от общей толщины смеси спекаемых материалов, соответственно.As mentioned above, in this example, in the height direction of the material layers of the sintered material mixture, the material layers of the sintered material mixture are divided into the sinterable material mixture in the surface layer L1, the sinterable material mixture in the upper middle layer L2, the sinterable material mixture in the middle layer L3, and the mixture sintered materials in the lower layer L4 from top to bottom. The thickness of the mixture of sintered materials in the surface layer L1, the thickness of the mixture of sintered materials in the upper middle layer L2, the thickness of the mixture of sintered materials in the middle layer L3 and the thickness of the mixture of sintered materials in the lower layer L4 are 10%, 15%, 35% and 40% of the total thickness of the mixture of sintered materials, respectively.
В этом примере, по направлению движения тележки 1 синтеровочной машины на синтеровочной машине последовательно расположены секция 2 зажигания, секция 3 накопления тепла, секция 4 впрыска горючего газа и секция 5 впрыска пара. Длина секции 2 зажигания, длина секции 3 накопления тепла, длина секции 4 впрыска газа и длина секции 5 впрыска пара составляет 10%, 15%, 35% и 40% от общей длины синтеровочной машины, соответственно.In this example, in the direction of travel of the sintering machine trolley 1, the
В этом примере, доля тепла, требуемого для спекания смеси спекаемых материалов в поверхностном слое L1 в тепле, требуемом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания а1 составляет:In this example, the proportion of heat required for sintering the mixture of sintered materials in the surface layer L1 in the heat required for the entire mixture of sintered materials in the sintering process a1 is:
=38,1% (1). =38.1% (1).
Доля тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания а2, составляет:The proportion of heat required for sintering the mixture of sintered materials in the upper middle layer L2 in the heat required for the entire mixture of sintered materials during sintering a2 is:
a2 = k2×a1=26,7% (2).a2 = k2×a1=26.7% (2).
Доля тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в среднем слое L3, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания а3, составляет:The proportion of heat required for sintering the mixture of sintered materials in the middle layer L3 in the heat required for the entire mixture of sintered materials during sintering a3 is:
a3 =k3×(a1+a2) =19,4% (3).a3 =k3×(a1+a2) =19.4% (3).
Доля тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в нижнем слое L4, в тепле, необходимом для всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания а4, составляет:The proportion of heat required for sintering the mixture of sintered materials in the lower layer L4 in the heat required for the entire mixture of sintered materials during sintering a4 is:
a4 =1-(a1+a2+a3) =15,8% (4).a4 =1-(a1+a2+a3) =15.8% (4).
где d представляет собой средний размер частиц смеси спекаемых материалов, и d=0,5 см. w1 представляет долю воды в смеси спекаемых материалов, и w1=7%. w2 представляет собой долю плавня в смеси спекаемых материалов, и w2=6%. w3 представляет собой долю зольной пыли в смеси спекаемых материалов, и w3=1%. w4 представляет собой долю газовой золы в смеси спекаемых материалов, и w4=2,7%. m представляет собой вместимость синтеровочной машины, и m=880 т/ч. v представляет собой скорость перемещения тележки для синтеровочной машины, и v=120 м/ч. k1, k2 и k3 представляют собой коэффициенты рабочих условий, и k1=0,06, k2=0,7, k3=0,3.where d is the average particle size of the mixture of sintered materials, and d=0.5 cm. w1 is the proportion of water in the mixture of sintered materials, and w1=7%. w2 is the proportion of flux in the mixture of sintered materials, and w2=6%. w3 is the proportion of fly ash in the mixture of sintered materials, and w3=1%. w4 is the proportion of gaseous ash in the mixture of sintered materials, and w4=2.7%. m is the capacity of the sintering machine, and m=880 t/h. v is the travel speed of the car for the sintering machine, and v=120 m/h. k1, k2 and k3 are operating condition coefficients, and k1=0.06, k2=0.7, k3=0.3.
