Производство железорудных окатышей

ОБЖИГ ОКАТЫШЕЙ В ШАХТНЫХ ПЕЧАХ

Шахтная печь имеет ряд преимуществ перед конвейерной ма­шиной: она проста по конструкции; благодаря лучшей рекупера­ции тепла на обжиг его требуется меньше (525—924 МДж/т), а температура отходящих газов ниже; в ней окатыши остывают медленно, благодаря чему достигается высокая степень их окис­ления и прочность (содержание закиси железа составляет 0,4— 4%, прочность на раздавливание от 200 до 500 кг/окатыш, бара­банная проба 7—12%); возможность обжигать крупные окаты­ши (25—40 мм); отсутдтвие дефицитных и дорогостоящих ма­териалов и высокотемпературных дымососов.

Недостатками шахтной печи являются: ограниченная произ­водительность вследствие затруднений в раздаче тепла по сече­нию слоя, возможность образования спеков («козлов») и труд­ность их удаления из печи; расстройства хода при образовании настылей на стенах; трудность обжига окатышей из гематитовых концентратов и офлюсованных окатышей из сравнительно бед­ных концентратов; повышенные требования к прочности сырых окатышей.

Известны три схемы конструкций современных шахтных пе­чей (рис. 69). Для первой конструкции характерно то, что она имеет одинаковое сечение по всей высоте шахты и переточные воздушные каналы из печи в топочные камеры (для прохода по­догретого воздуха, используемого на горение топлива). В дру­гой конструкции ниже устьев каналов из топочных камер имеет­ся расширение, которое постепенно сужается к низу шахты, но переточные каналы отсутствуют. В третьей конструкции расши­рение шахты печи сохраняется до комколомателей, имеются пе­реточные каналы.

Первая и третья конструкции шахтных печей позволяют луч­ше распределить газы по сечению печи, но пыль, выносимая ох­лаждающим воздухом, затрудняет эксплуатацию топочных ­камер, особенно при обжиге офлюсованных окатышей, ошлаковывая их стены.

Загрузка окатышей в печь производится с помощью ленточ­ного или пластинчатого укладчика (конвейера, снабженного пантографным устройством). Режим движения укладчика устанав­ливается в соответствии с требуемым профилем поверхности засыпи. При движении укладчика вперед и назад укладывается одинаковое количество окатышей.

Разгрузка обожженных окатышей из печи производится не­прерывно с такой же скоростью, с какой в печь загружаются сы­рые окатыши, так что уровень засыпи на колошнике печи оста­ется все время постоянным. Для разгрузки окатышей применя­ют устройства шлюзового, шнекового, вибрационного типа, уст­ройства в виде вращающегося стола и качающегося лотка.

Разрушение в печи возможных спеков окатышей производит­ся при помощи комколомателей (зубчатых многовалковых дро­билок), которые могут быть качающегося и вращающегося ти­пов. В промышленных условиях количество материала, требую­щего дробления, обычно не превышает 5%. Кроме прямой функ­ции дробления спеков, комколоматели обеспечивают равномер­ный выпуск материалов из печи и равномерное распределение воздуха по сечению шахты. Скорость движения комколомателей устанавливают в соответствии с производительностью печи.

Оптимальные температуры в зонах печи поддерживаются при данной производительности путем стабилизации соответствую­щего соотношения высот зон обжига, нагрева и сушки. Это со­отношение может несколько изменяться в зависимости от ско­рости фильтрации газов, температуры и качества окатышей (хи­мического состава, крупности, плотности, прочности на сжатие, влажности). Ниже устьев топочных камер окатыши постепенно охлаждаются восходящим потоком холодного воздуха, вдувае­мым в печь на уровне расположения комколомателей. Около 20% воздуха вдувается в каждую топочную камеру. Остальной воздух вдувается в шахту печи через устройства, имеющие фор­му жалюзи.

Давление воздуха в большой печи составляет в среднем 0,04 МПа и зависит от качества окатышей. Часовой расход воздуха ориентировочно равен часовой производительности печи. Коли­чество охлаждающего воздуха превышает теоретически необхо­димое на 5—10%, а потери охлаждающего воздуха через разгру­зочные отверстия достигают 3—5% (разгрузочное устройство в виде сужающихся вниз течек снижает потери воздуха).

Дымовые газы, нагретые до температуры 1250—1320°С, из топочных камер входят в печь, заполненную окатышами. На расстоянии 0,25—0,5 м от уровня засыпи температура, в печи достигает уже 1250—1300°С.

На уровне устьев топочных каналов температура в печи при­близительно на 30°С выше температуры газа-теплоносителя за счет окисления магнетита в гематит и снижается от периферии к центру печи. Иногда, если печь работает с максимальной на­грузкой, в шихту добавляют уголь в количестве 4,5 кг/т. Эта добавка обеспечивает более равномерное распределение темпе­ратур по горизонтальному сечению печи. Температура обжига поддерживается постоянной регулированием количества посту­пающего газа-теплоносителя в соответствии с производительно­стью печи. Температура отходящего из печи газа составляет 150°С.

Температура окатышей, разгружающихся из печи, находится в зависимости от ее производительности и колеблется от 150 до 300°С. Расход тепла на обжиг 1 т окатышей колеблется от 798 до 924 МДж, а расход электроэнергии составляет 30 кВт-ч/т окатышей.