Служба огнеупоров в агломерационной машине

	Рис. 2.7. Схема дизайна футеровки зоны сушки и подогрева торкрет-бетонами: 1 - плотный тооркрет-бетон (полукислый, шамотный); 2 - легковесный торкрет-бетон (алюмосиликатный); 3 - металлические анкера (нержавеющая сталь)

Стены в зоне сушки и подогрева агломашины футерованы двумя слоями огнеупорных торкрет-бетонов:

- полукислый, плотностью 2,3 г/см3, толщиной 100 мм;

- алюмосиликатным теплоизоляционным, плотностью 0,6 г/см3, толщиной 360 мм.

Свод в зоне сушки и подогрева агломашины подвесной, футерован одним слоями огнеупоров (от рабочей поверхности футеровки):

- шамотные изделия марки ША, плотностью 2,0 г/см3, толщиной 280 мм;

- базальтовая вата, плотностью 0,08 г/см3, толщиной 65 мм.

Потери на 1 м2 футеровки:

Через стены в зоне сушки и подогрева:

л1 = 0,641-0,00114Ч400=1,097 Вт/(м2 С)

л2 = 0,35+0,00004Ч350=0,364 Вт/(м2 С)

Через свод в зоне сушки и подогрева:

л1 = 1,04+0,00015Ч400=1,09 Вт/(м2 С)

л2 = 0,019+0,0003Ч350=0,124 Вт/(м2 С)



Итого по варианту 5 потери тепла через 1 м2 футеровки стен составит 1206 кДж/ч, через футеровку свода - 1627 кДж/ч.

а	б
Рис. 2.8. Визуализация тепловых потерь (а) и график распределения температур по толщине футеровки (б) зоны сушки и подогрева для варианта 5

Сравнение рассматриваемых вариантов по тепловой эффективности представлено в табл. 2.1 Теплоемкости материалов взяты по [28, 29].

Таблица 2.1. Теплофизические показатели сравниваемых вариантов футеровки

Дизайн футеровки	Показатели
Вариант №	Материал	Толщина, мм	Материалоемкость, кг/м2	Тепловой поток через 1 м2 футеровки	Средняя теплоемкость 1 м2 футеровки, кДж/(кг К)
1	Изделия шамотные плотностью 2,2 г/см3	230	736	1533	1,05
	Изделия шамотные плотностью 1,0 г/см3	230
2	Торкрет-бетон шамотный плотностью 2,0 г/см3	100	560	1244	0,978
	Изделия шамотные плотностью 1,0 г/см3	360
3	Кварцевые бетонные изделия плотностью 1,9 г/см3	230	621	1271	1,056
	Динасовые легковесные изделия плотностью 0,8 г/см3	230
4	Защитное покрытие кварцевое плотностью 2,1 г/см3	10	140	180	0,98
	Плиты муллитокремнеземистые плотностью 0,6 г/см3	120
	Плиты минераловатные плотностью 0,2 г/см3	330
5	Полукислый бетон плотностью 2,3 г/см3	100	676	1206	1,099
	Шамотный бетон плотностью 0,6 г/см3	360

С точки зрения материалоемкости и энергоэффективности (теплоемкости и теплопроводности) огнеупорной футеровки целесообразно рекомендовать для футеровки зоны сушки и подогрева агломашины вариант футеровки № 4.

Плотное защитное покрытие из кварцита (или кварцевого стекла) на жидком стекле толщиной 10-15 мм придаст поверхности футеровки твердость и водостойкость. Плиты на основе муллитокремнезёмистого волокна, прошитые и пропитанные кремнеорганической связкой обеспечат твердую подложку и хорошее сцепление с защитным покрытием, а также низкую тепопроводность; плиты из минеральной ваты обеспечат высокие теплоизоляционные свойства. Все материалы после термической обработки при 300 С не боятся паров воды и извести.

2.2 Футеровка горна

Как установлено выше, на футеровку горна воздействуют температура до 1350-1400 С; слабоокислительная среда; потоки продуктов горения твёрдого и газообразного топлива, содержащие пылеобразные частицы шихты, что обуславливает абразивную нагрузку и химическое воздействие со стороны твёрдых частиц, адсорбированных поверхностью огнеупора и газообразных продуктов горения. Исходя из состава шихты, пыль содержит оксиды железа и кальция, а также компоненты зольного остатка твёрдого топлива - оксиды кремния, алюминия, кальция и щелочные оксиды. Температура плавления такой пыли может колебаться в пределах 900-1400 С, в зависимости от соотношения компонентов. Продукты горения содержат оксиды углерода, серы и газовую сажу, которые также активно взаимодействуют с поверхностью огнеупора. Поскольку режим работы горна зависит от загрузки агломашины, и может быть как непрерывным, так и периодическим, к факторам, воздействующим на футеровку следует добавить перепады температуры от уличной до рабочей.

Традиционно горн агломашины футеруется алюмосиликатными огнеупорными изделиями (полукислые, шамотные, муллито-кремнезёмистые), с использованием алюмосиликатных мертелей на коагуляционной (огнеупорная глина, бентонит) или химической (жидкое стекло, ортофосфорная кислота) связках. Такие футеровки относительно дёшевы и просты в монтаже, но обладают существенными недостатками:

- большой массой и теплоёмкостью, что ведёт к прямым непроизводительным затратам тепла на нагрев футеровки, а также не позволяет быстро выводить агломашину на рабочий ход и быстро её охлаждать;

- они подвержены химическому воздействию со стороны, как жидкой окалины, так и газовой атмосферы (особенно СО, С, SO3);

- при рабочих температурах 1300-1350 С в алюмосиликатных огнеупорах много стеклофазы, находящейся в пиропластичном состоянии, что понижает их абразивную устойчивость;

- алюмосиликатные огнеупоры деградируют во времени за счёт процессов перекристаллизации между кристаллической и аморфной фазами, что выражается в большой дополнительной усадке во времени и растрескивании футеровки.

