ОБЖИГОВАЯ УСТАНОВКА С ЗОНОЙ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО ОХЛАЖДЕНИЯ

Полезная модель относится к обжиговой установке, в особенности, к таковой для железорудных окатышей.
Сырье часто гранулируют. Например, известно, что при переработке железной руды ее гранулируют. Например, из документов: Pelletizing, Lurgi Metallurgie GmbH, Frankfurt a.M., 1589e/6.97/20 или Innovation: SIMINE PELLET/Higher Productivity, Lower Costs an New Generation Pellet Plant, Andreas Lekscha, metals & miming, 2 may 2006, www.siemens/com./mining известен так называемый Lurgi-Davy-Travelling-Grate-процесс в качестве классического способа с механической цепной колосниковой решеткой (агломерационной лентой): сферические сырые окатыши формуются или окатываются в барабанном окомкователе или тарельчатом окомкователе. В установке с агломерационной лентой или обжиговой установке сырые окатыши высушиваются и затем при высоких температурах обжигаются для получения готовых окатышей, то есть обожженных окатышей.
Фиг.2 показывает известную обжиговую установку 2. В известном способе с агломерационной лентой сырые окатыши GR - здесь железорудные окатыши помещаются на защитный слой HL, который образован из уже обожженных (железорудных) окатышей FP. Там имеется зона аспирации (вытяжки) AZ или аспирационная воздушная коробка AWk после подачи окатышей на конце вверх по потоку установки, то есть головной части установки. В направлении потока окатыши транспортируются друг за другом через зону сушки TRZ, зону нагрева WZ, зону обжига и отверждения BRZ, зону рекуперации REZ и зону охлаждения KZ обжиговой установки. В зоне обжига BRZ сырые окатыши GP превращаются в обожженные окатыши FP. На конце установки они попадают на ленточный транспортер откатки СО.
Соответствующие зоны отделены одна от другой стационарными разделительными стенками 4. Зона охлаждения KZ имеет две области KZ1 и KZ2 зоны охлаждения, с которыми ассоциирован общий коллектор Е воздушной коробки. На него через подводящую линию 6, которая имеет вход 8 для приточного воздуха 10, подается приточный воздух 10 через компрессор (вентилятор) F1. Приточный воздух 10 продувается в направлении показанных на фиг.2 стрелок потока (это справедливо также для последующего описания) через находящиеся в зоне охлаждения KZ обожженные окатыши FP в горизонтальном направлении снизу вверх. При этом обожженные окатыши FP охлаждаются, а приточный воздух 10 нагревается. Воспринятое тепло с воздухом в качестве теплоносителя из области KZ1 зоны охлаждения через центральный основной коллектор НК сверху в зону нагрева WZ и зону обжига BRZ транспортируется и используется для поддержки работы горелок BR в зоне обжига BRZ и в зоне нагрева WZ. Этот теплый воздух поддерживает процесс горения, при котором топливо, например, природный газ, сжигается в горелках BR. Теплый воздух в зоне рекуперации REZ и сгоревший газ в зоне обжига BRZ через слой окатышей и затем через коллектор С отсасывается компрессором F3 через вторую отводящую линию 16. Тепло этого газа непосредственно используется для сушки сырых окатышей GR в области TRZ 2 зоны сушки, то есть без применения дополнительного компрессора. В области TRZ1 зоны сушки этот газ для той же цели используется посредством компрессора F2. Газ, здесь теплый воздух 14 из зоны нагрева WZ и области TRZ2 зоны сушки посредством первой отводящей линии 12 отсасывается через слой сырых окатышей GR компрессором F5 через коллектор В и электрический фильтр ESP1 и через трубу для отвода газов (камин) К выбрасывается в атмосферу.
Горячий воздух 18 имеет более высокую температуру, чем теплый воздух 14, а последний - более высокую температуру, чем приточный воздух 10.
