книги из ГПНТБ / Вегман, Е. Ф. Теория и технология агломерации

Е. Ф. В Е Г М А Н

ТЕОРИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ

АГЛОМЕРАЦИИ

М о с к в а «МЕТАЛЛУРГИЯ»

1 9 7 4

Н .чііТППЯ HU« «иШ 'іЛ Й нО

УДК 669.213.3.001.Г2

УДК 669.213.3.001.Г2

Теория и технология агломерации. В е г м а н Е. Ф.,

М., «Металлургия», 1974, 288 с.

Изложена теория процесса агломерации, рассмотрена современная технология спекания руд и концентратов. Значительное внимание уделено методике расчета агломерационных шихт, расчетам зональных балансов процесса агломерации. Публикуются материалы по исто­ рии возникновения и развития агломерации, обсуждают­ ся перспективы развития этого метода окускования в будущем.

Предназначена для инженерно-технического персона­ ла агломерационных цехов, научных работников, препо­ давателей и студентов металлургических вузов. Ил. 119. Табл. 33. Список лит.: 248 назв.

(g) Издательство «Металлургия», 1974 г.

ВВЕДЕНИЕ

В 1887 г. англичане Ф. Геберлейн и Т. Хантингтон взяли патент на новый способ окускования и окисли­ тельного обжига сульфидных руд перед восстановитель­ ной плавкой, названный агломерирующим обжигом. Процесс проводился в так называемом «котле» Гебер- лейна-Хантингтона (рис. 1), снабженном колосниковой решеткой, под которую через трубопровод и одну из пустотелых цапф подводился сжатый воздух. Емкость котлов первоначально составляла 2—3 т руды, но~ в дальнейшем была увеличена до 15 и даже 20 т. Продол­ жительность агломерирующего обжига в наиболее круп­ ных котлах достигала 22—24 ч.

Наиболее характерной чертой нового процесса было слоевое горение сульфидов в токе продуваемого через , руду снизу вверх воздуха и движение зоны горения в направлении отвода газообразных продуктов горения серы. Патент Ф. Геберлейна и Т. Хантингтона не содер­ жит упоминания о необходимости специальной добавки топлива в обжигаемую шихту. Все необходимое тепло после окончания зажигания получали только за счет эк­ зотермического процесса горения сульфидов в токе воз­ духа. Такой способ, естественно, не мог быть применен к железным и марганцевым рудам, содержащим мало серы. Поэтому в 1905 г. немецкий инженер Д. Завельсберг (германский патент № 210742, кл. С 21 в, 18 а, 188, 28 октября 1905 г.) предложил загружать в котлы Геберлейна-Хантингтона окисленные железные руды в смеси с коксовой или угольной мелочью, количество ко­ торой при слоевом горении в котле обеспечивает полное окускование пылеватой руды. В таком виде новый про­ цесс, названный процессом агломерации1 руд, получил широкое распространение в черной металлургии, осо­ бенно после появления в 1906 г. вакуумного варианта агломерации.

1 Agglomeration (франц., англ.)— окускование, спекание.

5

Вакуумный режим спекания позволил перейти к аг­ ломерации слоев руды толщиной 180—500 мм, облада­ ющих сравнительно высокой газопроницаемостью, и, как

2—3% от общего объема

Рис. 2. Чашевая агломераци­ онная установка Гриневольта:

/ — прямоугольная чаша для спекания слоя шихты высо­ той до 300 мм; 2 — пустоте­ лые цапфы для поворота чаши при выгрузке агломера­ та и для отвода газов из-под

колосниковой решетки чаши; 5 —газоотводы; 4 — пылеуловители; 5 —эксгау­ стер; 6 — дымовая труба; 7 — регулировочный шибер; 8 — передвижной загрузоч­ ный вагон; 9 — бункер постели; /0 — бункер шихты; // —передвижной зажига­

тельный горн

6

газов, отсасываемых эксгаустером. Это преимущество аглочаш может в ближайшем будущем сыграть решаю­ щую роль при проектировании установок для агломера­ ции под избыточным давлением (до 1—3 ат над спекае-

373 К температура начала горения коксика

ms юз тз

I Зона горения твердого топлива

Зона подогрева шихты и уд. влаги

К пылеулавливателям- и зксгаустеру

Рис. 3. Схема хода агломерации в чашевой установке (расположение зон и распределение температур в спекаемом слое в произвольно выбранный момент после начала спекания):

1— чаша; 2 — колосниковая решетка; 3 — газоотвод; 4 — газовая горелка

мым слоем), т. е. в тех случаях, когда предъявляются жесткие требования к газоплотности установки.

Внастоящее время чашевые установки используются

вбольшинстве случаев для экспериментальных спека­ ний в металлургических лабораториях (рис. 3).

Процесс агломерации в чашевых установках являет­ ся прерывистым, а потому считается малопроизводитель­ ным. После изобретения Дуайтом, Ллойдом в 1906 г.

лее производительными ленточными машинами непре­ рывного действия. В 1971 г. в мире работало около 1000

7

ленточных агломерационных машин с годовым произ­ водством, превышающим 400 миллионов тонн агломе­ рата.

Известно, что при агломерации на конвейерных ма­ шинах полезно используется не более 40% площади ко-

Гото£ыйагломерат

Рис. 4. Агломерационная лента Дуайта, Ллойда:

1 —- спекательные тележки (паллеты) с колосниковыми решетками; 2— укладчик постели на колосники паллет; 3 — укладчик шихты; 4 — зажигательный горн; 5 — слой постели; 6 — сырая шихта; 7 — зона подогрева и сушки шихты;- 8 — зо­

лосниковых решеток всех паллет. Поэтому сделано пред­ ложение, по которому холостая ветвь ленты должна вы­ полнять функции охладителя готового агломерата, продуваемого на ней воздухом. (Патент ФРГ, кл. 40 а, 1/00 № 1167033, 15 июня 1960 г.).

Нет необходимости во всех случаях сооружать агло­ ленты со строго горизонтальной рабочей ветвью. Сох­ раняя высоту головной части ленты на обычном уровне, по предложению автора [1], можно несколько накло­ нить ленту к разгрузочному концу, что позволяет ис­ пользовать составляющую веса шихты (рис. 5) и значи­ тельно разгрузить привод ленты. Потерю высоты легко компенсировать затем установкой наклонного охладите­ ля агломерата.

8

каемый слой снизу вверх (рис. 6). Поток воздуха, про­ дуваемый снизу вверх через слой спекаемой шихты, разрыхляет его, повышает газопроницаемость слоя и охлаждает колосники. При агломерирующем обжиге тя-

Рис. 5. Схема агломашины с наклонной рабочей ветвью [1]:

1 — головная звездочка; 2 — одна из паллет на холостой ветви лен­ ты; 3 — вакуум-камеры; 4 — тормозная звездочка; 5 — одна из паллет на рабочей ветви ленты; 6 — зажигательный горн; 7 — барабанный питатель1

Рис. 6. Схема устройства ленточной агломашины с продувкой спекаемого слоя воздухом снизу вверх:

9