Для увеличения стойкости и энергоэффективности футеровки горна (снижения теплоемкости и теплопроводности), а также с учётом технико-экономической целесообразности рассматривались следующие варианты дизайна футеровки:

1. двухслойная на основе рядовых высокоглинозёмистых огнеупоров (существующий вариант);

2. двухслойная на основе рядовых периклазохромитовых огнеупоров;

3. двухслойная на основе периклазохромитового торкрет-бетона;

4. трехслойная на основе периклазохромитовых огнеупорных изделий;

5. трехслойная на основе периклазохромитового торкрет-бетона.

Вариант 1 (существующий)

Футеровка горна высокоглиноземистыми изделиями. Высокоглинозёмистые изделия (муллитовые МЛС-62, МЛС-72, муллитокорундовые МКП-75, МКС-80 и аналоги) являются рядовыми, доступными иотносительно дешевыми огнеупорными изделиями, обладающими хорошей термической стойкостью, прочностью устойчивостью к абразивным и некоторым химическим нагрузкам.

Стены горна агломашины футерованы двумя слоями огнеупорных изделий:

- рядовыми высокоглиноземистыми, плотностью 2,7 г/см3, толщиной 230 мм;

- алюмосиликатным теплоизоляционным, плотностью 0,6 г/см3, толщиной 230 мм.

Свод в зоне сушки и подогрева агломашины подвесной, футерован одним слоями огнеупоров (от рабочей поверхности футеровки):

- высокоглиноземистыми изделиями, плотностью 2,7 г/см3, толщиной 280 мм;

- муллитокремнеземистый войлок, плотностью 0,2 г/см3, толщиной 150 мм.

Потери на 1 м2 футеровки:

Через стены горна:



л1 = 1,36+0,00033Ч1350=1,806 Вт/(м2 С)

л2 = 0,35+0,00004Ч1100=0,394 Вт/(м2 С)

Через свод горна:

л1 = 1,36+0,00033Ч1350=1,806 Вт/(м2 С)

л2 = 0,04+0,000302Ч1200=0,402 Вт/(м2 С)

Итого по варианту 1 потери тепла через 1 м2 футеровки стен составит 6209 кДж/ч, через футеровку свода - 8140 кДж/ч.

а	б
Рис. 2.9. Визуализация тепловых потерь (а) и график распределения температур по толщине футеровки (б) горна для варианта 1

Вариант 2

Футеровка горна периклазохромитовыми огнеупорными изделиями. В отличие от высокоглинозёмистых огнеупорных изделий периклазохромитовые имеют существенно более высокую стойкость к воздействию металлической окалины (сухой и расплавленной), а также паров, содержащих щелочи (кальций) и кислоты (соединения серы).

Стены горна агломашины футерованы двумя слоями огнеупорных изделий:

- рядовыми периклазохромитовыми огнеупорами, плотностью 2,8 г/см3, толщиной 230 мм;

- алюмосиликатным теплоизоляционным, плотностью 0,6 г/см3, толщиной 230 мм.

Свод горна агломашины подвесной, футерован двумя слоями огнеупоров (от рабочей поверхности футеровки):

- рядовыми периклазохромитовыми огнеупорами, плотностью 2,8 г/см3, толщиной 280 мм;

- муллитокремнеземистый войлок, плотностью 0,2 г/см3, толщиной 150 мм.

Потери на 1 м2 футеровки:

Через стены горна:

л1 = 2,82-0,000899Ч1350=1,606 Вт/(м2 С)

л2 = 0,35+0,00004Ч1100=0,394 Вт/(м2 С)

Через свод горна:



л1 = 2,82-0,000899Ч1350=1,606 Вт/(м2 С)

л2 = 0,04+0,000302Ч1200=0,402 Вт/(м2 С)

Итого по варианту 2 потери тепла через 1 м2 футеровки стен составит 6084 кДж/ч, через футеровку свода - 8956 кДж/ч.

а	б
Рис. 2.10. Визуализация тепловых потерь (а) и график распределения температур по толщине футеровки (б) горна для варианта 2

Вариант 3

Футеровка горна периклазохромитовым торкрет-бетоном. В отличие от периклазохромитовых огнеупорных изделий торкрет-бетоны на фосфатных связках имеют существенно более низкую стоимость и более дешевы в нанесении, и вместе с тем, полностью сохраняют эксплуатационные свойства периказохромитовых огнеупоров (высокую термостойкость и прочность, стойкость к абразивному и химическому воздействию).

Стены горна агломашины футерованы двумя слоями огнеупорных материалов:

- периклазохромитовый торкрет-бетон на фосфатной связке, плотностью 2,6 г/см3, толщиной 100 мм;

- алюмосиликатным теплоизоляционным, плотностью 0,6 г/см3, толщиной 360 мм.

Свод горна агломашины подвесной, футерован двумя слоями огнеупоров (от рабочей поверхности футеровки):

- рядовыми периклазохромитовыми огнеупорами, плотностью 2,8 г/см3, толщиной 280 мм;

- муллитокремнеземистый войлок, плотностью 0,2 г/см3, толщиной 150 мм.