Описанный способ отверждения или обжиговая установка 2 согласно уровню техники лишь в ограниченной степени соответствует современным техническим, экономическим и экологическим требованиям. Проблематичным является то, что часть обожженных окатышей разламывается или что окатыши в конце, то есть после прохождения через обжиговую установку, недостаточно охлаждены и поэтому наносят ущерб последующему ленточному транспортеру СО откатки.
Применение только одного компрессора для нескольких технологических целей, таких как охлаждение горячих окатышей в KZ1 и KZ2, регулирование давления в верхней части обжиговой установки, приводит к технологическим конфликтам и затрудняет стабильное управление технологическим процессом.
Известная обжиговая установка 2 содержит дополнительные компоненты, которые для предложенной полезной модели не существенны и поэтому подробно не рассматриваются.
Задача полезной модели решается обжиговой установкой согласно пункту 1 формулы полезной модели, в особенности для железорудных окатышей, которая имеет зону сушки. За зоной сушки вниз по потоку следует смежная с ней зона нагрева. За ней вниз по потоку следует зона обжига; за ней, вновь вниз по потоку соседствует зона рекуперации. Ниже по потоку от зоны рекуперации следует зона охлаждения. Первая отводящая линия отводит теплый воздух из зоны сушки и нагрева, вторая отводящая линия отводит горячий воздух из зоны обжига и зоны рекуперации. Между зоной рекуперации и существующей зоной охлаждения, состоящей из областей KZ1 и KZ2, расположена зона предварительного охлаждения. Обжиговая установка имеет, кроме того, подводящую линию, которая в свою очередь имеет вход для приточного воздуха. Подводящая линия подводит к зоне предварительного охлаждения воздушную смесь из приточного воздуха, теплого воздуха и горячего воздуха. Обжиговая установка имеет, кроме того, соединительную линию, ведущую от первой и второй отводящей линии к подводящей линии. Соединительная линия направляет, таким образом, теплый воздух из первой отводящей линии и горячий воздух из второй отводящей линии в подводящую линию, чтобы теплый воздух и горячий воздух смешивать там с приточным воздухом.
Положение зоны предварительного охлаждения «между» зоной рекуперации и собственно зоной охлаждения, состоящей из областей KZ1 и KZ2, может быть осуществлено в двух альтернативах, в зависимости от определения соответствующей полезной модели зоны охлаждения: известная зона охлаждения фактически укорачивается и следует своими областями KZ1 и KZ2 за зоной предварительного охлаждения.
Строго говоря, также соединительная линия может содержать вход для приточного воздуха. Подводящая линия вырождается тогда в часть соединительной линии. Существенным является только смешивание приточного, теплого и горячего воздуха и их подача в зону предварительного охлаждения посредством соответствующей системы трубопроводов.
Полезная модель основывается на знании того, что между зоной обжига с зоной рекуперации, с одной стороны, и зоной охлаждения, с другой стороны, существует значительный перепад температуры, и обожженные окатыши при соответствующем прохождении через зону падения температуры испытывают воздействие температурного перепада, что часто может приводить к их разламыванию. Полезная модель основывается на основополагающем знании того, что огромное количество тепла в форме теплого воздуха из второго участка TRZ2 зоны сушки и зоны нагрева WZ посредством компрессора F5 и дымовой трубы К, как правило, бесполезно выбрасывается в атмосферу, причем температура теплоносителя здесь составляет примерно 160°С.
Поэтому согласно полезной модели, между зоной рекуперации и зоной охлаждения установлена зона предварительного охлаждения. Это происходит, например, так, что известный коллектор Е воздушной коробки разделяется (часть Е, часть D), причем в часть D выходит подводящая линия. Таким образом, зона предварительного охлаждения может регулироваться независимо от зоны охлаждения в отношении температуры смеси для воздушной смеси и протекающего количества воздуха. Таким образом, можно обеспечить лучшую избирательность всего процесса охлаждения. Перепад температур для окатышей снижается за счет того, что осуществляется более равномерное или ступенчатое охлаждение окатышей с течением времени, то есть во время прохождения через обжиговую установку, если температура охлаждающего воздуха в зоне предварительного охлаждения лежит между температурами зон обжига, рекуперации и охлаждения. Одновременно посредством соединительной линии от обеих отводящих линий к подводящей линии часть тепла из тепла сушки и зоны обжига продуктивно используется.
