Агломерационная машина

Размер основного оборудования отделения спекания определен исходя из необходимости сохранения существующих зданий цеха. В цехе возможно разместить четыре агломашины МАК-90. Её основные характеристики:

- активная площадь спекания 90 м²;

- ширин рабочей поверхности 3 м;

-длина 30 м;

-высота спекаемого слоя 450 мм;

-скорость движения тележек 1…4 м/мин;

-разрежение в вакуум-камерах 1200мм.вод.ст.

Это оборудование имеет возможность, при реализации разработанной технологии, достигнуть производительности каждой агломашины на уровне 121...140 т/ч.

1.4 Cмесительный, окомковательный барабаны

В аглоцехе ОАО «Уральская Сталь» установлено два смесительных барабана СБ-2,8Х6, из которых один находится в работе, а второй резервный. Длина барабана составляет 6 м, диметр 2,8 метра, скорость вращения 6,56 оборотов в минуту. Увлажнение осуществляется тремя форсунками с тангенциальным подводом воды расположенными равномерно по всей длине барабана. Угол наклона оси смесителя к горизонту составляет 2°, нагрузка по шихте (при работе всех агломашин) изменяется в пределах 700...800 т/ч. В этих условиях масса материала в барабане составляет 13,82 тонны при степени заполнения 27,6%. Как показывает практика, наилучшие показатели работы барабанных смесителей достигаются при степени заполнения 12.... 13%. Время пребывания материала в смесителе составляет 1минуту 26 секунд. Этого времени недостаточно для гомогенизации шихты в объеме. То есть нагрузка на смеситель превышает допустимую и не может обеспечить требуемое качество смешивания. Вывод о неудовлетворительной работе смесителя подтверждают результаты экспериментального определения качества смешивания аглошихты (таблица 3 и 4). Методика определения была следующая. После смесителя были отобраны 16 проб шихты объемом 0,805 см. Этот объем соответствует величине единичной ячейки аглошихты, содержащей все компоненты в заданном дозировкой соотношении.

Таблица 3 - Результаты определения качества смешивания шихты

№	Фракции (мм), %	ρнас, т/м^3	W, %
+10	+5	+3	+1,6	-1,6
	14,44	18,6	16,19	19,04	31,73	4,47	1,75	4,3
	14,14	17,26	15,8	19,12	33,68	4,33	1,84	4,5
	14,98	18,75	15,82	18,99	31,46	4,53	1,81	3,6
	16,1	18,82	16,1	23,36	25,62	4,73	1,69	4,2
	12,41	21,84	18,62	18,62	28,51	4,53	1,67	5,2
	10,72	19,29	20,15	19,42	30,42	4,23	1,79	2,4
	10,25	17,78	15,27	19,46	37,24	3,92	1,83	5,3
		19,21	15,03	19,62	27,14	4,99	1,83	4,4
	15,32	19,36	13,19	15,53	36,6	4,47	1,8	6,2
	9,49	21,1	15,82	19,62	33,97	4,08	1,81	4,4
	13,89	19,23	16,03	17,52	33,33	4,42	1,79
	16,32	19,24	15,69	18,83	29,92	4,70	1,83	5,9
	16,67	18,35	16,03	18,57	30,38	4,69	1,81	5,4
	18,33	18,96	15,42	19,79	27,5	4,91	1,84	2,8
	14,72	23,79	15,52	17,94	28,03	4,81	1,9	5,3
	9,87	17,65	19,96	20,17	32,35	4,03	1,82
X ср	14,17	19,33	16,29	19,10	31,12	4,49	1,80	4,56
∆Х	2,30	1,10	1,23	0,97	2,68	0,25	0,04	0,93
К	0,72	0,89	0,86	0,90	0,84	0,90	0,96	0,66

Таблица 4- Химсостав компонентов шихты в смесителе

№	Компонент, %
	Fe	SiO2	СаО	S	С общ.	Ссв
	48,9	7,48	11,0	0,181	5,40	3,52
	46,7	9,13	11,4	0,184	5,44	3,41
	49,7	6,74	10,7	0,2	4,63	2,90
	47,7	9,54	9,88	0,22	5,10	3,66
	48,3	8,71	10,7	0,183	4,55	2,60
	47,6	9,13	10,7	0,175	4,81	2,81
	50,1	7,48	9,77	0,64	4,69	2,68
	49,3	7,56	10,7	0,22	4,62	2,52
	48,8	7,60	11,0	0,185	4,45	2,63
	49,6	6,37	11,1	0,24	4,97	3,09
	49,3	7,36	10,8	0,184	4,42	2,78
	49,2	6,75	10,8	0,169	4,29	2,68
	48,0	8,01	11,5	0,21	5,00	3,29
	49,2	6,70	10,3	0,20	4,60	2,89
	48,7	8,13	10,1	0,190	4,95	2,92
	48,3	8,21	10,6	0,27	5,14	3,13
Хср	48,71	7,81	10,69	0,23	4,82	2,97
∆Х	0,71	0,78	0,35	0,06	0,29	0,29
К	0,97	0,82	0,94	0,59	0,89	0,82