Потери на 1 м2 футеровки:

Через стены горна:

л1 = 2,82-0,000899Ч1350=1,606 Вт/(м2 С)

л2 = 0,35+0,00004Ч1250=0,40 Вт/(м2 С)

Через свод горна:

л1 = 2,82-0,000899Ч1350=1,606 Вт/(м2 С)

л2 = 0,04+0,000302Ч1200=0,402 Вт/(м2 С)



Итого по варианту 3 потери тепла через 1 м2 футеровки стен составит 4684 кДж/ч, через футеровку свода - 8956 кДж/ч.

а	б
Рис. 2.11. Визуализация тепловых потерь (а) и график распределения температур по толщине футеровки (б) горна для варианта 3

Вариант 4

Футеровка горна из трех слоев - рабочий из рядовых периклазохромитовых огнеупорных изделий, арматурный слой из шамотных легковесных изделий и теплоизоляционный слой из муллитокремнеземистых волокнистых изделий (рис. 2.12).

Трехслойная футеровка позволит оптимизировать физико-химические свойства (прочность, твердость, химическую стойкость), теплофизические (теплопроводность, теплоемкость) и экономические показатели футеровки.

	Рис. 2.12. Схема дизайна трехслойной футеровки горна: 1 - рядовые периклазохромитовые изделия; 2 - шамотные легковесные изделия; 3 - плиты из муллитокремнезёмистого волокна

Стены горна агломашины футерованы тремя слоями огнеупоров:

- рядовыми периклазохромитовыми огнеупорами, плотностью 2,8 г/см3, толщиной 115 мм;

- алюмосиликатными легковесными изделиями, плотностью 0,6 г/см3, толщиной 230 мм;

- плиты муллитокремнеземистые плотностью 0,6 г/см3, толщиной 120 мм.

Свод горна агломашины подвесной, футерован двумя слоями огнеупоров (от рабочей поверхности футеровки):

- рядовыми периклазохромитовыми огнеупорами, плотностью 2,8 г/см3, толщиной 280 мм;

- муллитокремнеземистый войлок, плотностью 0,2 г/см3, толщиной 150 мм.

Потери на 1 м2 футеровки:

Через стены горне:

л1 = 2,82-0,000899Ч1350=1,606 Вт/(м2 С)

л2 = 0,35+0,00004Ч1250=0,40 Вт/(м2 С)

л3 = 0,07+0,00006Ч700=0,112 Вт/(м2 С)

Через свод горна:

л1 = 2,82-0,000899Ч1350=1,606 Вт/(м2 С)

л2 = 0,04+0,000302Ч1200=0,402 Вт/(м2 С)

Итого по варианту 4 потери тепла через 1 м2 футеровки стен составит 3251 кДж/ч, через футеровку свода - 8956 кДж/ч.

а	б
Рис. 2.13. Визуализация тепловых потерь (а) и график распределения температур по толщине футеровки (б) горна для варианта 4

Вариант 5

Футеровка горна из трех слоев - рабочий из периклазохромитового торкрет-бетона, арматурный слой из алюмосиликатного легковесного торкрет-бетона и теплоизоляционный слой из муллитокремнеземистых волокнистых изделий (рис. 2.14).

Трехслойная футеровка позволит оптимизировать физико-химические свойства (прочность, твердость, химическую стойкость), теплофизические (теплопроводность, теплоемкость) и экономические показатели футеровки.

	Рис. 2.14. Схема дизайна трехслойной футеровки горна: 1 - периклазохромитовый торкрет-бетон; 2 - алюмосиликатный легковесный торкрет-бетон; 3 - плиты из муллитокремнезёмистого волокна; 4 - металлические анкера; 5 - металлические шпильки

Стены горна агломашины футерованы тремя слоями огнеупоров:

- периклазохромитовым торкрет-бетоном, плотностью 2,6 г/см3, толщиной 120 мм;

- алюмосиликатным легковесным торкрет-бетоном, плотностью 0,6 г/см3, толщиной 220 мм;

- плиты муллитокремнеземистые плотностью 0,6 г/см3, толщиной 120 мм.

Свод горна агломашины подвесной, футерован двумя слоями огнеупоров (от рабочей поверхности футеровки):

- рядовыми периклазохромитовыми огнеупорами, плотностью 2,8 г/см3, толщиной 280 мм;

- муллитокремнеземистый войлок, плотностью 0,2 г/см3, толщиной 150 мм.

Потери на 1 м2 футеровки:

Через стены горне:

л1 = 3,72-0,00186Ч1350=1,209 Вт/(м2 С)

л2 = 0,83+0,000306Ч1250=1,213 Вт/(м2 С)

л3 = 0,07+0,00006Ч700=0,106 Вт/(м2 С)

Через свод горна:

л1 = 2,82-0,000899Ч1350=1,606 Вт/(м2 С)

л2 = 0,04+0,000302Ч1200=0,402 Вт/(м2 С)

Итого по варианту 4 потери тепла через 1 м2 футеровки стен составит 2693 кДж/ч, через футеровку свода - 8956 кДж/ч.

а	б
Рис. 2.15. Визуализация тепловых потерь (а) и график распределения температур по толщине футеровки (б) горна для варианта 5

Сравнение рассматриваемых вариантов по тепловой эффективности представлено в табл. 2.2.



