Конвейерные агломерационные машины
Чашевые агломерационные установки периодического действия характеризуются относительно низкой производительностью, так как почти половина рабочего времени при их эксплуатации уходит на загрузку чаш шихтой, зажигание и выгрузку готового агломерата. С изобретением в 1906 г. непрерывно действующей ленточной агломерационной машины строительство крупных чаше-вых агломерационных установок было сокращено и в настоящее время во всем мире не более 3 % агломерата изготовляется на установках этого типа.
Первая ленточная агломерационная машина, конструкция которой была предложена в 1906 г. американцами А. Дуайтом и Р. Ллойдом, вошла в эксплуатацию в 1911 г. в г. Бёдсборо (США, шт. Пенсильвания). Машины этого типа получили широкое распространение во многих странах. В настоящее время в мире работает более 1000 аглолент суммарной производительностью до 450 млн. т агломерата в год. Советский Союз занимает первое место в мире по производству агломерата (151,4 млн. т в 1984 г.).
Ход процесса спекания на конвейерных машинах показан на рис. 33.
Рис. 33. Схема, иллюстрирующая ход процесса спекания на агломерационной машине ленточного типа:
1 — спекательные тележки-паллеты; 2 — укладчик постели; 3 — челноковый питатель ленты шихтой; 4 — газовый зажигательный горн; 5 — постель; 6 — зона сырой шихты; 7 — зона сушки и подогрева шихты; 8 — зона горения твердого топлива; 9 — зона готового агломерата; 10 — разгрузочный конец машины; // — вакуум-камеры; 12 — ведущая звездочка привода ленты; 13 — сборный газопровод
Ленточная агломерационная машина представляет собой замкнутую цепь движущихся спекательных тележек-паллет, перемещающихся по рельсам верхней горизонтальной рабочей ветви машины под действием звездочек 12 привода, а по рельсам нижней наклонной (2—3°) холостой ветви машины в перевернутом положении под действием горизонтальной составляющей собственного веса. Захват паллет с холостой ветви и транспортировка их на верхнюю рабочую ветвь машины также осуществляются с помощью звездочек привода. На стальной раме каждой паллеты монтируется три ряда колосников. Таким образом, паллета представляет собой движущуюся колосниковую решетку. Во время движения по рабочей ветви паллеты проходят над вакуум-камерами //, соединенными через сборный газопровод 13 с эксгаустером. Специальное уплотнение препятствует прососу воздуха в вакуум-камеры через стык с движущимися паллетами. Спекательные тележки движутся по рабочей ветви машины одна за другой без разрывов или зазоров. Просос воздуха между тележками в вакуум-камеры исключается.
Рис. 34. Агломерационная машина конвейерного типа с площадью всасывания 75 м2:
1 — питатели постели и шихты; 2 — привод машины; 3 — зажигательный горн; 4 — спекательные тележки-паллеты; 5 — вакуум-камеры; 6 — клапаны для регулирования вакуума; 7 — разгрузочный конец машины
Таким образом, главная масса воздуха должна при движении паллет над вакуум-камерами проходить через слой шихты, уложенный на рабочей ветви машины. Укладка постели и шихты на движущиеся паллеты производится специальными питателями 2, 3. Зажигание шихты осуществляют с помощью стационарного газового горна 4. Время пребывания паллеты под горном составляет около 1 мин. Теплота зажигания, рассчитанная на 1 м2 поверхности спекаемого слоя, составляет 42—50,5 МДж/мин. С момента начала зажигания шихты паллета находится над вакуум-камерами, в которых поддерживается разрежение до 20 кПа. Под зажигательным горном зона горения твердого топлива находится в крайнем верхнем положении. По мере движения паллет зона горения опускается вниз по направлению к колосниковой решетке, проходя весь спекаемый слой за 10—12 мин (в зависимости от высоты слоя и вертикальной скорости спекания). В тот момент, когда зона горения достигает слоя постели, паллета входит в закругление разгрузочной части ленты, образуемое ходовым рельсом и контррельсом, опрокидывается и пирог готового агломерата сбрасывается с паллеты. Сбрасывание сопровождается легким ударом, позволяющим очистить колосниковую решетку от заклинившихся в ней кусочков агломерата, а также сбросить приварившиеся к металлу колосников глыбы агломерата. С этой целью непосредственно за вакуум-камерами создается разрыв непрерывной цепи тележек, что позволяет осуществить удар очередной разгружающейся паллеты о группы пустых перевернутых тележек. Существует, однако, и другая конструкция разгрузочной (хвостовой) части машины. В ФРГ и США в ряде случаев стараются предохранить паллеты от ударов, повышая тем самым длительность их службы. Для этого поворот паллет осуществляется в разгрузочной части машины с помощью тормозных звездочек. В этом случае для обеспечения нормального схода пирога агломерата с паллеты необходимым специальные меры — плотный слой постели, автоматические приборы для определения степени законченности процесса спекания. Общий вид агломерационной ленты с площадью спекания 75 м2 показан на рис. 34.
