RU2841645C1 - Shaft calcination device for producing hardened pellets from red mud - Google Patents
Shaft calcination device for producing hardened pellets from red mud Download PDFInfo
- Publication number
- RU2841645C1 RU2841645C1 RU2024131859A RU2024131859A RU2841645C1 RU 2841645 C1 RU2841645 C1 RU 2841645C1 RU 2024131859 A RU2024131859 A RU 2024131859A RU 2024131859 A RU2024131859 A RU 2024131859A RU 2841645 C1 RU2841645 C1 RU 2841645C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chamber
- shaft
- pellets
- low
- gas
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к окомкованию железорудных материалов спеканием и может быть использовано в металлургии для получения упрочненных окатышей.The invention relates to pelletizing iron ore materials by sintering and can be used in metallurgy to produce hardened pellets.
Известно устройство барабанного агрегата горячего окомкования (патент РФ № 2613116, опубл. 15.03.2017), включающее барабанный агрегат горячего окомкования содержащий корпус барабана с зонами получения сырых окатышей, их сушки, подогрева, обжига и охлаждения, нагревательное устройство, содержащее блок горелок, расположенный в зоне обжига, и газоход, установленный со стороны разгрузки. Нагревательное устройство дополнительно снабжено горелками, одна из которых установлена в конце зоны подогрева, а другая - в начале зоны охлаждения окатышей, при этом горелки расположены в диаметральной плоскости барабана с углом наклона 35-40° к вертикальной оси. Нагревательное устройство содержит 4-5 горелок.A device for a drum hot pelletizing unit is known (RU Patent No. 2613116, published on 15.03.2017), including a drum hot pelletizing unit containing a drum body with zones for producing raw pellets, drying, heating, firing and cooling them, a heating device containing a burner unit located in the firing zone, and a flue installed on the unloading side. The heating device is additionally equipped with burners, one of which is installed at the end of the heating zone, and the other - at the beginning of the pellet cooling zone, while the burners are located in the diametrical plane of the drum with an inclination angle of 35-40 ° to the vertical axis. The heating device contains 4-5 burners.
Недостатком устройства является то, что аппарат имеет открытый тип, что не допускает контроля атмосферы при обжиге и упорядоченного отвода продуктов сгорания.The disadvantage of the device is that the apparatus is of an open type, which does not allow for control of the atmosphere during firing and orderly removal of combustion products.
Известна шахтная кольцевая печь для термообработки мелкокускового материала (авторское свидетельство СССР №183664, опубл. 17.07.1966), включающая кольцевую шахту с зонами подогрева, обжига и охлаждения материала, снабженную кольцевыми камерами сгорания, и в стенках которой в зоне обжига, сделаны каналы, обеспечивающие поперечный поток газа через слой материала, обеспечивающий во всех зонах печи необходимый теплообмен между газами и слоем кускового материала в зонах подогрева и охлаждения в режиме эффективного противотока.A shaft annular furnace for heat treatment of small-piece material is known (USSR Author's Certificate No. 183664, published on July 17, 1966), which includes an annular shaft with zones for heating, firing and cooling the material, equipped with annular combustion chambers, and in the walls of which, in the firing zone, channels are made that provide a transverse gas flow through the layer of material, providing the necessary heat exchange between gases and the layer of lump material in all zones of the furnace in the heating and cooling zones in an effective counter-current mode.
Недостатком устройства является наличие перфорации в стенках шахты, что может в процессе эксплуатации создавать настыли из обжигаемого материала и тем самым ограничивать равнораспределенное движение потока воздуха.The disadvantage of the device is the presence of perforations in the walls of the shaft, which during operation can create deposits of the fired material and thereby limit the evenly distributed movement of the air flow.
Известна шахтная печь (авторское свидетельство СССР №1717918, опубл. 07.03.1992), включающая перекрестную подачу теплоносителя. Для этого в шахте печи по высоте установлены газораспределительные стенки из брусьев, образующие вместе с перекрытиями и огнеупорными стенками полости. Газоходы соединяют вводные и выводные полости смежных газораспределительных стенок. При работе печи газы фильтруются в слое материала в одном направлении независимо от числа ступеней прососа, поэтому вводные и выводные полости размещаются в противоположных газораспределительных стенках, что позволяет сократить высоту перекрытий и самой печи.A shaft furnace is known (USSR Author's Certificate No. 1717918, published 07.03.1992), which includes a cross-feed of the coolant. For this purpose, gas distribution walls made of beams are installed in the furnace shaft along the height, forming cavities together with the ceilings and refractory walls. Gas ducts connect the inlet and outlet cavities of adjacent gas distribution walls. When the furnace is operating, gases are filtered in a layer of material in one direction regardless of the number of suction stages, therefore the inlet and outlet cavities are located in opposite gas distribution walls, which allows reducing the height of the ceilings and the furnace itself.
Недостатком устройства является конструкция воздуховода, с помощью которого организуется винтовой перекрестный боковой поток, не обеспечивающий однородность структуры при обжиге.The disadvantage of the device is the design of the air duct, with the help of which a screw cross-side flow is organized, which does not ensure the homogeneity of the structure during firing.