Таблица 2.2. Теплофизические показатели сравниваемых вариантов футеровки

Дизайн футеровки	Показатели
Вариант №	Материал	Толщина, мм	Материалоемкость, кг/м2	Тепловой поток через 1 м2 футеровки	Средняя теплоемкость 1 м2 футеровки, кДж/(кг К)
1	Изделия высокоглиноземистые плотностью 2,7 г/см3	230	759	6209	1,33
	Изделия шамотные плотностью 0,6 г/см3	230
2	Изделия периклазохромитовые плотностью 2,8 г/см3	230	782	6084	1,38
	Изделия шамотные плотностью 0,6 г/см3	230
3	Торкрет-бетон приклазохромитовый плотностью 2,6 г/см3	100	476	4684	1,37
	Бетон алюмосиликатный плотностью 0,6 г/см3	360
4	Изделия периклазохромитовые плотностью 2,8 г/см3	115	532	3251	1,38
	Изделия шамотные плотностью 0,6 г/см3	230
	Плиты муллитокремнеземистые плотностью 0,6 г/см3	120
5	Торкрет-бетон приклазохромитовый плотностью 2,6 г/см3	120	516	2693	1,39
	Бетон алюмосиликатный плотностью 0,6 г/см3	220
	Плиты муллитокремнеземистые плотностью 0,6 г/см3	120



С точки зрения материалоемкости и энергоэффективности (теплоемкости и теплопроводности) огнеупорной футеровки целесообразно рекомендовать для футеровки горна агломашины варианты футеровки № 4 или 5.

Рабочий слой футеровки из периклазохромитовых изделий или периклазохромитового торкрет-бетона обеспечит стойкость футеровки к механическим, абразивным, химическим и иным видам нагрузки, а двухслойная теплоизоляционная футеровка обеспечит малую теплоемкость и высокую энергоэффективность.

Выводы

Таким образом, на основании анализа факторов, действующих на футеровку зоны сушки и подогрева и горна агломашины, физико-химических и теплофизических свойств массовых огнеупоров, трудоемкости монтажа футеровки можно сделать вывод о том, что оптимальным дизайном футеровки зоны сушки и обжига агломашины будет трехслойная футеровка на основе волокнистых огнеупорных материалов - рис. 2.16, а; а оптимальным дизайном футеровки горна будет трехслойная футеровка с рабочим слоем из периклазохромитового бетона (наливного или торкрет)- рис. 2.16, б.

а	б
1 - защитное покрытие; 2 - плиты из муллитокремнезёмистого волокна; 3 - плиты из минерального волокна; 4 - металлические (нержавеющая сталь) шпильки для крепления плит к корпусу	1 - периклазохромитовый торкрет-бетон; 2 - алюмосиликатный легковесный торкрет-бетон; 3 - плиты из муллитокремнезёмистого волокна; 4 - металлические анкера; 5 - металлические шпильки
Рис. 2.16. Схема дизайна футеровки зоны сушки и подогрева плитными изделиями из волокнистых материалов (а) и схема дизайна трехслойной футеровки горна (б)



3. Технологическая часть

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА

3.1 Основное оборудование агломерационной фабрики

К основному технологическому оборудованию агломерационных фабрик относится следующее: агломерационная машина с приводом и электрооборудованием, смесители и окомкователи шихты и устройства (питатели) для загрузки шихты на машину, зажигательный горн, газопровод и газоочистка, эксгаустер, дробилка для агломерата, грохот для выделения возврата, коксодробилка, мельницы для измельчения известняка.

Окомкователи барабанные предназначены для окомкования и увлажнения агломерационной шихты с целью придания ей зернистости и повышенной газопроницаемости. Они применяются в одной технологической линии с агломерационными машинами, для повышения плавности вращения барабан выполнен из оптимального количества секций с вварными усиленными бандажами, обработанными совместно с посадочными фланцами секций очистное устройство, встроенное в барабан, обеспечивает выравнивание гарнисажа (налипшего слоя шихты) и способствует повышению степени комкуемости шихты и плавности вращения барабана. Специальное уплотнение элеваторного типа исключает образование просыпи шихты между стационарной загрузочной течкой и вращающимся барабаном. Загрузочная течка снабжена вибрационным устройством, препятствующим налипанию шихты на стенки течки пневмогидравлические форсунки, примененные в системе увлажнения, позволяют использовать техническую воду система смазки подшипниковых узлов и рабочих поверхностей зубчатого зацепления и бандажей.

Барабанные смесители предназначены для перемешивания компонентов агломерационной шихты и возврата с добавлением воды.

Смеситель применяется в одной технологической линии с агломерационными машинами.

Для повышения плавности вращения барабан выполнен из оптимального количества секций со сварными усиленными бандажами, обработанными совместно с посадочными размерами фланцев. Специальное уплотнение элеваторного типа исключает образование просыпи шихты между стационарной течкой загрузочного устройства и вращающимся барабаном вибрационное устройство, которым оборудована загрузочная течка, препятствует налипанию шихты на ее стенки.

Пневмогидравлические форсунки, примененные в системе увлажнения, позволяют использовать техническую воду.

Система смазки подшипниковых узлов и рабочих поверхностей зубчатого зацепления и бандажей, автоматическая.

Чашевые охладители агломерата

Данные охладители предназначены для охлаждения агломерата крупностью не более 150 мм с начальной температурой 900°С до температуры 100°С. подшипники центральной опоры охлаждаются атмосферным воздухом за счет сквозного проветривания подконусного пространства путем естественной тяги подсос атмосферного воздуха в тягодутьевую систему снижен за счет нового уплотнения горловины зубчатый венец выполнен разъемным , что упрощает его монтаж и замену во время ремонтов жалюзийная решетка в виде аэродинамического крыла позволяет увеличить расход фильтрующего воздуха через слой агломерата.