В результате получается меньше лопнувших или разломленных окатышей, и, следовательно, обеспечивается повышение качества готовых окатышей и удельной производительности способа изготовления. Обеспечивается большая технологическая гибкость процесса охлаждения в обжиговой установке, а также улучшенное использование уже существующего в процессе остаточного тепла и, тем самым, сокращение потребления топлива за счет рационального использования этого тепла. Следовательно, обеспечивается повышение производительности, сокращение производственных затрат и снижение загрязнения окружающей среды.
В предпочтительной форме выполнения полезной модели подводящая линия содержит компрессор. Посредством его управления можно затем в зоне предварительного охлаждения оказывать воздействие на фактическое количество подведенной воздушной смеси. Степени свободы для управления обжиговой установкой повышаются. В обжиговой установке за счет этого в зоне предварительного охлаждения создается новый контур компрессора.
За счет введения дополнительного компрессора в зоне охлаждения установки, с одной стороны, зона охлаждения и зона предварительного охлаждения могут независимо управляться в отношении их расхода воздуха. Поскольку как компрессор зоны предварительного охлаждения, так и компрессор зоны охлаждения подают воздух в основной коллектор и, тем самым, оказывают воздействие на давление выше горелок, можно, кроме того, посредством теперь двух компрессоров выполнять более эффективное регулирование давления выше горелок в зоне нагрева WZ, зоне обжига BRZ и в зоне охлаждения KZ1.
В предпочтительном варианте этой формы выполнения полезной модели соединительная линия относительно положения компрессора в отводящей линии - подключена к участку стороны всасывания подводящей линии. Мощность всасывания компрессора в подводящей линии используется для всасывания теплого и горячего воздуха через соединительную линию.
Как правило, также первая и/или вторая отводящие линии содержат компрессор. Соединительная линия подключена тогда в предпочтительной форме выполнения, соответственно, к участку напорной стороны первой и/или второй отводящей линии, то есть к стороне дутья компрессора.
В другой предпочтительной форме выполнения обжиговая установка содержит устройство управления, управляющее долями теплого, горячего и приточного воздуха в воздушной смеси. Таковым является чаще всего клапан, который может быть расположен в соединительной линии или подводящей линии. Таким образом, может устанавливаться желательная температура воздушной смеси между температурами приточного воздуха и горячего воздуха.
В варианте этой формы выполнения обжиговая установка содержит, кроме того, устройство регулирования, которое таким образом воздействует на устройство управления, что температура воздушной смеси регулируется как правило, почти постоянно на заданное номинальное значение. Это обеспечивает возможность достижения равномерной температуры смеси и, тем самым, сохраняющегося постоянным качества продукции или условий производства. Подходящая температура смеси может составлять, например, около 100°С.
В предпочтительной форме выполнения полезной модели дополнительно вниз по потоку от зоны охлаждения создана еще одна дополнительная аспирационная (вытяжная) зона охлаждения АС с относящейся к ней воздушной коробкой в обжиговой установке. С аспирационной зоной охлаждения ассоциирована третья отводящая линия, которая отводит запыленный воздух из аспирационной зоны охлаждения.
В зоне охлаждения, как правило, нижние окатыши в достаточной степени охлаждаются, так здесь охлаждающий воздух притекает снизу. При этом верхние окатыши охлаждаются в меньшей степени. За счет создания дополнительной аспирационной зоны охлаждения АС возникает возможность там окатыши сверху обтекать воздухом и одновременно отсасывать имеющуюся пыль. Так имевшиеся до сих пор более горячие верхние окатыши лучше охлаждаются. Разности температур в слое окатышей в вертикальном направлении сокращаются, так что, в частности, осуществляется выравнивание температуры между верхними и нижними окатышами. В целом, таким образом, окатыши выходят из установки с по существу одинаковой температурой. Разрушение ленточного транспортера откатки отдельными слишком горячими окатышами предотвращается.