Известна шахтная печь (авторское свидетельство СССР №476427, опубл. 05.07.1975), включающая подвешенное внутри шахты устройство для сжигания топлива в виде полой вставки, установленной неподвижно и имеющей в центральной части цилиндрическую форму, а на концах коническую с перфорированную поверхность, и трубу для подвода воздуха. В предлагаемой шахтной печи полая вставка подвешена с возможностью вертикального перемещения от привода. На конце трубы для подвода воздуха закреплен распределитель, отверстия которого расположены соосно с отверстиями нижнего конца вставки. На чертеже представлена предлагаемая шахтная печь. Она содержит вертикальную футерованную шахту, внутри которой подвешено устройство для сжигания топлива, выполненное в виде полой вставки, имеющей в центральной части цилиндрическую форму, а на концах коническую с перфорированной поверхностью. Внутри шахты установлена труба для подвода воздуха. Полая вставка с помощью шарнира подвешена свободно с возможностью вертикального перемещения от привода. На нижнем конце трубы для подвода воздуха закреплен распределитель, отверстия которого расположены соосно с отверстиями нижнего конца вставки. При работе печи в нее загружают шихту, состоящую из карбонатного сырья и твердого топлива. Опускаясь вниз, шихта подогревается печными газами. Процесс обжига протекает при температуре 1000-1300°С. В зоне охлаждения образовавшаяся известь охлаждается подаваемым снизу воздухом и выгружается из печи. На границе между зоной и зоной подогрева имеет место так называемая «восстановительная зона, в которой высокотемпературный печной газ, практически уже не содержащий кислорода, контактирует с поверхностью раскаленного твердого топлива.A shaft furnace is known (USSR Author's Certificate No. 476427, published on July 5, 1975) comprising a fuel combustion device suspended inside the shaft in the form of a hollow insert installed motionless and having a cylindrical shape in the central part and a conical shape with a perforated surface at the ends, and an air supply pipe. In the proposed shaft furnace, the hollow insert is suspended with the possibility of vertical movement from the drive. A distributor is fixed at the end of the air supply pipe, the holes of which are located coaxially with the holes of the lower end of the insert. The proposed shaft furnace is shown in the drawing. It contains a vertical lined shaft, inside which a fuel combustion device is suspended, made in the form of a hollow insert having a cylindrical shape in the central part and a conical shape with a perforated surface at the ends. An air supply pipe is installed inside the shaft. The hollow insert is suspended freely with the possibility of vertical movement from the drive using a hinge. At the lower end of the air supply pipe, a distributor is fixed, the holes of which are located coaxially with the holes of the lower end of the insert. When the kiln is in operation, a batch consisting of carbonate raw materials and solid fuel is loaded into it. As it descends, the batch is heated by furnace gases. The firing process takes place at a temperature of 1000-1300°C. In the cooling zone, the formed lime is cooled by air supplied from below and unloaded from the kiln. At the boundary between the zone and the heating zone, there is a so-called "reducing zone", in which high-temperature furnace gas, practically no longer containing oxygen, contacts the surface of the hot solid fuel.
Недостатком устройства является то, что подвешенный элемент, расположенный в середине шахты печи, при технологическом перемещении имеет разрушающее действие для окатышей имеющих низкую прочность до обжига.The disadvantage of the device is that the suspended element, located in the middle of the furnace shaft, during technological movement has a destructive effect on pellets with low strength before firing.
Известна шахтная печь (авторское свидетельство СССР №153548, опубл. 26.06.1963), включающая круглую бетонную фундаментную плиту, несущую опорные столбы, на которые накладывается постель, а на нее - под печи. Печь для осветления стекломассы имеет осветительный бacceйн, вокруг которого располагается выработочный бассейн, соединенный с бассейном протоками. Над бассейном находится вертикальная камера предварительного плавления шихты и камеры рекуператора. Камера, перекрыта накладным сводом. Форсуночные камеры для подачи топлива и шихты в полость печи заложены в нижней развитой части свода. Под воздействием высоких температур пылевидная смесь шихты и стеклобоя расплавляется, образуя мельчайшие капли стекла, падающие вниз. Во время прохождения через факел пламени эти капли вытягиваются в нити, которые в сопровождении раскаленных отходящих газов доходят до бассейна. В бассейне стекломасса осветляется от газовых включений и перемешивается. Отходящие газы из полости печи поднимаются в рекуператоры на уровне, превышающем уровень зеркала стекла.A shaft furnace is known (USSR Author's Certificate No. 153548, published on June 26, 1963), which includes a round concrete foundation slab carrying support columns on which the bed is placed, and on it - the furnace base. The furnace for clarifying the glass mass has a lighting pool, around which there is a working pool connected to the pool by channels. Above the pool there is a vertical chamber for preliminary melting of the batch and a recuperator chamber. The chamber is covered with an overhead arch. Nozzle chambers for feeding fuel and batch into the furnace cavity are laid in the lower developed part of the arch. Under the influence of high temperatures, the dusty mixture of batch and cullet melts, forming tiny drops of glass falling down. During passage through the flame torch, these drops are drawn into threads, which, accompanied by hot exhaust gases, reach the pool. In the pool, the glass mass is cleared of gas inclusions and mixed. The exhaust gases from the furnace cavity rise to the recuperators at a level exceeding the level of the glass mirror.
