RO120715B1 - Echipament pentru alimentarea uniformă a materialului pulverulent către un arzător de concentrat, la un cuptor de topire în suspensie - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un echipament pentru uniformizarea alimentării cu material pulverizant, cătreun arzător de concentrat al unui cuptor de topireîn suspensie, în care arzătorul de concentrat (2) constă din elemente de alimentare cu gaz de reacţie (13 şi 14), elemente de alimentare cu materialpulverulent (5 şi 10) şi un distribuitor de concentrat (11). Conform invenţiei, un alimentator vibraţional (9) este poziţionat între un buncăr de material pulverulent (3) şi ţeava de alimentare cu material pulverulent (10), iar ţeava (10) de alimentare a arzătorului de concentrat este prevăzută cu cel puţin un element de partiţionare (15) pentru divizarea materialului şi este conectată la un canal de evacuare inelar (5), care este prevăzut cu lame (17, 19 şi 23) pentru divizarea materialului.

Description

Invenția se referă la un echipament pentru alimentarea materialului pulverulent către un arzător de concentrat, respectiv- de minereu preparat, al unui cuptor de topire în suspensie, care permite ca alimentarea în cuptor a materialului solid fin divizat să fie distribuită uniform în arzătorul de concentrat.

într-un cuptor de topire în suspensie, alimentarea materialului pulverulent, cum este concentratul, respectiv-minereul preparat, fondantul și cenușa în suspensie, are loc prin intermediul arzătorului de concentrat situat la partea superioară a cuvei de reacție a cuptorului. Pentru simplicitate, termenul de “concentrat” va fi utilizat în continuare în text pentru întregul material pulverulent care este alimentat în cuptor prin intermediul arzătorului de concentrat.

Este extrem de important, pentru succesul operării arzătorului de concentrat, ca concentratul și aerul de proces să fie amestecate în mod uniform atunci când ele sunt evacuate din arzător în spațiul de reacție, respectiv- în secțiunea superioară a cuvei de reacție a cuptorului de topire în suspensie. în cazul în care nu se realizează această amestecare, rezultatul este pe de o parte existența unei zone de concentrat sub-reacționat unde concentratul este într-un raport: aer de proces concentrat, superior celui necesar și, pe de altă parte, existența unei zone de concentrat suprareacționat unde concentratul este într-un raport: aer de proces concentrat, sub cel necesar. Ca atare este produsă o mare cantitate de magnetită ca urmare a reacțiilor. Magnetita se dizolvă încet și deteriorează calitatea zgurii produse, astfel încât ea mărește viscozitatea acestei zguri și viscozitatea mare la rândul ei înrăutățește separarea matei de zgură în cuptorul inferior.

O distribuție proastă a concentratului are de asemenea un efect clar asupra profilului de temperatură al cuvei de reacție. Sunt generate în cuptor zone fierbinți, unde căptușeala autogenică formată de către concentrat și care protejează cuva de reacție, este supusă unor tensiuni termice mari și rezultatul, în cazul celui mai nefavorabil scenariu, poate conduce la distrugerea peretelui cuvei de reacție. Au existat de asemenea indicații că formarea cenușii este mai marcantă atunci când arzătorul nu funcționează bine, ca urmare a unei proaste distribuții a concentratului.

în soluțiile utilizate în mod curent, concentratul este adus la arzătorul de concentrat din silozul de alimentare cu concentrat, în principal - cu ajutorul unui transportor redler sau cu raclete, de unde fluxul de materie primă pentru descărcare este preluat mai întâi de un buncăr al arzătorului de concentrat și de acolo - prin conductele de alimentare cu concentrat, către arzătorul de concentrat propriu-zis. Echipamentul este construit în conformitate cu spațiile ce sunt utilizabile, astfel încât transportorul și țevile de concentrat să poată forma un unghi de 90°C unul față de celălalt, în care caz, prin schimbarea direcției de curgere în buncărul arzătorului de concentrat, concentratul care este într-o stare ușor fluidizată, se comportă ca un lichid, iar curgerea - și, în special, distribuția concentratului în aria secțiunii transversale a țevii de concentrat este neuniformă, înrăutățind în continuare distribuția concentratului în arzător.

în majoritatea cazurilor, concentratul este preluat către arzătorul de concentrat utilizând două transportoare de concentrat separate. în aceste cazuri, distribuția concentratului către arzător este în funcție de sincronizarea transportoarelor. Un timp lung de funcționare doar cu un singur transportor provoacă probleme similare cu cele de mai sus, întrucât concentratul este distribuit neuniform în țevile de alimentare cu concentrat.

