СПОСОБ СПЕКАНИЯ АГЛОМЕРАЦИОННОЙ ШИХТЫ И АГЛОМЕРАЦИОННАЯ МАШИНА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
SINTERING METHOD OF SINTERING MIX AND SINTERING MACHINE FOR ITS IMPLEMENTATION

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при производстве железорудного агломерата.
Известна агломашина [1], конструкция которой предусматривает установку перед загрузочным устройством балки с закрепленными на ней стержнями, которые создают горизонтальные каналы в слое шихты при ее загрузке. Повышение газопроницаемости агломерационной шихты достигается за счет образования в объеме слоя зон разрыхления.
Недостатком способа спекания шихты на известной агломашине является снижение производительности и выхода годного агломерата за счет уменьшения скорости спекания шихты после ее зажигания в промежутках между зонами разрыхления.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ спекания агломерационной шихты и агломерационная машина для его осуществления [2]. Способ включает загрузку шихты на подвижную колосниковую решетку с бортами (спекательные тележки), формирование продольных каналов внутри слоя, последующее зажигание шихты и создание разрежения под колосниковой решеткой, при этом каналы формируют непрямолинейными по длине колосниковой решетки в горизонтальной плоскости. Агломерационная машина содержит загрузочное устройство, подвижную колосниковую решетку с бортами, зажигательный горн и расположенные над колосниковой решеткой вдоль бортов стержни, одним концом закрепленные к балке. Балка снабжена рычагами, закрепленными шарнирно на вертикальных осях, размещенных по обе стороны от бортов колосниковой решетки, и приводом, смонтированным на основании, при этом балка шарнирно закреплена на рычагах, а стержни закреплены на балке шарнирно. Стержни выполнены в виде полос, плоская поверхность которых обращена к поверхности колосниковой решетки. Привод выполнен с возможностью взаимодействия с балкой в направлении, перпендикулярном направлению перемещения колосниковой решетки. Использование данного способа и агломерационной машины способствует повышению газопроницаемости шихты за счет увеличения ширины зоны разрыхления, облегчающей проход газов по длине колосниковой решетки в горизонтальной плоскости.
Недостатком известного технического решения является снижение производительности и выхода годного агломерата за счет уменьшения скорости спекания шихты после ее зажигания в промежутках между зонами разрыхления.
Задачей изобретения является повышение газопроницаемости агломерационной шихты после ее зажигания и устранение неравномерности спекания по ширине спекательных тележек. При этом достигается получение такого технического результата как повышение производительности и выхода годного агломерата.
Поставленная задача достигается тем, что в способе спекания агломерационной шихты, включающем загрузку шихты на подвижные спекательные тележки высотой слоя L, формирование горизонтальных каналов в слое шихты, зажигание и спекание шихты, согласно изобретению формируют вертикальные каналы в поверхностном слое шихты на глубину , равноудаленные друг от друга на расстояние  по ширине и длине спекательных тележек, причем формирование вертикальных каналов осуществляют после зажигания шихты. Агломерационная машина для его осуществления, содержащая загрузочное устройство, спекательные тележки, зажигательный горн и устройство для формирования горизонтальных каналов в слое шихты, установленное перед загрузочным устройством, согласно изобретению после зажигательного горна дополнительно установлено устройство для формирования вертикальных каналов в слое шихты, которое выполнено в виде полого металлического барабана длиной, равной не более 0,95 ширины спекательной тележки, на внешней цилиндрической поверхности которого в радиальном направлении установлены металлические стержни одинаковой длины и толщины равноудаленные друг от друга по внешней цилиндрической поверхности барабана, при этом ось барабана, расположенная перпендикулярно продольной оси агломерационной машины, закреплена в подшипниках, которые установлены на шарнирно закрепленные балки, обеспечивающие свободное перемещение барабана в вертикальной плоскости. Стержни могут быть выполнены из износостойкой высокопрочной марки стали, из металлических прутков круглого или иного сечения, крепление стержней к барабану выполнено в стационарном и съемном вариантах, а отношение геометрических размеров толщины и длины стержней взято равным соответственно (0,23-0,26)/1.