Недостатком устройства является то, что в шахте устройства циркуляции газов обеспечивается стенки образующими вихревые потоки, что является причиной настылей, снижающих площадь проходного сечения.The disadvantage of the device is that in the shaft of the gas circulation device the walls form vortex flows, which is the cause of build-ups that reduce the area of the flow section.
Известна шахтная циркуляционная печь для нагрева сортовой стали (авторское свидетельство СССР №17293, опубл. 30.09.1930), включающая центральный конусообразный столб с уступами, препятствующими прогибу отжигаемых прутьев, устанавливаемых вокруг столба, в виде полого усеченного конуса и нагреваемых двумя самостоятельными форсунками и, из которых форсунка установлена в горизонтальном канале, продолжением служит центральная полость столба, открывающаяся в верхнюю часть печи, а форсунка установлена в нижней части печи, сообщающейся каналами с полостью, образованной нагреваемыми прутьями, для отвода же отработавших газов в кольцевой боров, служат каналы с ответвлениями, предназначенными для подвода части газов к продуктам горения, поступающим по каналам.A shaft circulation furnace for heating section steel is known (USSR Author's Certificate No. 17293, published September 30, 1930), which includes a central conical column with ledges that prevent the sagging of the annealed rods installed around the column in the form of a hollow truncated cone and heated by two independent nozzles, of which the nozzle is installed in a horizontal channel, the continuation of which is the central cavity of the column, opening into the upper part of the furnace, and the nozzle is installed in the lower part of the furnace, communicating by channels with the cavity formed by the heated rods, and for the removal of exhaust gases into the annular bore, channels with branches serve, intended for the supply of part of the gases to the combustion products entering through the channels.
Недостатком устройства является съемный колпак при подъеме которого обжигаемый материал получает резкое охлаждение, что может вызывать растрескивание.The disadvantage of the device is the removable cap, when raised, the fired material is rapidly cooled, which can cause cracking.
Известна шахтная печь (авторское свидетельство СССР №809900, опубл. 30.06.1982), принятая за прототип, включающая вертикальный корпус, соединенный в верхней части с газоходом, крышку шахты с размещенным на ней устройством для загрузки шихты, поддон, летки и внутреннюю футеровку из огнеупорных блоков, отличающаяся тем, что, с целью повышения выхода тугоплавких металлов, нижняя часть корпуса и поддон снабжены защитным кожухом, соединенным патрубком с внутренней полостью шахты, газоход выполнен с клапаном, а блоки футеровки - в виде трапеции, и корпус шахты снабжен винтами в герметичных колпачках для радиального перемещения блоков футеровки.A shaft furnace is known (USSR Author's Certificate No. 809900, published on June 30, 1982), adopted as a prototype, comprising a vertical body connected at the top to a flue, a shaft cover with a device for loading the charge placed on it, a tray, tapholes and an internal lining made of refractory blocks, distinguished in that, in order to increase the yield of refractory metals, the lower part of the body and the tray are equipped with a protective casing connected by a pipe to the internal cavity of the shaft, the flue is made with a valve, and the lining blocks are in the form of a trapezoid, and the shaft body is equipped with screws in sealed caps for radial movement of the lining blocks.
Недостатком устройства является то, что в конструкции обжигаемый материал плотно соприкасается с футеровкой печи, что может вести к быстрому разрушению футеровки в момент разгрузки шахты.The disadvantage of the device is that in the design the fired material is in close contact with the furnace lining, which can lead to rapid destruction of the lining during unloading of the shaft.
Техническим результатом является получение окатышей однородной структуры.The technical result is the production of pellets of uniform structure.
Технический результат достигается тем, что устройство установлено на кольцо опорное, которое закреплено к стойкам основания, в нижней части, внутренней стенки футеровки теплоизоляционной, установлен слой футеровки конструкционной, на который сверху установлена футеровка огнеупорная, шахта разделена на камеру низкого давления, верхняя часть которой ограничена решеткой колосниковой, камеру обжига которая ограничена высотой кольца шахтного огнеупорного, и камеру нагнетания, которая ограничена крышкой каплеобразной формы, состоящая из кожуха и основания, а между ними по периметру закреплено ребро крышки, на котором с фронтальной стороны, выполнена шкала позиционная с возможностью точного позиционирования задвижки, в центре крышки выполнено отверстие вентиляционное, в которое установлена задвижка, с упором, который соединен с рукояткой, подъемный механизм установлен под крышкой в сужающейся части, соосно поворотному механизму, в стенка камеры нагнетания выполнены сквозные отверстия в которое установлены форсунки камеры нагнетания, которая состоит из смесителя, на котором установлен манометр, и который объединяет трубопровод газа и трубопровод воздуха, и автоматическим регулятором заслонки, который соединен через кабель с ПИД-регулятором, а пьезоэлементы закреплены на концах патрубков смесителей форсунок, в стенках камеры обжига выполнены симметричные сквозные отверстия друг напротив друга и равноудаленные друг от друга по высоте, в которые закреплены втулки для термопар, а в них установлены термопары с возможностью съема, которые соединены через кабель с ПИД-регулятором, в стенке камеры низкого давления выполнено сквозное отверстие в которое установлена форсунка камеры низкого давления, которая состоит из смесителя, на котором установлен манометр, и который объединяет трубопровод газа и трубопровод воздуха, и автоматическим регулятором заслонки, который соединен через кабель