В предпочтительном варианте этой формы выполнения третья отводящая линия подключена к вытяжному компрессору, причем вытяжной компрессор, наряду с аспирационной зоной охлаждения, дополнительно ассоциирован также с отличающейся от нее зоной обжиговой установки. Подобный вытяжной компрессор, например, на конце ленты и так уже ассоциирован с зоной аспирации в бункере охлаждения. Иными словами, этот имеющийся компрессор совместно используется тогда также для аспирационной зоны охлаждения.
В предпочтительной форме выполнения отношение площадей зоны аспирации AZ на конце вверх по потоку обжиговой установки к соседней с ней в направлении по потоку зоне сушки (TRZ) имеет определенное значение. Иными словами, зона сушки на конце вверх по потоку в направлении транспортировки окатышей установки удлиняется ценой имеющейся там зоны аспирации. Таким образом, получается увеличение площади сушки в зоне сушки. Этот вариант основывается на знании того, что в известных установках существует еще достаточно не использовавшейся до сих пор резервной площади, чтобы отводить оттуда пыль и создавать там зону аспирации (вытяжки). Применяемая для этого вытяжка (вытяжная воздушная коробка AWk) может подключаться к соответствующему компрессору. Вновь получаемая за счет уменьшения и/или смещения площади аспирации площадь, таким образом, в направлении вверх по потоку подсоединена к существующей площади сушки, и поэтому последняя в соответствии с полезной моделью увеличивается по сравнению с известными установками. Обе области TRZ1 и TRZ2 зоны сушки изменяются при этом в другом подходящем отношении по отношению друг к другу, в частности, обе увеличиваются. Окатыши высушиваются равномернее и лучше и, таким образом, лучше пригодны для последующего процесса.
Описанные выше свойства, признаки и преимущества настоящей полезной модели, а также способ, которым это достигается, поясняется в последующем описании примеров выполнения со ссылками на чертежи, где в схематичном представлении показано следующее:
Фиг.1 соответствующая полезной модели расширенная обжиговая установка согласно фиг.2,
Фиг.2 обжиговая установка согласно уровню техники.
Фиг.1 показывает соответствующее полезной модели расширение 20 известной обжиговой установки 2 по фиг.2. Для этого известный коллектор воздушной коробки Е на своем конце вверх по потоку укорочен. Там установлен дополнительный коллектор воздушной коробки D, из-за чего также первая область KZ1 зоны охлаждения KZ укорочена. На ее месте, таким образом, возникает зона предварительного охлаждения VKZ. В зависимости от способа рассмотрения, зона охлаждения KZ, состоящая из областей KZ1 и KZ2, укорочена, и дополнительно введена между ней и зоной рекуперации REZ зона предварительного охлаждения VKZ. При другом, равноценном способе рассмотрения, зона охлаждения KZ примыкает в неизменном виде к зоне рекуперации REZ. Область KZ1 зоны охлаждения тогда укорачивается, и вводится зона предварительного охлаждения VKZ в качестве области для зоны охлаждения KZ. На фиг.1 это указано посредством взятого в скобки разделительного штриха между зоной рекуперации REZ и зоной охлаждения KZ.
Зона предварительного охлаждения через коллектор воздушной коробки D и подводящую линию 22 подводит воздушную смесь 26 в направлении стрелки 24. Подводящая линия 22 имеет вход 8 для приточного воздуха 10. Через соединительную линию 28 подводящая линия 22, кроме того, соединена с первой отводящей линией 12 и второй отводящей линией 16. Соединительная линия 28 выполнена из двух частей и, таким образом, выходит в двух различных местах в подводящую линию 22.
Теплый воздух 14 и горячий воздух 18 через соединительную линию 28 из первой отводящей линией 12 и второй отводящей линией 16 подается в направлении стрелки 24 в подводящую линию 22 и там смешивается с приточным воздухом 10 для получения воздушной смеси 26.