В этом примере тепло, необходимое всей смеси спекаемых материалов в процессе спекания Qобщее, составляет:In this example, the heat required by the entire mixture of sintered materials during the sintering process Q total is:
=1,422 ГДж/t-s (8), =1.422 GJ/ts (8),
где w5 представляет собой долю железорудного сырья в смеси спекаемых материалов, и w=82,3%. k7 представляет собой коэффициент рабочих условий, и k7 находится в диапазоне 0,35.where w5 is the proportion of iron ore in the mixture of sintered materials, and w=82.3%. k7 is the operating condition coefficient, and k7 is in the range of 0.35.
В этом примере, из тепла для спекания смеси спекаемых материалов в поверхностном слое L1, тепло, подаваемое запальным устройством 6, и тепло, подаваемое твердым топливом в смеси спекаемых материалов, составляет 15% и 85%, соответственно.In this example, from the heat for sintering the sinterable material mixture in the surface layer L1, the heat supplied by the
Из тепла для спекания смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2, тепло, подаваемое устройством 7 накопления тепла, тепло, подаваемое твердым топливом в смеси спекаемых материалов, и тепло, накопленное смесью спекаемых материалов в поверхностном слое L1, составляет 20%, 65% и 15%, соответственно.Of the heat for sintering the sintering material mixture in the upper middle layer L2, the heat supplied by the heat storage device 7, the heat supplied by the solid fuel in the sintering material mixture, and the heat stored by the sintering material mixture in the surface layer L1 is 20%, 65% and 15%, respectively.
Из тепла для спекания смеси спекаемых материалов в среднем слое L3, тепло, подаваемое при сгорании впрыскиваемого горючего газа, тепло, подаваемое твердым топливом в смеси спекаемых материалов, тепло, накопленное смесью спекаемых материалов в поверхностном слое L1 и смесью спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2, составляет 20%, 60% и 20%, соответственно.From the heat for sintering the sintering material mixture in the middle layer L3, the heat supplied by combustion of the injected combustible gas, the heat supplied by the solid fuel in the sintering material mixture, the heat accumulated by the sintering material mixture in the surface layer L1 and the sintering material mixture in the upper middle layer L2 , is 20%, 60% and 20%, respectively.
Их тепла, необходимого для спекания смеси спекаемых материалов в нижнем слое L4, запас тепла, передаваемый паром, и тепло, подаваемое твердым топливом в смеси спекаемых материалов, составляют 45% и 55%, соответственно.Their heat required for sintering the mixture of sintered materials in the lower layer L4, the heat transferred by steam, and the heat supplied by solid fuel in the mixture of sintered materials are 45% and 55%, respectively.
На стадии 2) в данном примере зажигание и этап спекания выполняют с помощью устройства 6 зажигания, расположенного в секции 2 зажигания над тележкой 1 синтеровочной машины. Устройство 6 зажигания включает в себя огнеупорную стенку 601 печи, расположенную в верхней части тележки 1 синтеровочной машины, и запальное сопло 602, расположенное на огнеупорной стенке 601 печи. Запальные сопла 602 расположены в 2 ряда в направлении движения тележке 1 синтеровочной машины, и 2 ряда запальных сопел 602 расположены под наклоном друг к другу в верхней части огнеупорной стенки 601 печи. Проекции отверстий сопел на переднем конце противоположно расположенных запальных сопел 602 перекрываются на поверхности спекаемых материалов вдоль наклонного направления. Во время зажигания, пламя, образованное двумя противоположными рядами запальных сопел 602, встречается на поверхности спекаемых материалов, образуя высокотемпературную зону зажигания, перпендикулярную направлению движения тележки 1 синтеровочной машины. В то же время, высокотемпературный отходящий газ в запальном устройстве 6 втягивался в слои спекаемых материалов для дополнительного нагрева смеси спекаемых материалов в поверхностном слое L1. На этой стадии, глубина зажигания De запального устройства 6 составляет:In step 2) in this example, the ignition and the sintering step are carried out by means of an
=0,03м (5), =0.03m (5),
где k4 представляет собой коэффициент рабочих условий, и k4=0,5.where k4 is the operating condition factor, and k4=0.5.