с ПИД-регулятором, внутри нижней части камеры низкого давления установлен поддон, в центре которого выполнено центральное отверстие, которое совпадает со сквозным отверстием, которое выполнено в футеровках конструкционной и теплоизоляционной, под устройством закреплена камера пылеулавливания, в которой установлена кассета с рукояткой для сменного фильтра, который закреплен под центральным отверстием, при этом камера пылеулавливания соединена через трубопровод низкого давления с насосом.The technical result is achieved in that the device is installed on a support ring, which is fixed to the base posts, in the lower part, the inner wall of the heat-insulating lining, a layer of structural lining is installed, on top of which a refractory lining is installed, the shaft is divided into a low-pressure chamber, the upper part of which is limited by a grate, a firing chamber which is limited by the height of the shaft refractory ring, and a pumping chamber, which is limited by a drop-shaped cover consisting of a casing and a base, and between them along the perimeter a rib of the cover is fixed, on which, on the front side, a position scale is made with the possibility of precise positioning of the valve, in the center of the cover a ventilation hole is made, in which a valve is installed, with a stop, which is connected to the handle, a lifting mechanism is installed under the cover in a narrowing part, coaxially with the rotary mechanism, through holes are made in the wall of the pumping chamber, in which nozzles of the pumping chamber are installed, which consists of mixer, on which a pressure gauge is installed, and which unites the gas pipeline and the air pipeline, and an automatic damper regulator, which is connected via a cable to the PID controller, and the piezoelectric elements are fixed at the ends of the nozzle mixer pipes, symmetrical through holes opposite each other and equidistant from each other in height are made in the walls of the firing chamber, in which thermocouple bushings are fixed, and thermocouples with the possibility of removal are installed in them, which are connected via a cable to the PID controller, a through hole is made in the wall of the low-pressure chamber, in which a low-pressure chamber nozzle is installed, which consists of a mixer, on which a pressure gauge is installed, and which unites the gas pipeline and the air pipeline, and an automatic damper regulator, which is connected via a cable to the PID controller, a tray is installed inside the lower part of the low-pressure chamber, in the center of which a central hole is made, which coincides with a through hole, which is made in the structural and heat-insulating linings, a chamber is fixed under the device dust collection, in which a cassette with a handle for a replaceable filter is installed, which is fixed under the central opening, while the dust collection chamber is connected through a low-pressure pipeline to the pump.
Устройство шахтного обжига для получения окатышей упрочненных красным шламом, поясняется следующей фигурой:The device of shaft roasting for obtaining pellets reinforced with red mud is explained by the following figure:
фиг. 1. - общий вид устройства шахтного обжига для получения упрочненных окатышей из красного шлама;Fig. 1. - general view of the shaft roasting device for obtaining hardened pellets from red mud;
фиг. 2 - сушка сырых окатышей из красного шлама в устройстве шахтного обжига с открытой крышкой;Fig. 2 - drying of raw pellets from red mud in a shaft roasting device with an open lid;
фиг. 3 - обжиг окатышей из красного шлама с ПИД-регулированием интенсивности работы форсунок;Fig. 3 - roasting of pellets from red mud with PID control of the intensity of the nozzles;
фиг. 4 - охлаждение обожженных окатышей из красного шлама в потоке воздуха;Fig. 4 - cooling of burnt pellets from red mud in an air flow;
фиг. 5 - опорожнение устройства шахтного обжига для следующего цикла, где:Fig. 5 - emptying the shaft roasting device for the next cycle, where:
1 - поворотный механизм;1 - rotary mechanism;
2 - основание крышки;2 - base of the lid;
3 - ребро крышки;3 - lid rib;
4 - камера обжига;4 - firing chamber;
5 - крышка;5 - cover;
6 - форсунка камеры нагнетания (ФКН);6 - injection chamber nozzle (ICN);
7 - задвижка;7 - valve;
8 - отверстие вентиляционное;8 - ventilation hole;
9 - упор;9 - stop;
10 - шкала позиционная;10 - positional scale;
11 - рукоятка;11 - handle;
12 - кожух крышки;12 - cover casing;
13 - втулка для форсунки;13 - bushing for nozzle;
14 - подъемный механизм;14 - lifting mechanism;
15 - манометр;15 - pressure gauge;
16 - пьезоэлемент;16 - piezoelectric element;
17 - автоматический регулятор заслонки;17 - automatic damper regulator;
18 - смеситель;18 - mixer;
19 - трубопровод газа;19 - gas pipeline;
20 - ручка;20 - handle;
21 - камера нагнетания;21 - pressure chamber;
22 - термопара;22 - thermocouple;
23 - трубопровод воздуха;23 - air pipeline;
24 - кабель; 24 - cable;
25 - футеровка огнеупорная;25 - fireproof lining;
26 - патрубок смесителя;26 - mixer branch pipe;
27 - кольцо шахтное огнеупорное;27 - mine refractory ring;
28 - ПИД-регулятор;28 - PID controller;
29 - кожух;29 - casing;
30 - чаша загрузочная;30 - loading bowl;
31 - решетка колосниковая;31 - grate;
32 - камера низкого давления;32 - low pressure chamber;
33 - втулка для термопары;33 - thermocouple sleeve;
34 - футеровка теплоизоляционная;34 - heat-insulating lining;
35 - форсунка камеры низкого давления (ФКНД);35 - low pressure chamber nozzle (LPC);
36 - футеровка конструкционная;36 - structural lining;
37 - кассета;37 - cassette;
38 - поддон;38 - pallet;
39 - центральное отверстие;39 - central hole;
40 - стойки;40 - racks;
41 - кольцо опорное;41 - support ring;
42 - рукоятка;42 - handle;
43 - сменный фильтр;43 - replaceable filter;
44 - камера пылеулавливающая;44 - dust collecting chamber;
45 - трубопровод низкого давления;45 - low pressure pipeline;
46 - основание устройства;46 - base of the device;
47 - насос.47 - pump.