Сопоставительный анализ предлагаемого технического решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что формируют вертикальные каналы в поверхностном слое шихты на глубину , равноудаленные друг от друга на расстояние  по ширине и длине спекательных тележек, причем формирование вертикальных каналов осуществляют после зажигания шихты. Сопоставительный анализ предлагаемого технического решения с прототипом показывает, что заявляемая агломерационная машина отличается от известной тем, что после зажигательного горна дополнительно установлено устройство для формирования вертикальных каналов в слое шихты, которое выполнено в виде полого металлического барабана длиной, равной не более 0,95 ширины спекательной тележки, на внешней цилиндрической поверхности которого в радиальном направлении установлены металлические стержни одинаковой длины и толщины равноудаленные друг от друга по внешней цилиндрической поверхности барабана, при этом ось барабана, расположенная перпендикулярно продольной оси агломерационной машины, закреплена в подшипниках, которые установлены на шарнирно закрепленные балки, обеспечивающие свободное перемещение барабана в вертикальной плоскости.
Формирование вертикальных каналов в слое шихты после ее зажигания способствует повышению газопроницаемости агломерационной шихты за счет увеличения поверхности контакта с воздухом, в результате чего повышается производительность агломашины. Равномерное расположение каналов по ширине спекательных тележек способствует устранению неравномерности спекания по ширине и увеличению выхода годного агломерата.
Предложенное техническое решение поясняется чертежами, где
- на фиг.1 схематично изображена установка на агломашину устройства, реализующего предлагаемый способ;
- на фиг.2 схематично изображено устройство, реализующее предлагаемый способ;
- на фиг.3 - вид по стрелке А на фиг.2.
ст
Способ спекания агломерационной шихты реализуется с помощью агломерационной машины, которая содержит загрузочное устройство 1, устройство для формирования горизонтальных каналов в слое шихты 2, спекательные тележки 3, зажигательный горн 4. После зажигательного горна дополнительно установлено устройство 5 для формирования вертикальных каналов 6 в слое шихты, которое выполнено в виде полого металлического барабана длиной, равной не более 0,95 ширины спекательной тележки (B), на внешней цилиндрической поверхности которого в радиальном направлении установлены металлические стержни 7 одинаковой длины и толщины, равноудаленные друг от друга по внешней цилиндрической поверхности барабана, при этом ось барабана 8, расположенная перпендикулярно продольной оси агломерационной машины, закреплена в подшипниках 9, которые установлены на шарнирно закрепленные балки 10, обеспечивающие свободное перемещение барабана в вертикальной плоскости 11. Барабан приводится в действие за счет движения агломашины. При изменении высоты слоя шихты барабан перемещается в вертикальной плоскости вместе с шихтой.
ст
Длина барабана обусловлена шириной спекательных тележек, не должна соприкасаться с бортами и составляет 0,95 ширины спекательных тележек (B).
Стержни при работе испытывают термическое и истирающее воздействие, поэтому могут быть выполнены из металлических прутков круглого или иного сечения из износостойкой высокопрочной марки стали. Крепление стержней к барабану может быть выполнено как в в стационарном, так и в съемном варианте.
Пределы изменения длины стержней определяются глубиной формирования вертикальных каналов в шихте, которая составляет .
Отношение толщины стержней к длине, т.е. 0,23-0,26)/1 обусловлено газопроницаемостью шихты и выходом годного агломерата. При толщине стержней более 0,26/1 повышается газопроницаемость, но разрушается большая часть опека, что сопровождается уменьшением выхода годного. При толщине стержней менее 0,23/1 газопроницаемость слоя недостаточна, что приводит к снижению производительности агломашины.
Способ спекания агломерационной шихты осуществляется следующим образом. С помощью загрузочного устройства 1 шихта загружается на спекательные тележки 3 слоем высотой L, в котором формируют горизонтальные каналы специальным устройством 2, и шихту зажигают под зажигательным горном 4. Дополнительное устройство для формирования в слое шихты вертикальных каналов 5 устанавливается за зажигательным горном на слой раскаленного агломерата и приводится в действие за счет движения агломашины. При вращении барабана стержни под действием массы барабана прокалывают верхний слой и образуют в нем каналы 6 по всей ширине спекательных тележек и по длине агломашины.