Все пробы подвергали ситовому анализу, определялся насыпной вес материала и его влажность. После этого рассчитывалось среднее значение показателя (Х_ср), среднеквадратичное отклонение показателя ∆Х и коэффициент однородности, равный

(1)

Как видно из представленных данных, коэффициент однородности по фракциям находится в пределах 0,72...0,96 при значении этого показателя для усредненного диаметра 0,90, а коэффициент однородности по влажности составляет 66%. Среднее значение коэффициента однородности шихты составляет 0,84. По химсоставу коэффициент однородности изменяется в пределах 0,59...0,97, при среднем 0,83. Как показывают многочисленные исследования, процесс смешивания отвечает требованиям технологии тогда, когда значение коэффициента однородности не ниже 0,95.

Таким образом, существующий смеситель шихты работает с превышением предельной нагрузки, а качество смешивания неудовлетворительное.

Важной особенностью работы смесителей ОАО «Уральская Сталь» является то, что улучшить смешивание без замены оборудования либо установки дополнительного практически невозможно. Это связано с тем, что при существующих нагрузках нельзя обеспечить требуемое время пребывания шихты в смесителе (не менее 3 минут) при оптимальном режиме движения (степень заполнения 12... 13%). В этой связи единственным возможным техническим решением для обеспечения необходимого качества смешивания (для настоящих условий) является замена смесителя на более производительный, например СБ-3,2Х8.

Параметры работы смесителя, для обеспечения оптимального режима движения шихты следующие

- угол наклона оси к горизонту 2,5^о;

- скорость вращения 8 об/мин.

В этих условиях степень заполнения смесителя составит 14% при времени пребывания шихты в нем 1,25 минуты. Это время смешивания недостаточно для качественной гомогенизации шихты, однако больший типоразмер смесителя в существующем здании разместить невозможно.

При проектировании необходимо предусмотреть возможность одновременной работы двумя смесителями с условием использования двух линий дозирования.

Для окомкования используются барабаны диаметром 2,8м, длиной 6м и углом наклона 1°30'. Скорость вращения составляет 6 об/мин.

Эффективность окомкования зависит от грансостава исходной шихты, режима работы окомкователя и режима увлажнения. Исходный грансостав шихты определяет ее способность к окомкованию, которая оценивается «коэффициентом скорости грануляции» К_сг:

(2)

где - плотность накатанного слоя, г/см2;

- кажущая плотность зародышей, г/см2;

-процент монофракций комкующей части шихты (> 1,6мм), %;

_м -процент комкуемой части шихты (<0,4мм),%;

- средний диаметр комкующей части шихты, мм.

Усредненный грансостав исходной шихты приведен в таблице 5.

Таблица 5-Исходный состав шихты

Грансостав, мм	+8	+5	+3	+1,6	+0,4	-0,4
Массовая доля, %	3,3	19,2	6,1	13,6	16,6	41,2

При допущении, что коэффициент скорости грануляции равен:

К_сг= 6^.1/41,2^.(3,3/10+19,2/6,5+6,1/4+13,6/2,3)=1,56

Относительно высокий коэффициент К_сг создает необходимые, но недостаточные условия для окомкования шихты, на которые влияют также содержание среднего класса, способ и место подачи воды, время окомкования и т.д. Для оценки качества окомкования и определения характеристик аглошихты производился отбор проб перед окомкователем, после челнока и непосредственно с агломашины. Результаты анализа представлены в таблице 6.

Обращает на себя внимание большие колебания влаги (от 5,5 до 8%), что связано с отсутствием надежного контроля за расходом воды. В окомкователях осуществляется струйная подача воды, что неизбежно ведет к образованию переувлажненных и достаточно крупных (15-20мм) комков, которые нарушают процесс окомкования, разрушая гранулы, и, в конечном счете, сами разрушаются. Для нормализации процесса увлажнения шихты могут быть использованы пневмофорсунки УЗТМ, которые хорошо зарекомендовали себя на аглофабриках Качканарского ГОКа.

В таблице 7 приведены расчетные данные по определению степени заполнения ξ и времени пребывания шихты в барабане τ в зависимости от нагрузки G и скорости вращения n. Для обеспечения высокой эффективности работы окомкователей необходимо обеспечить время пребывания шихты в них не менее 2мин. при степени заполнения не более 13%.

Таблица 7- Расчетные характеристики работы барабанных окомкователей

G, т/ч	Число оборотов,n	ξ, %	Вес шихты,кг	Время пребывания	Длина пути,м
		11,97		2,49	55,61
	7,78		1,60	62,19
	5,60		1,16	67,79
		15,96		2,53	51,65
	10,57		1,64	57,38
	7,76		1,20	62,19
		19,76		2,56	48,89
	13,28		1,57	51,10
	9,87		1,22	58,40

Из таблицы 7 видно, что такие условия соблюдаются при нагрузках окомкователей не более 200т/ч. При этом сократится выход возврата и увеличится выход агломерата.