Охладители рассчитаны на работу с неотгрохоченным агломератом (дроблённым спёком), что позволило исключить из технологической цепи узел горячего грохочения (Чимкент и Темир-Тау в Казахстане, Алчевск на Украине, Кунь-Минь в Китае, Дургапур в Индии и др.). В последние 10-15 лет особое внимание было уделено рациональной укладке агломерата, увеличению высоты его слоя на полотне, уменьшению удельного расхода воздуха и пылевыноса. С участием ВНИИМТа создана, отработана и внедрена программа расчета параметров охладителя, которая при заданной начальной и конечной температурах, теплоемкости и теплопроводности агломерата позволяет с большой степенью достоверности определить оптимальную высоту слоя, площадь охлаждения и расход воздуха. Программа многократно проверена при эксплуатации охладителей.

Ее можно применять не только для линейных, но и для охладителей других типов.

Благодаря применению ряда изобретений наши охладители, по сравнению с аналогичными машинами других фирм, имеют ряд существенных преимуществ, которые обеспечивают Заказчику:

-- снижение потребности в запасных частях -- до 100 т в год;

-- расход воздуха на охлаждение тонны агломерата -- 2000…2500 м3

-- снижение простоев по ремонт у оборудования -- до 5 %;

-- автоматизацию процесса смазки шарниров цепи полотна;

-- возможность утилизации тепла отходящих газов и др.

Схема охладителя агломерата линейного

Такой охладитель одновременно поднимает агломерат и транспортирует его на сортировку, что позволяет снизить высоту корпуса агломерации. Благодаря простоте конструкции трудоемкость прямолинейного охладителя меньше,чем у кольцевого, следовательно, уменьшится и удельная стоимость оборудования и затраты на ремонт. Помимо этого, на прямолинейном охладителе проще осуществить равномерную и качественную укладку агломерата, а также уборку просыпи. Эти преимущества подтверждены опытом эксплуатации охладителей разных типов на аглофабриках Японии.

Скреперные устройства, это устройства предназначены для сборки и уборки просыпи шихты и мелочи агломерата из-под нижней ветви ленты спекательных тележек агломерационной машины.

Челноковые распределители шихты

Челноковые распределители шихты, предназначены для транспортировки шихтового материала от смесителя-окомкователя к агломерационной машине и для его равномерного распределения его по ширине разгрузочного бункера. Применяются при расположении окомкователя по оси агломашины.

Грохот применяется для классификации горячего и холодного агломерата, обожженных окатышей, руд и аналогичных им сыпучих материалов.

Износостойкое полотно грохота изготовлено из легированной жаропрочной или хромистой стали привод самосинхронизирующийся от двух независимых, кинематических, не связанных друг с другом, электродвигателей передача крутящего момента от электродвигателей к валам вибровозбудителей осуществляется через карданный вал смазочная установка с теплообменником обеспечивает смазку и охлаждение подшипников вибровозбудителей для уменьшения амплитуды колебаний грохота при остановке и ,следовательно , уменьшения нагрузок на фундамент в электросхеме привода предусмотрено электрическое торможение. Для удобства обслуживания или замены грохот установлен на тележку.

Дробилки агломерата

Дробилки агломерата предназначены для дробления, поступающего с агломашины горячего спека.

Загрузочное устройство подает шихту из бункера на загрузочный лоток с помощью вращающегося барабана; при этом предусмотрено независимое регулирование количества подаваемой шихты по ширине паллеты. Стабилизатор потока шихты обеспечивает равномерное поступление материалов на загрузочный лоток. Очистка днища лотка производится без применения ручного труда.

Одновалковые дробилки предназначены для дробления горячего агломерата, сходящего с агломашины. Звездочки теплоизносостойкие изготовлены из высоколегированной стали и наплавлены твердым сплавом колосники имеют сменные теплоизносостойкие накладки, изготовленные из высоколегированной, стали и наплавленные твердым сплавом привод с планетарным редуктором замена валка и колосников проста и удобна в процессе эксплуатации.

Подвижная разгрузочная часть агломашины с грузовым прижимом обеспечивается бесконтактный спуск тележек при их переходе с верхней ветви на нижнюю, исключаются удары, повышается срок службы тележек в процессе работы тележки находятся в поджатом состоянии, чем уменьшаются вредные подсосы воздуха и количество просыпи.

Грузы, поджимающие тележки, подвешены на жестких рычагах. Количество грузов должно быть минимально, достаточным для прижатия тележек друг к другу. Отжим производится гидравлическими или винтовыми домкратами. Возможен вариант с применением стопоров, при котором отжим осуществляется посредством реверсивного включения привода агломашины.

Звездочки в разгрузочной части по конструкции аналогичны звездочкам, установленным в головной части.

Приводы агломашин, дробилок и других механизмов с планетарными редукторами

Имеют малые габариты и вес, планетарные редукторы выполнены в виде отдельного редуктора или в виде сменных модулей, входящих в зацепление с центральным колесом, консольно-насаженным на вал приводных звездочек. Применение модульной конструкции позволяет значительно уменьшить габариты и упростить обслуживание. Устанавливается 2 или 4 модуля, в зависимости от величины передаваемого крутящего момента, чем достигается унификация приводов.

Распределители шихты

Распределитель шихты предназначен для транспортировки материала к агломерационной машине и равномерного распределения его по ширине разгрузочного бункера. привод реверса и привод ленты расположены в боковой части рамы, что упрощает их обслуживание приводной барабан выполнен из гуммированной резины в электрической схеме предусмотрена выдержка времени в момент переключения электрооборудования на реверс по желанию заказчика рейка может быть непрерывной. В этом случае реверс двигателя отсутствует.