Относительно первой отводящей линии 12 и второй отводящей линии 16, соединительная линия 28 или ее соответствующие частичные ветви выходят в их участки 30b напорной стороны, то есть соответственно на напорных сторонах компрессоров F3, F5. Таким образом, используется их действие нагнетания, чтобы направлять теплый воздух 14 и горячий воздух 18 через соединительную линию 28.
В предпочтительной форме выполнения подводящая линия 22 содержит компрессор F6 и, тем самым, относительно него участок 30а стороны всасывания и участок 30b напорной стороны. Соединительная линия 28 выходит тогда в первый участок 30а стороны всасывания подводящей линии 22. Таким образом, действие всасывания компрессора F6 используется не только для всасывания приточного воздуха 10 через подводящую линию 22, но и теплого воздуха 14 и горячего воздуха 18 через соединительную линию 28.
В предпочтительных формах выполнения соединительная линия 28 и/или подводящая линия 22 содержат соответствующие устройства 32 управления, в данном случае клапаны, которые регулируют соответствующие количества приточного воздуха 10, теплого воздуха 14 и горячего воздуха 18, которые, с одной стороны, всасываются или транспортируются через вход 8 или соединительную линию 28. Таким образом можно регулировать их соответствующие доли в воздушной смеси 26.
В предпочтительной форме выполнения с одним или несколькими устройствами 32 управления ассоциировано устройство регулирования. Оно управляет соответствующими устройствами 32 управления таким образом, что температура ТМ воздушной смеси 26 регулируется для установки на заданное значение S. При этом температура смеси ТМ находится в диапазоне температур TF приточного воздуха 10, TW теплого воздуха 15 и ТН горячего воздуха 18. Так как при работе обжиговой установки справедливо: TF<TW<TH, то тогда справедливо: TF≤TW≤ТH.
В предпочтительной форме выполнения расширение 20 известной обжиговой установки 2 по фиг.2 также включает введение аспирационной (вытяжной) зоны охлаждения АС согласно фиг.1. Она включена после известной зоны охлаждения KZ. Это происходит посредством создания третьей отводящей линии 36, которая отводит запыленный воздух 38 в направлении стрелки 24 из аспирационной зоны охлаждения АС. Обтекание обожженных окатышей FP осуществляется в аспирационной зоне охлаждения АС (см. стрелки потока на фиг.1) в вертикальном направлении сверху вниз, то есть противоположно направлению потока в зоне охлаждения KZ. За счет этого температурный профиль расположенных слоями друг над другом обожженных окатышей FP при охлаждении в вертикальном направлении выравнивается.
В предпочтительной форме выполнения третья отводящая линия 36 подключена к вытяжному компрессору FA, который в известной установке сопоставлен задней вытяжной воздушной коробке AWh. Первоначально, таким образом, иная, чем аспирационная зона охлаждения АС, зона ассоциирована с обжиговой установкой и теперь просто совместно используется для аспирационной зоны охлаждения АС.
В предпочтительной форме выполнения распложенная на конце вверх по потоку установки вытяжная воздушная коробка AWk и, тем самым, зона аспирации AZ по сравнению с известной установкой уменьшается, а зона сушки TRZ, напротив, увеличивается. В не показанной форме выполнения зона аспирации AZ также сдвинута только вверх по потоку в не использовавшуюся до сих пор зону установки. Зона сушки TRZ увеличена в продольном направлении установки, и поэтому ее площадь FT увеличена. Получающееся при этом отношение площадей, площади FA зоны аспирации FA к площади FT зоны сушки TRZ, является отношением F площадей, которое здесь принимает определенное значение. При этом области TRZ1 и TRZ2 зоны сушки сами по себе, как правило, увеличиваются. Так для сушки сырых окатышей GP предоставляется в распоряжение больше площади в зоне сушки TRZ, и они лучше и равномернее высушиваются.
Хотя полезная модель детально проиллюстрирована и описана посредством предпочтительного примера выполнения, полезная модель не ограничена раскрытыми примерами, и специалистом могут быть выведены другие варианты без отклонения от объема защиты полезной модели.