На стадии 3) стадию накопления тепла и подачи тепла проводят с применением устройства 7 накопления тепла устанавливают в секции 3 накопления тепла синтеровочной машины 1. В секции 3 накопления тепла, устройство 7 накопления тепла впрыскивает высокотемпературный газ с постепенным снижением температуры на поверхности спекаемых материалов, которую последовательно зажигают и спекают в направлении движения тележки 1 синтеровочной машины, чтобы завершить ступенчатое нагревание в дополнение к смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2, расположенном ниже смеси спекаемых материалов в поверхностном слое L1. На этой стадии, тепло Q, подаваемое устройством 7 накопления тепла, составляет:In step 3), the heat storage and heat supply stage is carried out using a heat storage device 7 installed in the
=0,291 ГДж/t-s (6), =0.291 GJ/ts (6),
где k5 представляет собой коэффициент рабочих условий, и k5=0,1.where k5 is the operating condition factor and k5=0.1.
На стадии 4), стадию впрыска горючего газа проводят, предоставляя устройство 8 впрыска газа в секции 4 впрыска горючего газа над тележкой 1 синтеровочной машины. В секции 4 впрыска горючего газа, горючий газ, впрыскиваемый устройством 8 впрыска газа, смешивается с воздухом, всасываемым над тележкой 1 синтеровочной машины, и затем втягивается в слои спекаемых материалов, в которых горючий газ сжигается, чтобы завершить дополнительную подачу тепла к смеси спекаемых материалов в среднем слое L3, расположенном ниже смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2. Кроме того, многосекционные зоны впрыска горючего газа представлены в секции 4 впрыска горючего газа. Количество горючего газа, впрыскиваемого устройством 8 впрыска газа в каждую секцию зон впрыска газа, регулируют для достижения ступенчатой подачи дополнительного тепла в смесь спекаемых материалов в среднем слое L3, расположенном ниже смеси спекаемых материалов в верхнем среднем слое L2. На этой стадии, концентрация С горючего газа, впрыскиваемого устройством для впрыска газа 8, составляет:In step 4), the combustible gas injection step is carried out by providing a gas injection device 8 in the combustible
=3,5% (7), =3.5% (7),
где S1 представляет площадь впрыска горючего газа, и S1=100 м2. S2 представляет собой площадь синтеровочной машины, и S2=360 м2. k6 представляет собой коэффициент рабочих условий, и k6=0,2.where S 1 represents the combustible gas injection area, and S 1 =100 m 2 . S 2 is the area of the sintering machine, and S 2 =360 m 2 . k6 is the operating condition coefficient, and k6=0.2.
На стадии 5), стадию впрыска пара проводят установкой устройства подачи пара 9 в секции 5 впрыска пара над тележкой 1 синтеровочной машины. В секции 5 впрыска пара, устройство 9 впрыска пара впрыскивает пар на поверхность материала смеси спекаемых материалов, и пар втягивается в слои спекаемых материалов. Благодаря характеристикам сильной теплопередачи пара, и дополнительно используя тепло, накопленное в слоях спекаемых материалов, как тепло, дополнительное для завершения спекания смеси спекаемых материалов в нижнем слое L4, расположенном ниже спекания смеси материалов в среднем слое L3.In step 5), the steam injection step is carried out by installing the steam supply device 9 in the
Способ также включает стадию визуального распознавания и наблюдения за поверхностью материала. После завершения зажигания и спекания, поверхность материала смеси спекаемых материалов фотографируют для получения изображения поверхности спекаемых материалов в режиме реального времени, и состояние зажигания соответствующего положения поверхности спекаемых материалов определяют путем извлечения характеристик изображения, чтобы получить онлайн-мониторинг состояния зажигания поверхности спекаемых материалов в режиме реального времени.The method also includes the step of visual recognition and observation of the surface of the material. After the completion of ignition and sintering, the material surface of the sintered material mixture is photographed to obtain a real-time image of the surface of the sintered materials, and the ignition state of the corresponding position of the surface of the sintered materials is determined by image feature extraction to obtain online monitoring of the ignition state of the surface of the sintered materials in real time. time.