Поэтому есть необходимость замены существующих окомкователей СБ – 2,8*6 на окомкователь ОБДК – 2,8*8.

Таблица 6 - Качество агломерационной шихты в период испытаний

№	Место	W, %	ρнас, т/м^3	t ш, °С	Грансостав, %	dср, мм	Cок, %	Химический состав,%
+8	8-5	5-3	3-1,6	-1,6	Fе	СаО	SiO2	S	С
	до оком.	4,1	1,85		3,3	19,2	6,1	13,6	57,7	2,13	13,1
челнок	7,2	1,92		10,8	16,6	15,4	25,1	31,1	3,61	37,5	48,5	10,8	7,55	0,117	5,1
с а/м..	7,1	1,96		9,7	25,8	8,8	16,6	39,0	3,69	41,9
	до оком.	1,9	1,70		5,1	18,1	5,8	18,1	53,0	2,75	17,6
челнок	6,9	1,92		19,6	20,3	16,2	12,4	31,5	4,47	51,1	51.2	9,14	8,17	0,130	4,5
с а/м	7,0	1,95		20,9	26,4	13,7	14,4	24,6	4,88	47,6
	до оком.	3.2	1,73		7.3	15,8	8,5	18,6	51,9	2,94	20,7
челнок	7,1	1,95		25,4	22,6	8,5	17,4	26,1	4,99	60,6	49,3	10,8	7,36	0,184	3,9
с а/м	7,2	1,95		20,6	21,8	7,7	19,4	30,5	4,48	57,9

1.5 Чашевый охладитель

В состав комплекса каждой агломашины входит чашевый охладитель агломерата с диаметром тарели 9800 мм, оснащенный дымососом Д-21,5x2. Основной технологической задачей охладителя является снижение температуры агломерата до 100 °С, за счет прососа атмосферного воздуха через слой агломерата. Техническая характеристика охладителя приведена в таблице 8.

Таблица 8 - Техническая характеристика охладителя агломерата

Показатель	Ед.изм.	Значение
Проектная производительность	т/ч
Диаметр тарели	мм
Емкость бункера	м^3
Толщина слоя агломерата	мм
Высота жалюзийной решетки	мм

Наиболее важными параметрами, влияющими на качество охлаждения, являются начальная температура агломерата, удельный расход воздуха на охлаждение и максимальный размер куска агломерата. Как показывают результаты замеров, температура кусков агломерата на входе в охладитель составляет 457...917 °С, при этом большая величина соответствует кускам фракции 80... 150 мм. Средняя температура агломерата составила 678 °С. На выходе с охладителя температура кусков составила 66...330 °С, при этом температура более 100 °С соответствует кускам крупнее 100 мм. Объемная доля кусков фракции +100 мм составляет 40%, поэтому количество некондиционного агломерата (с точки зрения его температуры) значительно и создает возможность для повреждения и быстрого износа конвейерных лент.

Среднее время пребывания агломерата в охладителе составляет 1,6 ч. Этого времени достаточно только для охлаждения кусков фракции менее 100 мм. Более крупные куски будут сходить с охладителя с температурой выше 100 °С.

Повышение эффективности работы охладителя возможно достичь двумя путями: увеличением интенсивности поступления воздуха на охлаждение и улучшением гранулометрического состава агломерата. Рассмотрим возможности этих мероприятий для условий существующего охладителя при производительности 125 т/ч (для всего цеха -3,8 млн.т/год). В этом случае время пребывания агломерата в охладителе составит 1 час 15 минут. Для обеспечения качественного охлаждения агломерата величина куска агломерата не должна превышать 40 мм. Интенсивность поступления воздуха в охладитель должна составить не менее 1800 нм³/ч, что соответствует скорости фильтрации воздуха через слой 0,89...0,91 м/с и суммарному объему воздуха 225 тыс.нм^3//ч. Реальный объем газов (при температуре 230 °С и доле подсосов 8,2%) составит 418 тыс.м /ч. При этом потери напора в слое составят 250 кгс/м, потери напора по тракту охладителя 970 кгс/м, а дымосос охладителя должен развивать статический напор в рабочей точке не менее 1000 кгс/м². То есть характеристика дымососа должна быть сопоставима с характеристикой эксгаустера. Однако, при таком напоре доля подсосов многократно возрастет, что приведет к необходимости еще более мощного дымососа.

Использование существующего охладителя при реконструкции аглофабрики с увеличением годового производства до 3,8 млн тонн неосуществимо. Единственным способом выполнения технических требований на агломерат при реконструкции агломашин является замена охладителя на более производительный диаметром 11,8м.

Дата добавления: 2015-08-17