Современная агломерационная фабрика представляет собой сложный комплекс сооружений, механизмов и машин, обеспечивающих подготовку руд и концентратов к спеканию, собственно агломерацию и обработку готового спека. Рассмотрим схему устройства агломерационной фабрики (рис. 41) несколько подробнее. Бункера 3 для компонентов шихты заполняются сверху через решетки 2 реверсивным ленточным конвейером 1. Бункер возврата заполняется конвейером 28. Дозировка компонентов шихты на сборный конвейер шихты 5 ведется с помощью весовых ленточных дозаторов 4. Дозатор представляет собой короткий ленточный конвейер, установленный под горловиной бункера. Скорость движения конвейера определяет массу выдаваемого на сборный конвейер компонента шихты. Эта скорость может регулироваться с центрального пульта управления шихтовым отделением, так как масса рамы и конвейера каждого дозатора и масса лежащей на конвейере руды фиксируются специальной весоизмерительной системой, смонтированной на месдозах, обеспечивающих точность взвешивания руды до +2 %. Смешивание слегка увлажненной шихты осуществляется во вращающемся барабанном смесителе 6, затем шихта по конвейеру 7 направляется к барабану-окомкователю 8. Смешанная и окомкованная шихта из бункера 9 укладывается питателем 30 на агломерационную ленту 11.
Предварительно питателем 29 на колосниковую решетку укладывается постель, поданная к ленте конвейером 26. Паллеты с шихтой проходят над вакуумом-камерами 12. Над головной частью ленты установлен зажигательный горн 10. Отходящие газы по сборному газопроводу 13 подводятся к пылеуловителям 14. Для очистки отходящих газов от пыли в большинстве случаев используются батареи мультициклонов, а иногда и электроочистки. Запыленность отходящих газов (10—12 г/м3) удается снизить до 0,15 г/м3. Это решает проблему защиты окружающей среды от выбросов пыли и резко повышает стойкость лопаток ротора эксгаустера 15. Между эксгаустером и дымовой трубой 17 устанавливают обычно главный шибер 16, с помощью которого может быть отрегулирован режим работы эксгаустера. Регулировка вакуума на каждой вакуум-камере может быть проведена с помощью специальных дроссельных клапанов (на рис. 41 не показаны; см. рис. 36, 37).
Готовый пирог агломерата падает с паллеты в валковую дробилку 20, после чего на грохотах 21 от дробленого продукта отделяют горячий возврат. Годный агломерат охлаждается в охладителе 22 и далее конвейером 23 направляется на грохоты 24 холодного агломерата. После отделения постели на грохоте 24 годный агломерат конвейером 25 транспортируется в доменный цех, а возврат конвейерами 27 и 28 — в бункер возврата. К горячему возврату с грохота 21 и холодному возврату с грохота 31 добавляют пыль и шламы газоочистки, а также просыпь (конвейеры 18, 19).
Охлаждение агломерата осуществляется в охладителях различных конструкций. В линейных охладителях (рис. 42) агломерат крупностью 5—200 мм укладывается на секционный пластинчатый конвейер. Холодный воздух просасывается через агломерат снизу вверх с помощью осевых вентиляторов.
В круглых секционных охладителях (рис. 43) агломерат загружается сверху в специальные камеры-секции, смонтированные на вращающейся раме. Изнутри через жалюзийные решетки через агломерат вентилятором продувается воздух. Каждая секция охладителя снабжена снизу люком, который открывается автоматически при выгрузке холодного агломерата из секции.
Время пребывания агломерата на охладителе обычно составляет 40—60 мин при расходе воздуха на 1 т агломерата 5000— 6000 м3. При этом агломерат охлаждается до 100 °С, что позволяет затем транспортировать его в доменный цех резиновыми конвейерами.
Насыпная масса агломерационной шихты колеблется от 1,7 до 2,2 т/м3. Насыпная масса несколько ниже для сидеритовых, бурожелезняковых и сильно офлюсованных шихт.
Вертикальная скорость спекания зависит от газопроницаемости шихты, величина разрежения и других факторов меняется в пределах от 0,015 до 0,33 м/мин.
Выход годного агломерата из шихты обычно не превышает 70—80 %.