Este cunoscut un aparat de alimentare cu gaz de reacție și material pulverulent întrun cuptor de topire în suspensie, cuprinzând cel puțin o conductă de primire de gaz de reacție și de material pulverulent pentru conducerea în cuptorul de topire în suspensie, în particular-două și minimum un element de ajustare a curgerii gazului de reacție inelar, deplasabil,

RO 120715 Β1 pentru o bună amestecare a materialului de combustie și creșterea randamentului reacției 1 de ardere, fiind prevăzute de asemenea și niște canale de partiționare a concentratului de ardere și un distribuitor conic (4) pentru concentrat (US 5674310). 3

Acest aparat prezintă însă o construcție insuficient de economică și eficientă, relativ la necesarul de omogenizare a concentratului și de alimentare uniformă cu concentrat a 5 arzătorului unui cuptor de topire în suspensie.

Prin invenția expusă în continuare, a fost dezvoltat un echipament pentru uniformi- 7 zarea alimentării de material pulverulent către un arzător de concentrat al cuptorului de topire în suspensie, în scopul de a soluționa problemele descrise mai sus. 9 în conformitate cu invenția, un alimentator vibrațional este amplasat între transportorul de material brut și arzător, iar conductele de alimentare cu concentrat ale arzătorului 11 sunt echipate cu lame pentru distribuirea materialului.

Fluxul de material brut care se descarcă din transportorul de concentrat este alimen- 13 tat către un alimentator vibrațional scurt, chiar imediat în amonte de actualul arzător, în care frecvența numitului alimentator este ajustată, astfel încât concentratul să fie ușor comprimat 15 în alimentator și în acest fel el se distribuie în mod uniform de-a lungul suprafeței orizontale a alimentatorului. Este preferabil a se echipa țevile de alimentare cu concentrat, care alimen- 17 tează materialul brut, de la alimentatorul vibrațional către arzătorul de concentrat, cu sisteme de partiționare. Trăsăturile caracteristice ale invenției vordeveni evidente și prin revendicările 19 de brevet anexate prezentei descrieri.

Alimentatorul vibrațional aparținând echipamentului de alimentare a arzătorului de 21 concentrat este amplasat în raport cu actualul arzător de concentrat, astfel încât fluxul de concentrat care vine de la alimentator să fie perpendicular față de axa verticală a arzătorului, 23 în care caz fluxul de concentrat poate fi distribuit uniform în aval de alimentator, în cantitatea dorită. Cu toate că schimbarea de direcție a fluxului de concentrat a fost considerată mai sus 25 drept un neajuns, în acest caz el nu este un neajuns întrucât țevile de concentrat poziționate în aval de alimentatorul vibrațional sunt echipate cu sisteme de partiționare care împart con- 27 centratul în mod uniform pe întreaga arie a secțiunii transversale a țevilor. Diviziunea este asigurată în continuare prin realizarea unor distribuitoare mici în alimentator care îmbuna- 29 tățesc dispersia exact în anumite puncte. Distribuția concentratului realizată de către alimentatorul vibrațional este prezervată prin dividerea țevilor de alimentare de la alimentatorul 31 vibrațional către arzătorul de concentrat prevăzut cu sisteme de partiționare sau cu lame.

Echipamentul de alimentare, în conformitate cu prezenta invenție, așa cum este des- 33 cris mai sus, lucrează excelent în cazul unui singur alimentator, uniformizând curgerea concentratului atât în timp, cât și în spațiu. Dacă totuși aranjamentul include două transportoare 35 de concentrat și se dorește a le opera în mod asincron, rezultatul este din nou unul cu distribuție neuniformă a materialului brut. Această situație poate fi soluționată în două moduri, în 37 funcție de cazurile în care alimentarea asincronă este ceva obișnuit sau este un caz care se întâmplă rar. 39

Dacă se dorește sau este obligatoriu a fi utilizată o alimentare asincronă în mod cât se poate de obișnuit, este preferabil a divide ambele părți laterale din zona de intrare a con- 41 centratului, ale însuși arzătorului de concentrat, în patru segmente, astfel încât materialul intră în cele patru segmente ale canalului inelar de evacuare, distribuit în mod uniform. 43

Realizarea modificării echipamentului detaliat mai sus la vechile tipuri de arzătoare necesită totuși schimbări esențiale. Ca atare, la arzătoarele de concentrat vechi și în cazurile 45 în care operarea cu un singur alimentator are loc rar, este mai ușor a opri procesul și a echipa țevile de alimentare ale arzătorului de concentrat și canalul de evacuare cu lame 47 adiționale în interior, pentru a divide alimentarea care vine dintr-o singură parte, în patru secțiuni. Lamele de partiționare sunt concepute, astfel încât ele să poată fi utilizate invers, 49 indiferent care dintre cele două alimentatoare de concentrat este în operare.