Устройство шахтного обжига для получения упрочненных окатышей установлено на кольцо опорное 41 (фиг. 1), которое закреплено к стойкам 40 основания устройства 46. Устройство состоит из вертикального корпуса, который выполнен в виде футеровки теплоизоляционной 34, которая выполнена из теплоизоляционного материала, уложенного внутри кожуха 29. В нижней части, внутренней стенки футеровки теплоизоляционной 34, установлен слой футеровки конструкционной 36, на который сверху установлена футеровка огнеупорная 25. Внутренняя видимая часть устройства представляет собой шахту, разделенную на камеру низкого давления 32, верхняя часть которой ограничена решеткой колосниковой 31. Решеткой колосниковой 31 установлена в средней части шахты и закреплена между футеровкой конструкционной 36 и футеровкой огнеупорной 25, с возможностью установки на неё чаши загрузочной 30 с ручкой 20. Над решеткой колосниковой 31 к стенкам футеровки огнеупорной 25 установлено кольцо шахтное огнеупорное 27, верхняя часть которого расположена ниже втулок для форсунки 13. Камера обжига 4 сформирована стенками кольца шахтного огнеупорного 27. Верхняя часть шахты представляет собой камеру нагнетания 21.The shaft roasting device for obtaining hardened pellets is mounted on a support ring 41 (Fig. 1), which is secured to the posts 40 of the base of the device 46. The device consists of a vertical body, which is made in the form of a heat-insulating lining 34, which is made of a heat-insulating material laid inside the casing 29. In the lower part, the inner wall of the heat-insulating lining 34, a layer of structural lining 36 is installed, on top of which a refractory lining 25 is installed. The internal visible part of the device is a shaft divided into a low-pressure chamber 32, the upper part of which is limited by a grate 31. The grate 31 is installed in the middle part of the shaft and is secured between the structural lining 36 and the refractory lining 25, with the possibility of installing a loading bowl 30 with a handle 20 on it. A shaft refractory ring 27 is installed between the grate 31 and the walls of the refractory lining 25, the upper part of which is located below the bushings for the nozzle 13. The firing chamber 4 is formed by the walls of the shaft refractory ring 27. The upper part of the shaft is a pumping chamber 21.
В стенке камеры низкого давления 32 выполнено сквозное отверстие в которое установлен газоход, который выполнен в виде форсунки камеры низкого давления (ФКНД) 35. Пьезоэлемент 16 закреплен на конце патрубка смесителя 26 в камере низкого давления (ФКНД) 35, при этом он расположен внутри камеры низкого давления 32. Форсунка камеры низкого давления (ФКНД) 35 состоит из смесителя 18, который соединен с трубопроводом газа 19 и трубопроводом воздуха 23, автоматического регулятора заслонки 17, который соединен через кабель 24 с ПИД-регулятор 28, и патрубка смесителя 26. На смесителе 18 установлен манометр 15.In the wall of the low-pressure chamber 32 there is a through hole in which a gas duct is installed, which is made in the form of a low-pressure chamber nozzle (LPCJ) 35. The piezoelectric element 16 is fixed at the end of the mixer pipe 26 in the low-pressure chamber (LPCJ) 35, while it is located inside the low-pressure chamber 32. The low-pressure chamber nozzle (LPCJ) 35 consists of a mixer 18, which is connected to a gas pipeline 19 and an air pipeline 23, an automatic damper regulator 17, which is connected via a cable 24 to a PID controller 28, and a mixer pipe 26. A pressure gauge 15 is installed on the mixer 18.
В стенке камеры нагнетания 21 выполнены сквозные отверстия в которое установлены газоходы, которые выполнены в виде форсунок камеры нагнетания (ФКН) 6, состоящие из смесителя 18, который соединен с трубопроводом газа 19 и трубопроводом воздуха 23, и автоматического регуляторра заслонки 17, который соединен через кабель 24 с ПИД-регулятор 28, и патрубка смесителя 26. Пьезоэлементы 16 закреплены на концах патрубка смесителя 26 в камере нагнетания (ФКН) 6, при этом они расположены внутри камеры нагнетания 21. На смесителях 18 установлены манометры 15.In the wall of the pumping chamber 21 there are through holes in which gas ducts are installed, which are made in the form of pumping chamber nozzles (PCN) 6, consisting of a mixer 18, which is connected to the gas pipeline 19 and the air pipeline 23, and an automatic damper regulator 17, which is connected through a cable 24 to the PID controller 28, and a mixer branch pipe 26. Piezoelectric elements 16 are fixed at the ends of the mixer branch pipe 26 in the pumping chamber (PCN) 6, while they are located inside the pumping chamber 21. Pressure gauges 15 are installed on the mixers 18.