3.2 Выбор сырья и технология производства агломерата

Согласно исходным данным для проектирования технологи производства агломерата применяют такие исходные компоненты шихты: железорудный концентрат, аглоруда, колошниковая пыль, флюсующие добавки - известняк и доломитизированый известняк, топливные добавки - коксовая мелочь и антроцитовый штыб.

Причем крупность концентрата поступающего на агломерационную фабрике составляют > 74 мкм, что отвечает технологическим требованием по крупности а значит, не требует дополнительного измельчения перед подачей в шихту, аглоруда также не требует измельчения перед подачей в шихту.

Известняк поступает крупностью - 80 мкм, что не соответствует требованием по крупности, которая должна быть < 80% класса 74 мкм, долломитизированный известняк, поступающий крупностью - 85 мкм, имеет также требования по крупности, что и известняк, твердое топливо: коксовая мелочь и антрацитовый штыб имеют исходную крупность -80 мкм, и 50мкм соответственно, крупность требуемая технологий подготовки шихты составляет -< 70 % класса 74 мкм, таким образом делаем вывод, что необходимо сделать выбор для дробления и последующего грохочения измельченного агломерата.

Для обеспечения необходимого соотношения каждого из компонентов шихты используют дозаторы, которые устанавливают перед выходом из шихтовых бункеров, после которых мы получаем шихту уже в заданном технологией соотношением компонентов.

Так как составная шихта требует однородности по химическому составу и гранулометрическому составу, ее подвергают смешиванию, учитывая, что одним приемом смешивания мы не достигнем необходимого результата, понимаем две последующие операции смешивания: смешивания и окомкования.

Смешанная шихта со сборного шихтового конвейера поддается на агломашину, оптимальная влажность шихты перед подачей на агломашину 7, 2 - 7, 6. Поэтому во время операции смешывания и окомкования подается вода, обеспечивающая комкуемость шихтовых материалов и тем самым улучшающая газопроницаемость слоя во спекания.

Спекания агломерата производится на агломашине. выход агломерата из спека по практическим данным составляет от 71, 4 (400 кг возврата на тонну агломерата), до 69, 0% (450 кг возврата на тонну агломерата).

Готовый агломерат не обходимо измельчить и разделить на фракции по крупности для этого принимаем технологические операции дробления и грохочения.

Охлаждение кондиционного и не кондиционного агломерата производятся различными способами: не кондиционный агломерат (фракции - 5 мм) охлаждают с помощью охладителя для возврата, при этом производится подача воды, годный агломерат охлаждают путем продувки воздуха с помощью охладителя агломерата.

После охлаждения возврата дозируется и смешивается с шихтой на сборном конвейере. агломерат подвергается вторичному грохочению после чего разделяется на три класса по крупности : фракции - 5мм - отправляется на возврат; фракция 5-15 мм является материалом для постели и поддается в отделения агломерационной машины; готовая продукция, фракция 15 -20 мм, является годным агломератом и поддается погрузочные бункера или склад, затем поддается на отгрузку.

Таблица 3.1. Химический состав компонентов агломерационной шихты

	Содержания компонентов, масс. %
Материал	Fe	Mn	P	Sобщ	FeO	Fe2O3	SiO2	Аl2O3	Cа
Железорудный концентрат	65,89	0,043	0,022	0,086	25,18	66,14	7,32	0,22	0,19
Аглоруда	54,16	0,152	0,072	0,283	0,54	76,77	15,88	3,45	0,21
Колошниковая пыль	45,09	0,071	0,073	0,052	6,25	57,47	9,15	2,73	13,09
Известняк	0,77	0,008	0,092	0,02	0,18	0,9	1,99	0,09	53,51
Долмотизированный известняк	0,54	0,07	0,013	0,024	0,31	0,43	1,2	0,92	43,3
Коковая мелочь	16,89	0,751	0,161	1,041	-	24,13	43	21,53	6,02
Антроцитовый штыб	14,83	0,751	0,363	1,069	-	21,18	39,3	17,37	11,93
Материал	MgO	MnO	P2O5	SO3	Cr	Прочие	ППП		влаги
Железорудный концентрат	0,12	0, 055	0,05	0,215		0,326	0,39	100	10,4
Аглоруда	0,18	0,196	0,165	9,708		0,741	1,16	100	4,8
Колошниковая пыль	2,28	0,092	0,13	0,13	7,45	0,521	0,521	100	8,5
Известняк	0	0,01	0,21	0,05		0,15	42,41	100	2,8
Долмотизированный известняк	8,5	0,09	0,03	0,06		0,97	44,19	100	4,1
Коксовая мелочь	1,38	0,97	0,37	2,282		0,318		100
Антроцитовый штыб	5,31	0,97	0,83	2,67		0,439		100

Таблица 3.2. Технический анализ твердого топлива

Содержания компонентов в %
Материал	Содержание влаги	Зола	Сера горючая	Летучие	Углерод горючий
Кокс.мелочь	10,48	14,65	2,31	1,86	81,18	100
Антроц штыб	6,94	14,46	1,89	5,32	78,33	100

Таблица 3.3. Расчет твердого топлива

содержания компонента в %
Материал	Feобщ	Mn	P	Sобщ	FeO	Fe2O3	SiO2	Аl2O3	CаO
Коксовая мелочь	2,474	0,11	0,023	2,44		3,535	6,299	3,154	0,881
Антроцитовый штыб		0,108	0,052	2,04		3,602	5,682	2,511	1,72
Материал	Содержания компонента в %
	MgO	MnO	P2O5	SO3	Cг	Прочие	Sг	Летучие
Кокс.мелочь	2,474	0,11	0,023	0,334		3,535	6,299	3,154	0,81
Антроц.штыб	2,144	0,108	0,052	0,386		3,602	5,682	2,511	1,72