Способ также включает стадию идентификации и контроля красного слоя поперечного сечения задней части машины: после завершения спекания, получают изображение поперечного сечения задней части машины слоев спекаемых материалов при переворачивании и разгрузке тележки 1 синтеровочной машины, и затем путем обработки изображения определяют общее состояние топлива в слоях спекаемых материалов, чтобы получить онлайн-регулировку количества топлива в слоях спекаемых материалов в режиме реального времени.The method also includes the stage of identification and control of the red layer of the cross-section of the rear of the machine: after sintering is completed, an image of the cross-section of the rear of the machine of the layers of sintered materials is obtained when turning over and unloading the cart 1 of the sintering machine, and then by processing the image, the overall condition of the fuel in the layers of sintered materials is determined. materials to get online adjustment of the amount of fuel in the layers of sintered materials in real time.
Сравнительный пример 1Comparative Example 1
Готовят 82,3% железорудного сырья, 6% плавня, 4,5% твердого топлива, 1% зольной пыли, 2,7% газовой золы и 3,5% воды, и полученную смесь спекаемых материалов распределяют в тележке синтеровочной машины, и затем производят зажигание и спекание. В настоящем примере, твердым топливом является кокс.82.3% iron ore raw materials, 6% flux, 4.5% solid fuel, 1% fly ash, 2.7% gas ash and 3.5% water are prepared, and the resulting mixture of sintered materials is distributed in the car of the sintering machine, and then produce ignition and sintering. In the present example, the solid fuel is coke.
В примере применения 1 и сравнительном примере 1, охлаждение с помощью кольцевой холодной машины после спекания проводят для получения аглоруды. Соответствующие данные каждого примера тестируют и записывают, как показано в Таблице 1 ниже.In Application Example 1 and Comparative Example 1, cooling with an annular cold machine after sintering was carried out to obtain sinter ore. The corresponding data of each example is tested and recorded as shown in Table 1 below.
Таблица 1. Данные эффективности при тестированииTable 1. Testing Efficacy Data
Из таблицы 1 видно, что по сравнению с известным уровнем техники, способ теплосбалансированного спекания, основанный на послойной комбинированной подаче тепла по настоящему изобретению может эффективно снизить потребление твердого топлива в процессе спекания. Распределение температуры слоев спекаемого материала является более равномерным и подходящим. Качество аглоруды эффективно улучшается, и выброс загрязняющих веществ, таких как NOx и парниковых газов, таких как CO2, в процессе спекания значительно снижают, что является настоящим экологичным теплосбалансированным и низкоуглеродным способом спекания.It can be seen from Table 1 that, compared with the prior art, the heat-balanced sintering method based on the layered combined heat supply of the present invention can effectively reduce the consumption of solid fuel in the sintering process. The temperature distribution of the layers of the sintered material is more uniform and suitable. The quality of the sinter ore is effectively improved, and the emission of pollutants such as NOx and greenhouse gases such as CO2 during the sintering process is greatly reduced, which is a true environmentally friendly heat-balanced and low-carbon sintering method.