В стенках камеры обжига 4 выполнены симметричные сквозные отверстия друг на против друга и равноудаленные друг от друга по высоте, в которые закреплены втулки для термопар 33, а в них установлены термопары 22 с возможностью съема. Термопары 22 соединены через кабель 24 с ПИД-регулятор 28.In the walls of the firing chamber 4, symmetrical through holes are made opposite each other and equidistant from each other in height, in which bushings for thermocouples 33 are fixed, and thermocouples 22 are installed in them with the possibility of removal. Thermocouples 22 are connected via cable 24 to PID controller 28.
Сверху на устройстве установлена крышка 5, каплеобразной формы, состоящая из кожуха крышки 12 и основания крышки 2, а между ними по периметру закреплено ребро крышки 3. Внутри крышки закреплена футеровка огнеупорная 25 и футеровка теплоизоляционная 34. В центре крышки выполнено отверстие вентиляционное 8, в которое установлена задвижка 7, с упором 9, который соединен с рукояткой 11. На ребре крышки 3, с фронтальной стороны, выполнена шкала позиционная 10 с возможностью точного позиционирования задвижки 7. Подъемный механизм 14 установлен под крышкой 5 в сужающейся части, соосно поворотному механизму 1.A drop-shaped cover 5 is installed on top of the device, consisting of a cover casing 12 and a cover base 2, and a cover rib 3 is fixed between them along the perimeter. A refractory lining 25 and a heat-insulating lining 34 are fixed inside the cover. A ventilation hole 8 is made in the center of the cover, into which a valve 7 is installed, with a stop 9, which is connected to a handle 11. On the edge of the cover 3, on the front side, a position scale 10 is made with the possibility of precise positioning of the valve 7. A lifting mechanism 14 is installed under the cover 5 in the tapering part, coaxially with the rotary mechanism 1.
Внутри нижней части на футеровку конструкционную 36 установлен поддон 38 конусообразной формы, выполненный, например, из огнеупорной стали с центральным отверстием 39, центр которое совпадает со сквозным отверстием, выполненным в футеровке конструкционной 36 и футеровке теплоизоляционной 34. Под устройством закреплена камера пылеулавливания 44, в которой установлена кассета 37 с рукояткой 42 для сменного фильтра 43, который закреплен под центральным отверстием 39. Камера пылеулавливания 44 соединена через трубопровод низкого давления 45 с насосом 47.Inside the lower part, a cone-shaped tray 38 is installed on the structural lining 36, made, for example, from refractory steel with a central opening 39, the center of which coincides with a through opening made in the structural lining 36 and the heat-insulating lining 34. A dust collection chamber 44 is fixed under the device, in which a cassette 37 with a handle 42 for a replaceable filter 43 is installed, which is fixed under the central opening 39. The dust collection chamber 44 is connected through a low-pressure pipeline 45 to a pump 47.
Устройство шахтного обжига для получения окатышей упрочненных красным шламом работает следующим образом.The shaft roasting device for producing pellets reinforced with red mud operates as follows.
Сырые окатыши в чаше загрузочной 30 (фиг.2) устанавливают в камеру обжига 4 на решетку колосниковую 31 для обжига в шахтную печь. В камере низкого давления 32 включается подача газовоздушной смеси через и патрубок смесителя 26, образованной в смесителе 18 через трубопровод газа 19 и трубопровод воздуха 23, после чего пьезоэлемент 16 зажигает пламя газовооздушной смеси. Контроль давления газовоздушной смеси в форсунке ФКНД 35 во время сушки окатышей осуществляется посредством манометра 15.Raw pellets in loading bowl 30 (Fig. 2) are placed in firing chamber 4 on grate 31 for firing in shaft furnace. In low pressure chamber 32, gas-air mixture supply is switched on through and mixer branch pipe 26, formed in mixer 18 through gas pipeline 19 and air pipeline 23, after which piezoelectric element 16 ignites the flame of gas-air mixture. Pressure control of gas-air mixture in nozzle FKND 35 during pellet drying is performed by means of pressure gauge 15.
Затем крышка 5 (фиг.3) с помощью подъемного механизма 14 опускается на торцы устройства. В камере нагнетания 21 включается подача газовоздушной смеси через и патрубок смесителя 26, образованной в смесителе 18 через трубопровод газа 19 и трубопровод воздуха 23, после чего пьезоэлемент 16 зажигает пламя газовооздушной смеси. Форсунка ФКНД 35 выключается. Контроль давления газовоздушной смеси в форсунках ФКН 6 в камере обжига 4 осуществляется посредством манометра 15.Then the cover 5 (Fig. 3) is lowered onto the ends of the device using the lifting mechanism 14. In the injection chamber 21, the supply of the gas-air mixture is switched on through the nozzle of the mixer 26, formed in the mixer 18 through the gas pipeline 19 and the air pipeline 23, after which the piezoelectric element 16 ignites the flame of the gas-air mixture. The FKND nozzle 35 is switched off. The pressure of the gas-air mixture in the FKN nozzles 6 in the firing chamber 4 is monitored using the pressure gauge 15.