Таблица 3.4. Средневзвешенный химический состав железосодержащей смеси

Содержания компонента в %
Материал	Fe	Mn	P	S	FeO	Fe2O3	SiO2	Аl2O3	CаO
Железорудный концентрат х 0,6	39,534	0,0258	0,013	0,0516	15,108	39,684	4,392	0,132	0,114
Аглорудах х 0,3	16,248	0,0456	0,022	0,0849	0,162	23,031	4,764	1,035	0,063
колошниковая пыль 0,10	4,509	0,0071	0,007	0,0052	0,625	5,747	0,915	0,273	1,309
Железосодержащая смесь	60,291	0,0785	0,042	0,1417	15,895	68,462	10,071	1,44	1,486
Материал	MgO	MnO	P2O5	SO3	Cг	Прочие	ППП
Железорудный концентрат х 0,6	0,072	0,033	0,033	0,129		0,1956	0,234	60
Аглорудах х 0,3	0,054	0,0588	0,05	0,2124		0,1563	0,348	30
колошниковая пыль 0, 0	0,228	0,0092	0,002	0,013	0,745	0,0521	0,067	10
Железосодержащая смесь	0,354	0,101	0,084	0,3544	0,745	0,404	0,649	100

Таблица 3.5. Средневзвешенный химический состав флюсовой смеси

Содержания компонента в %
Материал	Fe	Mn	P	S	FeO	Fe2O3	SiO2	Аl2O3	CаO
Известняк х 0,2	0,154	0,0016	0,0184	0,004	0,036	0,18	0,398	0,018	10,702
Доломитизирован-ныйизвестняк х 0,8	0,432	0,056	0,0104	0,019	0,248	0,344	0,96	0,736	34,64
Флюсовая смесь	0,586	0,0576	0,0288	0,023	0,284	0,524	1,358	0,754	45,342
Содержания компонента в %
Материал	MgO	MnO	P2O5	SO3	Cr	Прочие	ППП
Известняк х 0,2	0,14	0,002	4,2	0,01		0,03	8,482	20
Доломитизированный известняк х 0,8	6,8	0,072	0,024	0,048		0,776	35,352	80
Флюсовая смесь	6,94	0,074	4,224	0,058		0,806	43,834	100



3.3 Расчет материального баланса производства

Для решения уравнения материального баланса рассчитываются средневзвешенные, коэффициенты выхода обожжённой массы из сухой массы каждого компонента шихты (К0) и средневзвешенный прирост (+) или потеря (-) массы от окисления или восстановления оксидов железа (О20).

где - единица принятой для расчёта массы (100 или 1000 кг) агломерата или окатышей;

, , , - суммарные удельные расходы, соответственно, рудной, флюсовой, топливной и бентонитовой смесей, кг/т агл. (ок);

- средневзвешенные коэффициенты выхода обожженной массы из сухой массы каждого из смесевых компонентов шихты, д.ед.;

- средневзвешенный прирост (+) или потеря (-) массы, соответственно, от окисления или восстановления оксидов железа, кг/т агомерата. (0).

Средневзвешенные коэффициенты выхода обожженной массы из сухой массы каждого из смесевых компонентов шихты рассчитывают по формуле:

, д.ед.

где S0 общ, C0 r, ППП0, MnO02 - средневзвешенное содержание, соответственно, общей серы, углерода горючего, потерь при прокаливании и оксидов марганца в компонентах шихты, %;

, - принятые степени удаления, соответственно, ППП и серы, д.ед.

* примечание: при наличии в компонентах шихты Mn2O3 потеря массы составит Mn2O30; при наличии Mn3O4 - Mn3O40*16/229

Средневзвешенный прирост или потеря массы от окисления или восстановления оксидов железа компонентов шихты в процессе агломерации или термообработки окатышей рассчитывают по формуле:

, кг/т агл(ок)

где: FeO0 - средневзвешенное содержание закиси железа в смесях компонентов шихты и агломерате (окатышах), %.

Кр0=0,01(100-0,9*0,1417-0,745-0,649) = 0, 9847

Кф0=0, 01(100-0, 9*0,0232-43,834) = 0,5114

Кт0=0, 001(100-0,9*2,194-3, 936-7947) = 0,1535

Таким образом, получаем систему двух уравнений с тремя неизвестными

1000=0,9847Р+0,5114Ф+0,1535Т+0,0176Р+0,0003Ф-1,555

1001,555=1,0023Р+0,5114Ф+0,1535Т

1,25=1,84Р+52,56Ф+1,9254Т/11,511Р+2,112Ф+8, 697Т

12,5487Р+49,62Ф+8,945Т=0



Определяем удельный расход топливной смеси из следующих расчетов. Железорудная смесь вносит в шихту углерода: 0,00745 РУ, кг/т агломерата. Удельный расход углерода по заданию составляет 52,3 кг/т агломерата. Следовательно, топливная смесь должна внести в шихту кг/т агломерата.

Учитывая содержание углерода в топливной смеси (79,47 %), определяется её необходимый удельный расход:

Т=51,4-0,00745/0,7947=64,669-0,0093Р

Подставив полученное значение ТУ в систему двух балансовых уравнений, и преобразуя их, получим:

1,0023Р+0,5114Ф=991,626

12,5487Р+(49,62Ф) =-578,4642

Решая полученную систему двух уравнений с двумя неизвестными и подставив полученное значение РУ в уравнение для расчета ТУ, получим удельные расходы рудной, флюсовой и топливной смесей (сухая масса):

Р=881,4926

Ф=211,2680

Т=56,502

Зная соотношение компонентов шихты в каждой из смесей, определяем их удельный расход.