Глубина формирования каналов, т.е. , где L - высота слоя шихты на спекательных тележках, определена экспериментально и обусловлена минимальной высотой слоя шихты, при которой происходит образование перетекающего расплава, образующего прочный агломерат. Создание в слое каналов глубиной более  сопровождается усилением локализации фронта горения и увеличением неравномерности спекания по высоте слоя. При формировании в слое каналов глубиной менее  газопроницаемость слоя недостаточна, что приводит к снижению производительности агломашины.
Расстояние между каналами обусловлено структурными параметрами окомкованной агломерационной шихты и зависит от компонентного, гранулометрического состава и условий окомкования. Пределы изменения расстояния между каналами, т.е. , определяются теплофизическими закономерностями спекания агломерационной шихты. При расстоянии большем, чем  возникает неравномерность спекания шихты по ширине спекательных тележек. При расстоянии меньшем, чем , происходит разрушение структуры верхней части слоя шихты, что приводит к уменьшению выхода годного агломерата.
Пример. Промышленные испытания способа спекания агломерационной шихты проводили на агломерационной машине с шириной спекательных тележек 2,8 м. В соответствии с этим изготовили устройство для формирования вертикальных каналов в слое шихты и установили его на слой шихты после зажигательного горна. Глубину формирования каналов в слое изменяли путем изменения геометрических размеров стержней, а расстояние между каналами - расположением стержней на внешней цилиндрической поверхности барабана. Показатели работы агломашины с дополнительно установленным устройством для формирования вертикальных каналов сравнивали с показателями работы соседней агломашины, работающей одновременно с опытной на той же шихте без установки данного устройства.
Результаты испытаний приведены в таблице 1.
Таблица 1Результаты промышленных испытаний заявляемого технического решения
Способ
Высота слоя шихты на спекательных тележках, мм
Формирование вертикальных каналов
Удельная производительность агломашины, т/м<sup>2</sup>ч
Выход годного агломерата, %
Глубина канала, мм (отношение к высоте слоя шихты)
Расстояние между каналами, мм (отношение к высоте слоя шихты)
Толщина стержней, мм (отношение к длине стержней)
Известный
400
-
-
-
0,98
75,0
Предлагаемый 1
400
<img file="00000012.tif" he="6" wi="18" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000013.tif" he="6" wi="21" img-content="undefined" img-format="tif" />
12 (0,21)
0,99
76,6
Предлагаемый 2
400
<img file="00000014.tif" he="6" wi="15" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000015.tif" he="6" wi="17" img-content="undefined" img-format="tif" />
14 (0,23)
1,03
78,9
Предлагаемый 3
400
<img file="00000016.tif" he="6" wi="18" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000017.tif" he="6" wi="23" img-content="undefined" img-format="tif" />
15,6 (0,25)
1,04
80,3
Предлагаемый 4
400
<img file="00000018.tif" he="6" wi="21" img-content="undefined" img-format="tif" />
<img file="00000019.tif" he="6" wi="21" img-content="undefined" img-format="tif" />
17 (0,26)
1,02
78,7
Предлагаемый 5
400
<img file="00000020.tif" he="6" wi="18" img-content="undefined" img-format="tif" />)
<img file="00000021.tif" he="6" wi="20" img-content="undefined" img-format="tif" />
18 (0,27)
1,0
75,5
2
Анализ полученных результатов показывает, что использование заявляемого способа спекания агломерационной шихты и агломерационной машины для его осуществления повышает удельную производительность агрегата с 0,98 до 1,02-1,04 т/мч или на 4,1-6,1% и увеличивает выход годного агломерата на 4,9-7,0%.
Источники информации
1. Пат. РФ на полезную модель №53421, заявл. 27.12.2004, опубл. 10.05.06, БИ 13, МКИ F27B 21/00.
2. Пат. РФ №2167208, заявл. 1999.03.10, опубл. 2001.05.20, МКИ С22В 1/16, F27B 21/08.