В камере низкого давления создается разряжение, например, до 104 Па за счет того, что по трубопроводу низкого давления 45, идущего к насосу 47, выходят отходящие газы. Пламя в камере нагнетания 21 приводит к повышению температуры, при этом происходит поглощение тепла окатышами в результате на выходе температурные потери могут составлять от 25 до 30°C. Процесс агрегации частиц окатышей при спекании материала сопровождается образованием шлаковых перемычек, зёрна скрепляются вместе образуя однородную структуру. По всей высоте загрузки поддерживается одинаковая температура за счет совместной работы форсунок ФКН 6, взаимодействующих с термопарами 22. С термопар 22 данные через кабель 24 поступают на ПИД-регулятором 28, который через кабель 24 посылает сигнал на корректировку автоматического регулятора заслонки 17. В зоне обжига 4 через решетку колосниковую 31 проходит поток газовой смеси, нагревающий обжигаемый полупродукт.In the low-pressure chamber, a vacuum is created, for example, up to 104 Pa, due to the fact that exhaust gases exit through the low-pressure pipeline 45, going to the pump 47. The flame in the pumping chamber 21 leads to an increase in temperature, while heat is absorbed by the pellets, as a result, at the outlet, temperature losses can be from 25 to 30 ° C. The process of aggregation of pellet particles during sintering of the material is accompanied by the formation of slag bridges, the grains are bonded together to form a homogeneous structure. The same temperature is maintained throughout the entire loading height due to the joint operation of the FKN 6 nozzles interacting with the thermocouples 22. From the thermocouples 22, data is sent via cable 24 to the PID controller 28, which sends a signal via cable 24 to adjust the automatic damper controller 17. In the firing zone 4, a gas mixture flow passes through the grate 31, heating the semi-finished product being fired.
Автоматический регулятор заслонки 17 (фиг.4) закрывает подачу газовоздушной смеси в форсунки ФКН 6, прекращая процесс обжига. При повороте рукоятки 11 на заданное значение шкалы позиционной 10 отодвигается заслонка 7 в сторону и открывается отверстие вентиляционное 9, через которое осуществляется забор воздуха для охлаждения окатышей. Далее устройство работает в режиме продувания воздушной средой через отверстие вентиляционное 9 в центре крышки 5. При охлаждении окатышей на поверхности продукта образуются окалина и мелочь, которая ссыпается через решетку колосниковую 31, проходя через камеру низкого давления 32, попадают на поддон 38, и далее посредством низкого давления через трубопровод низкого давления 45 удаляются с отходящими газами. Окалина и мелочь увлекается в камеру пылеочистки 44, и задерживается на сменном фильтре 43.Automatic damper regulator 17 (Fig. 4) closes the supply of gas-air mixture to FKN nozzles 6, stopping the firing process. When turning handle 11 to a given value of position scale 10, damper 7 moves to the side and ventilation hole 9 opens, through which air is taken in for cooling pellets. Then the device operates in the air blowing mode through ventilation hole 9 in the center of cover 5. When cooling pellets, scale and small particles are formed on the surface of the product, which fall through grate 31, passing through low-pressure chamber 32, fall on tray 38, and then by means of low pressure through low-pressure pipeline 45 are removed with exhaust gases. Scale and small particles are carried away into dust cleaning chamber 44, and are retained on replaceable filter 43.
Насос 47 (фиг.5) выключают в трубопроводе низкого давления 45 прекращается удаление отходящих газов и давление внутри шахты выравнивается с окружающим. Далее крышка 5 с помощью подъемного механизма 14 поднимается и с помощью поворотного механизма 1 отводится в сторону. Чаша загрузочная 30 с готовым продуктом извлекается из шахты печи. После крышка снова закрывается и осуществляется очистная продувка воздухом через все форсунки ФКН 6 и форсунку ФКНД 35, включается насос 47, который начинает отвод отходящих газов через трубопровод низкого давления 45. При продувке отделяются частицы мелочи и окалины от внутренних поверхностей камеры обжига 4, камеры нагнетания 21 и камеры низкого давления 32, которые впоследствии собираются на сменном фильтре 43. Далее кассета 37 со сменным фильтром 43 извлекается из камеры сменного фильтра 44, а на его место устанавливают чистый сменный фильтр 43.Pump 47 (Fig. 5) is switched off in low-pressure pipeline 45, removal of exhaust gases stops and the pressure inside the shaft equalizes with the surrounding pressure. Then cover 5 is raised using lifting mechanism 14 and moved to the side using rotary mechanism 1. Loading bowl 30 with finished product is removed from the furnace shaft. After that, the cover is closed again and cleaning air blowing is carried out through all FKN nozzles 6 and FKND nozzle 35, pump 47 is switched on, which begins removing exhaust gases through low-pressure pipeline 45. During blowing, fines and scale particles are separated from the internal surfaces of firing chamber 4, injection chamber 21 and low-pressure chamber 32, which are subsequently collected on replaceable filter 43. Then cassette 37 with replaceable filter 43 is removed from the chamber of replaceable filter 44, and a clean replaceable filter 43 is installed in its place.