Claims (75)
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011527427.9 | 2020-12-22 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2790990C1 true RU2790990C1 (en) | 2023-03-01 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU971898A1 (en) * | 1981-04-03 | 1982-11-07 | Институт газа АН УССР | Method and apparatus for heating material during sintering |
| UA23094A (en) * | 1995-02-27 | 1998-06-30 | Донбаська Державна Машинобудівна Академія | A method for pelletizing iron-ore concentrates |
| CN103320605A (en) * | 2013-06-25 | 2013-09-25 | 攀钢集团攀枝花钢钒有限公司 | Sintering method and sintering equipment of iron ore |
| WO2017159962A1 (en) * | 2016-03-18 | 2017-09-21 | 주식회사 포스코 | Sintering apparatus and sintering method |
| CN107354294A (en) * | 2016-05-10 | 2017-11-17 | 中冶长天国际工程有限责任公司 | A kind of soaking sintering process based on fuel gas injection |
| CN110592370B (en) * | 2019-09-09 | 2020-10-09 | 中南大学 | A low-carbon and low-emission sintering method based on multi-type gas coupled injection |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU971898A1 (en) * | 1981-04-03 | 1982-11-07 | Институт газа АН УССР | Method and apparatus for heating material during sintering |
| UA23094A (en) * | 1995-02-27 | 1998-06-30 | Донбаська Державна Машинобудівна Академія | A method for pelletizing iron-ore concentrates |
| CN103320605A (en) * | 2013-06-25 | 2013-09-25 | 攀钢集团攀枝花钢钒有限公司 | Sintering method and sintering equipment of iron ore |
| WO2017159962A1 (en) * | 2016-03-18 | 2017-09-21 | 주식회사 포스코 | Sintering apparatus and sintering method |
| CN107354294A (en) * | 2016-05-10 | 2017-11-17 | 中冶长天国际工程有限责任公司 | A kind of soaking sintering process based on fuel gas injection |
| CN110592370B (en) * | 2019-09-09 | 2020-10-09 | 中南大学 | A low-carbon and low-emission sintering method based on multi-type gas coupled injection |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN112725615B (en) | Soaking sintering method based on layered composite heat supply | |
| CN113267053B (en) | System and method for producing cement clinker by using full-oxygen combustion circulation preheating | |
| CN1084782C (en) | Integrative cokery and its coking process | |
| KR101665066B1 (en) | Apparatus and Method for Manufacturing Sintered Ore | |
| JP6257779B2 (en) | Sintered ore manufacturing equipment and sintered ore manufacturing method using the same | |
| CN101839473A (en) | Flue gas recirculation high temperature air energy-saving and environmental protection combustion technology | |
| JP2010126773A (en) | Method for producing sintered ore | |
| CN202546811U (en) | Compound furnace arch and compound secondary air structure | |
| CN202119244U (en) | Tunnel kiln for firing ceramic heat accumulator | |
| CN114085990A (en) | Micro-fine particle biomass fuel and hydrogen-containing gas coupled injection sintering energy-saving emission-reducing method | |
| CN101776260B (en) | Horizontal mobile grate gasifier | |
| RU2790990C1 (en) | Method of heat-balanced sintering based on layered combined heat supply | |
| CN105255504B (en) | A small flue with variable cross-section for regenerator | |
| CN112393599B (en) | Tangential curtain cooling type gas injection sintering machine and control method thereof | |
| CN214502079U (en) | Layered composite heat supply type sintering device | |
| KR101974429B1 (en) | Method for producing sintered ore | |
| CN108779960A (en) | Agglomerating plant and sintering method | |
| CN101012927A (en) | Heat accumulation type low-oxidization heating furnace | |
| CN205223095U (en) | A small flue with variable cross-section for regenerator | |
| CN112393600B (en) | Steam cooling type gas injection sintering machine and control method thereof | |
| KR200462156Y1 (en) | Reduction firing apparatus | |
| CN210801172U (en) | Flat dispersion flame low NOx coal gas heat accumulation burner | |
| BR112022006192B1 (en) | THERMAL EQUILIBRIUM SINTERIZATION METHOD BASED ON LAYER COMPOSITE HEAT SUPPLY AND THERMAL EQUILIBRIUM SINTERIZATION METHOD BASED ON LAYER COMPOSITE HEAT SUPPLY INCLUDING MIXING AND DISTRIBUTION, IGNITION AND SINTERIZATION, HEAT CONSERVATION AND LIME SUPPLY STEPS OR, FUEL GAS INJECTION, STEAM INJECTION AND SINTERING COMPLETION | |
| CN115164580A (en) | Three-phase composite heat supply type low-carbon sintering device and method thereof | |
| CN109844435A (en) | Emission-control equipment and processing method |