Удельный расход компонентов шихты.



Обозначение	Удельный расход кг/т агл
Рж.к.	528,8956
Рр	264,4478
Рк.п.	88,14926
Фи	42,2536
Фд.и	169,0144
Тк.м.	22,6008
Та.ш.	33,9012
Gш.С	1149,263

Сводные данные по проекту аглоцеха годовой производительностью 7, 3 млн.т годного агломерата.

Таблица 3.6. Сводный материальный баланс агломерационного цеха

Компоненты ш	Удельный расход	Часовой расход	Суточный расход	Годовой расход
Желез.концентр	599, 2743	554, 8833	13317, 1992	4374699, 9372
Аглоруда	282, 0115	261, 1218	6266, 9232	2058684, 2712
Колошниковая п	97, 80507	90, 56025	2173, 445	713976, 6825
Известь	44, 13277	41, 27639	990, 6312	325422, 3492
доломотизированн	178, 9241	167, 3439	4016, 2536	133454, 3076
Кокс.мелочx	25, 63112	23, 97224	575, 333	188996, 8905
Антроц. Штыб	36, 98416	34, 59046	830, 1696	272710, 7136
Всего шихты	1264, 763	1173, 748	28169, 95	9253828, 575

Таблица 3.7. Выбор оборудования агломерационного цеха

Наименование оборудования	Количество, шт	Тип	Производи-тельность, т/ч
Расходные бункера концентрата	12	200 м3	-
Расходные бункера аглоруды	8	200 м3	-
Расходные бункера колошниковой пыли	4	200 м3	-
Расходные бункера известняка	2	200 м3	-
Расходные бункера доломитизированного известняка	6	200 м3	-
Расходные бункера коксовой мелочи	2	200 м3
Расходные бункера антрацитового штыба	4	200 м3	-
Молотковые дробилки для флюсов	2	ДМРИЭ-1450х1300	250, 0
Четырехвалковые дробилки для твердого топлива	4	900х700	16, 0
Барабанные окомкователи	3	ОБ2-3, 2х12, 5	1200, 0
Агломашины	3	АКМ-312	439, 92

Таблица 3.8. Проектный химический состав агломерата

Содержание компонентов, масс. %
53,4264	0,2683	14,0073	60,7767	9,305	1,5131	11,6171	1,9123	0,2042	0,10408

Содержание компонентов, %	Основность, доли ед.
	Прочие	ППП
0, 0346	0, 5880	0, 4272	100, 0

Таблица 3.9. Производство готовой продукции

Продукция	Часовое производство, т/ч	Суточное производство, т/сут	Годовое производство, т/год
Агломерат	925, 9259	28169, 95	7300000

3.4 Расчет технологической схемы производства агломерата

1. Расчет влажности исходной шихты выполняем как определения средневзвешенной влажности смеси исходных шихтовых материалов ш по формуле:

где удельній расход всех компонентов с учетом механических потер и влажных после подстановки имеем,

Wш=7, 7301

2. Расход возврата определяется исходя из принятого выхода агломерата и спека равного 70%, тогда состав им пропорцию:

1т агл-70%

Хт воз-30% спека

Откуда, х= 428, 571 кг возвр.

3. Принимаем, что соотношения масс возврата и агломерата на 1й и 2й стадии грохочения составляет 60% и 40%.

Тогда на первой:428, 571 0, 6=257, 143 кг

На второй:428, 5710, 4 =171, 427 кг сухого возврата

Так как возврат на первой стадии грохочения охлажден водой, принимаем влажность возврата на 1й стадии после охлаждения -2, 0%, отсюда масса возврата 1й стадии после охлаждения:

257, 1439, 8%

х 100%

х=262, 391 кг

Средневзвешенная влажность возврата на 1й и 2й стадии грохочения :

W=2 =1, 21 %

4. Определяем влажность шихты после добавления возврата

Масса шихты после добавления возврата равна: 1264, 763+433, 819=1698, 582 кг

Влажность шихты после добавления возврата:

5. Определения расхода воды для получения оптимальной опытной влажности шихты которой принимаем равно 7, 4

6. В шихте подаваемую на второю стадию смешивания содержит воды:

1698, 582 100%

Х 6, 06%

Х=3кг

7. Необходимую массу добавить воды, через х составить уравнения:

10293, 3+100х=7, 4(1698, 582+х)

1029, 33+100х=12569, 5068

92, 6х=2276, 2068

х=24, 581

8. Проверка влажности шихты после второй стадии окомкования:

9. Расход постели принимаем равной 35 кг/т агломерата и добавляем эту массу к выходу спека из шихты равному массам агломерата 1000 кг и сухого возврата 428,57 кг, таким образом выход спека из постели с агломашины равен 1000 +428,571 +35=1463,571.

10. Рассчитываем массу сухих потер шихтовых компонентов равной 1,5 % от массы сухой исходной шихты:



1149, 2626 98, 5%

х 1, 5

х==17, 501



Заключение

В данной работе была рассмотрена технологическая схема производства агломерата, конструкция и режимы работы агломерационных машин, назначение, условия эксплуатации и требования к футеровке, выбор конструкции футеровки и вида огнеупора для рабочего слоя футеровки, проектирование футеровки зажигательного горна агломерационной машины, выбор сырья и технологии производства агломерата, технологическая схема производства, материальный баланс производства, выбор типа и расчёт количества основного технологического оборудования.

Рассмотрены условия работы футеровки элементов агломерационной машины, как задание на подб...