Оптимальное распределение теплового потока внутри устройства достигается за счет контроля и регулирования температуры, создаваемой газавоздушной смесью посредством ПИД-регулирования на основании данных получаемых термопар. В футеровке по высоте засыпки обжигаемого сырья устанавливаются термопары, сигнал с которых идет на ПИД-регулятор. В случае падения уровня температуры в верхней зоне повышается интенсивность работы горелок. При этом пламя сдвигается в нужную сторону в зависимости от интенсивности горения газовоздушной смеси и температура потока выравнивается. Далее в высокотемпературной зоне при отсутствии кислорода протекают реакция восстановления, и температура повышается, за счет поглощения тепла окатышами. Работа горелок становится менее интенсивной. Таким образом, происходит равномерное распределение тепла, выделенного при сжигании газовоздушной смеси.Optimal distribution of heat flow inside the device is achieved by monitoring and regulating the temperature created by the gas-air mixture using PID control based on the data from the thermocouples. Thermocouples are installed in the lining along the height of the backfill of the fired raw material, the signal from which goes to the PID controller. In case of a drop in temperature in the upper zone, the intensity of the burners increases. the flame shifts in the right direction depending on the intensity of combustion of the gas-air mixture and the flow temperature is equalized. Then, in the high-temperature zone, in the absence of oxygen, the reduction reaction occurs, and the temperature increases due to the absorption of heat by the pellets. The burners work less intensively. Thus, the heat released during combustion of the gas-air mixture is distributed evenly.
Оптимальное распределение теплового потока внутри устройства в свою очередь обеспечивает высокую степень восстановления при обжиге и как следствие получение однородной структуры сырья, что напрямую влияет на испытания прочности при раздавливании. Этот результат достигается за счет экзотермических реакций восстановления в зоне с относительно высокой температурой при пониженном присутствии кислорода.Optimal heat flow distribution inside the device in turn ensures a high degree of reduction during firing and, as a consequence, obtaining a homogeneous structure of the raw material, which directly affects the crushing strength tests. This result is achieved due to exothermic reduction reactions in a zone with a relatively high temperature with a reduced presence of oxygen.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2841645C1 true RU2841645C1 (en) | 2025-06-11 |
Family
ID=
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU809900A1 (en) * | 1980-01-14 | 1982-06-30 | Предприятие П/Я А-1997 | Shaft furnace |
| SU1717918A1 (en) * | 1985-10-03 | 1992-03-07 | Казахский Химико-Технологический Институт | Shaft furnace |
| WO2011063672A1 (en) * | 2009-11-24 | 2011-06-03 | 钢铁研究总院 | Method for iron-making with full oxygen and hydrogen-rich gas and equipment thereof |
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU809900A1 (en) * | 1980-01-14 | 1982-06-30 | Предприятие П/Я А-1997 | Shaft furnace |
| SU1717918A1 (en) * | 1985-10-03 | 1992-03-07 | Казахский Химико-Технологический Институт | Shaft furnace |
| WO2011063672A1 (en) * | 2009-11-24 | 2011-06-03 | 钢铁研究总院 | Method for iron-making with full oxygen and hydrogen-rich gas and equipment thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2673246C2 (en) | Methods and melting furnace of immersion combustion | |
| KR101092409B1 (en) | Single type shaft kiln for lime calcination | |
| RU2656426C1 (en) | Reverberating furnace for metal remelting | |
| US3954390A (en) | Method for producing aggregate used in hardening compositions, predominantly concretes, a fluidized-bed kiln for calcining mineral stock by means of same method, and an aggregate produced by same method | |
| CN102627418B (en) | Compound lime kiln | |
| US2958161A (en) | Method of melting glass | |
| RU2841645C1 (en) | Shaft calcination device for producing hardened pellets from red mud | |
| US3722867A (en) | Method of calcining limestone | |
| US3774891A (en) | Annular roasting machine for loose materials | |
| RU2723848C1 (en) | Rotary melting furnace for processing non-ferrous metal wastes | |
| CN201129917Y (en) | Fly ash ceramsite sintering furnace | |
| US3202405A (en) | Vertical shaft kiln and method of operation thereof | |
| RU2606349C1 (en) | Rotary inclined furnace | |
| RU2732257C1 (en) | Rotary inclined furnace | |
| US5044942A (en) | Cement shaft suspension furnace and process | |
| RU2425312C2 (en) | Shaft furnace for burning lump material | |
| US3427367A (en) | Prefiring of refractory materials | |
| RU2723854C1 (en) | Rotary inclined furnace | |
| RU2753926C1 (en) | Two-bath reverbatory furnace with a forehearth for remelting aluminium scrap | |
| US4975046A (en) | Cement shaft suspension furnace and process | |
| SU846958A1 (en) | Apparatus for heat treatment of chemical products | |
| CN1049043C (en) | External-burning vertical baking furnace for ball mineral | |
| RU2617082C1 (en) | Rotating melting furnace for nonferrous waste processing | |
| RU2824148C1 (en) | Two-bath reflecting furnace for remelting aluminium scrap | |
| US3071357A (en) | Apparatus for forming clay spheres |