RO 120715 Β1

Echipamentul conform invenției prezintă avantajul că realizează o alimentare uniformă cu material pulverulent, a arzătorului de concentrat al unui cuptor de topire în suspensie.

Invenția este prezentată pe larg, în continuare, împreună cu figurile anexate, în care:

- fig. 1 ilustrează o schemă de bază a cuptorului de topire în suspensie și echipamentul său de alimentare;

- fig. 2 este o secțiune verticală a echipamentului de alimentare a unui arzător de concentrat în conformitate cu prezenta invenție;

- fig. 3A și 3B reprezintă vederi laterale și secțiuni transversale ale unui anumit aranjament al țevilor de alimentare cu concentrat și ale canalului de evacuare;

-fig. 4A și 4B reprezintă vederi laterale și secțiuni transversale ale unor alte variante de realizare a canalului de evacuare cu țevile de alimentare cu concentrat;

- fig. 5A este o secțiune verticală printr-un canal de evacuare cu țevi de alimentare cu concentrat, în altă variantă de realizare;

-fig. 5B este o vedere laterală a diferitelor puncte ale țevilor de alimentare cu concentrat și ale unui canal de evacuare;

-fig. 5C este o secțiune transversală corespunzătoare unei alternative în conformitate cu prezenta invenție, de realizare a unui canal de evacuare cu țevile de alimentare cu concentrat.

Fig. 1 reprezintă un cuptor de topire cu arc electric 1, în care este alimentat un material solid pulverulent prin intermediul unui arzător de concentrat 2. Concentratul este transferat de la un buncăr 3, pe un transportor 4, către secțiunea superioară a unui canal de evacuare 5, astfel încât materialul cade sub forma unui flux continuu prin numitul canal 5 către secțiunea superioară 7 a cuvei de reacție 6 a cuptorului de topire 1. Gazul de reacție este canalizat prin intermediul elementelor de alimentare cu gaz 8, în jurul canalului de concentrat paralel la cuva de reacție în partea sa superioară.

Fig. 2 ilustrează în mod mai detaliat un echipament pentru distribuția uniformă a concentratului către arzător în conformitate cu prezenta invenție, în care alimentarea atât a concentratului, cât și a gazului de reacție se efectuează din două direcții. Concentratul este preluat de către transportor către buncărele de concentrat 3, care sunt conectate cu secțiunea lor inferioară la niște alimentatoare vibraționale 9. Alimentatoarele vibraționale 9 sunt echipate suplimentar cu distribuitoare, pentru a asigura distribuția uniformă a concentratului, dar distribuitoarele nu sunt arătate în figură. Alimentatoarele vibraționale 9 la rândul lor sunt conectate la țevile de alimentare cu concentrat 10, de unde concentratul curge în canalul de evacuare 5. Un distribuitor de concentrat 11 este localizat în centrul canalului de evacuare 5. Secțiunea inferioară a unei suprafețe în pantă 12 este perforată cu găuri prin care aerul alimentat orizontal distribuie fluxul de concentrat în sus. întrucât distribuitorul de concentrat este cunoscut din practica anterioară, echipamentul în legătură cu acesta nu este arătat în mod mai detaliat.

Aranjamentul de alimentare cu gaz 13 pentru arzătorul de concentrat este de asemenea bipartit în secțiunea lui superioară și se combină la baza lui într-un dispozitiv de alimentare inelar 14 în jurul canalului de evacuare a concentratului 5. Gazul este evacuat din numitul aranjament în secțiunea superioară 7 a cuvei de reacție. Arzătorul este format în integritatea lui din elemente de alimentare a gazului de reacție, elemente de alimentare a concentratului și un distribuitor de concentrat localizat central, și în cazul în care, după cerință, elemente de alimentare cu extra-combustibil și /sau cu extra-gaz pot fi plasate în interiorul distribuitorului de concentrat.

RO 120715 Β1

Fig. 3A și 3B reprezintă un mod în care alimentarea cu concentrat poate fi uniformi- 1 zată prin echiparea țevilor de alimentare a concentratului cu sisteme de partiționare, atunci când alimentarea cu concentrat vine de la două țevi de alimentare 10, din direcții opuse, în 3 canalul de evacuare 5. Țevile de alimentare 10 sunt echipate cu un sistem de partiționare 15, care divide țevile practic în două canale 16 egale ca mărime. Elementele de partiționare 5 în interiorul canalului de evacuare se extind la aceeași distanță cu distribuitorul de concentrat 11. Elementele de partiționare (lamele) 17 sunt realizate de asemenea în canalul de evacu- 7 are 5, perpendicular pe elementele de partiționare din țevile de alimentare. în acest fel, fluxul de concentrat este divizat către interiorul cuptorului prin patru segmente 18, simetrice unul 9 față de altul. Acolo unde este necesar, segmentele sau sectoarele pot fi de dimensiuni diferite unul față de altul. 11

Fig. 4A și 4B reprezintă un aranjament de alimentare, în care alimentarea cu concentrat vine de la o singură țeavă de alimentare. în acest caz, țeava de alimentare 10 este de 13 asemenea divizată cu un element de partiționare 15 care se extinde către distribuitorul de concentrații. 15

Canalul de evacuare 5 este de asemenea divizat adițional, cu ajutorul unor lame 19, în patru segmente, către arzătorul de concentrat, lame 19 care sunt mai mult sau mai puțin 17 îndreptate în aceeași direcție cu elementul de partiționare 15 al țevii de alimentare. Din aceste patru segmente, cele mai ascunse segmente 20 (văzute dinspre fluxul de concentrat) 19 sunt mai mici ca secțiune transversală decât segmentele cele mai la vedere 21. Suplimentar, elementul de partiționare, neutilizat, al țevii de alimentare, funcționează ca un element de 21 partiționare dintre segmente. Dacă ar fi să nu existe o a doua țeavă de alimentare, partea din spate a canalului de evacuare (văzut dinspre fluxul de concentrat) este divizată în două, 23 de o placă, în aceeași direcție ca și elementul de partiționare 15 al țevii de alimentare. Segmente altfel dimensionate pot provoca un anumit grad de neuniformitate în distribuția de aii- 25 mentare; această soluție se intenționează în general a fi una temporară, și în orice caz, ea oferă rezultate mai bune decât cea folosită anterior, respectiv un canal de evacuare 27 nedivizat.

Fig. 5A, 5B și 5C arată o altă alternativă în conformitate cu prezenta invenție, în care 29 țevile de concentrat 10 sunt divizate prin intermediul mai multor elemente de partiționare. Elementele de partiționare centrale 15 sunt poziționate radial în canalul de evacuare, pentru 31 a divide țevile de concentrat și canalul de evacuare în două sectoare, la fel ca în soluțiile anterioare. în acest caz, elementele de partiționare exterioare 22, ale țevilor de concentrat 33 10, sunt practic paralele la elementul de partiționare central 15. Lamele 23 din interiorul canalului de evacuare sunt de asemenea paralele față de elementele de partiționare exte- 35 rioare ale țevilor de concentrat, dar nu se extind către distribuitorul de concentrat 1. Ele sunt poziționate între peretele canalului de evacuare și distribuitorul de concentrat. Este evident 37 că forma lamelor poate fi întrucâtva modificată, fără a modifica în acest fel ideea prezentei invenții. 39

Claims (7)

1. Echipament pentru uniformizarea alimentării cu material pulverulent către un arză-43 tor de concentrat al unui cuptor de topire în suspensie, în care arzătorul de concentrat (2) constă din elemente de alimentare cu gaz de reacție (13, 14 ), elemente de alimentare cu45 material pulverulent (5,10) și un distribuitor de concentrat (11), caracterizat prin aceea că un alimentator vibrațional (9) este poziționat între un buncăr de material pulverulent (3) și 47

RO 120715 Β1 țeava de alimentare cu material pulverulent (10), iar țeava (10) de alimentare a arzătorului de concentrat este prevăzută cu cel puțin un element de partiționare (15) pentru divizarea materialului și este conectată la un canal de evacuare inelar (5), care este prevăzut cu lame (17,19, 23) pentru divizarea materialului.

2. Echipament conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că elementul de partiționare și distribuție central (15) al țevii de alimentare cu concentrat se extinde la fel de mult ca și distribuitorul de concentrat (11) în interiorul canalului de evacuare inelar (5).

3. Echipament conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că lamele (17, 19) canalului de evacuare (5) sunt poziționate în principiu perpendicular față de elementul de partiționare (15) al țevii de alimentare.

4. Echipament conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că lamele (17,19) canalului de evacuare (5) sunt poziționate paralel cu elementul de partiționare central (15) al țevii de alimentare și se extind către distribuitorul de concentrat (11).

5. Echipament conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că țeava (10) de alimentare cu concentrat este divizată prin câteva elemente de partiționare (15,22) în principiu paralele.

6. Echipament conform revendicării 5, caracterizat prin aceea că lamele (19, 23) canalului de evacuare (5) sunt poziționate, astfel încât să fie în principiu paralele cu elementele de partiționare (15, 22) ale țevii de alimentare.

7. Echipament conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că numărul buncărelor (3) de alimentare cu material pulverulent, al alimentatoarelor vibraționale (9) și al țevilor (10) de alimentare cu concentrat este doi.