RU2350664C1

RU2350664C1 - Method for three-stage drying of pellets in calcining conveyor machine

Info

Publication number: RU2350664C1
Application number: RU2007133461/02A
Authority: RU
Inventors: Вадим Маннафович Абзалов (RU); Вадим Маннафович Абзалов; Сергей Николаевич Евстюгин (RU); Сергей Николаевич Евстюгин; Виктор Иванович Клейн (RU); Виктор Иванович Клейн; Владимир Николаевич Неволин (RU); Владимир Николаевич Неволин; Андрей Александрович Солодухин (RU); Андрей Александрович Солодухин
Original assignee: ООО "Научно-производственное внедренческое предприятие ТОРЭКС" (ООО "НПВП ТОРЭКС")
Priority date: 2007-09-06
Filing date: 2007-09-06
Publication date: 2009-03-27

Abstract

FIELD: technological processes; metallurgy.

SUBSTANCE: invention is related to the field of iron-ore raw materials preparation in ferrous metallurgy, in particular to production of iron-ore pellets. Method for three-stage drying includes the first stage of drying with filtration of coolant with temperature of 250-400°C bottom-up and two stages of drying with filtration of coolant bottom-up. At the first stage of drying, drying time makes 30-40 % from the total time of drying at filtration rate of 1.3-1.5 m/sec, and at the second and third stages of drying at every stage - by 30-35 % from total time of drying at the rate of filtration of 0.8-1.0 m/sec. Coolant temperature at the second and third stages makes 250-400°C and 500-800°C accordingly.

EFFECT: intensification of pellets layer drying process in three stages with maximum possible coolant parameters, optimal distribution of drying time at every stage depending on initial humidity of pellets and height of layer.

Description

Изобретение относится к области подготовки железорудного сырья в черной металлургии и, в частности, к производству железорудных окатышей.The invention relates to the field of preparation of iron ore in the steel industry and, in particular, to the production of iron ore pellets.

Известно, что наиболее узким местом в технологии производства железорудных окатышей на обжиговой конвейерной машине является процесс сушки слоя и от организации технологии сушки зависит производительность машины (Некрасова Е.В., Буткарев А.П., Майзель Г.М., Еременко Т.В. Параметры сушки окатышей из концентратов разных месторождений. В сб. «Совершенствование тепловой работы и конструкций металлургических агрегатов». М.: Металлургия, 1982, с.5 - 9) [1].It is known that the bottleneck in the technology for the production of iron ore pellets on a firing conveyor machine is the drying process of the layer and the productivity of the machine depends on the organization of the drying technology (Nekrasova E.V., Butkarev A.P., Mayzel G.M., Eremenko T.V. Parameters of drying pellets from concentrates of different deposits. In the collection "Improving the thermal work and designs of metallurgical units". M: Metallurgy, 1982, S. 5 - 9) [1].

Известен способ трехстадийной сушки окатышей, включающий просос теплоносителя и нагрев слоя окатышей ступенчато, при этом продолжительность ступеней составляет 10-15, 15-35 и 50-70%, а температура теплоносителя 350-500, 600-800 и 1000-1350°С (SU 870469, С22В 1/24, 07.10.1981) [2].A known method of three-stage drying of pellets, including the suction of the coolant and heating the layer of pellets in steps, the duration of the steps is 10-15, 15-35 and 50-70%, and the temperature of the coolant is 350-500, 600-800 and 1000-1350 ° C ( SU 870469, С22В 1/24, 10/07/1981) [2].

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ трехстадийной сушки, согласно которому осуществляют предварительную (первую) сушку продувом снизу вверх теплоносителя с температурой 250-500°С для разогрева нижних горизонтов слоя до температур, превышающих температуру точки росы, после чего на второй стадии, составляющей 10-15% от суммарной продолжительности сушки, слой окатышей выдерживается при температуре теплоносителя, равной 0,3-0,5 температуры теплоносителя на первой стадии (75-250°С), а затем окатыши подают в стадию 3 сушки, в которой температуру теплоносителя увеличивают в 2,5-3,5 раза, т.е. до 190-875°С (SU №1222694, С22В 1/14 от 07.04.1986) [3].The closest to the invention in terms of technical nature and the achieved result is a three-stage drying method, according to which preliminary (first) drying is carried out by blowing up from the bottom up a coolant with a temperature of 250-500 ° C to heat the lower horizons of the layer to temperatures higher than the dew point temperature, and then the second stage, which is 10-15% of the total drying time, the pellet layer is maintained at a coolant temperature of 0.3-0.5 coolant temperature in the first stage (75-250 ° C), and then Pellets fed in the drying step 3, wherein the temperature of the coolant increases in 2,5-3,5 times, i.e. up to 190-875 ° С (SU No. 1222694, С22В 1/14 dated 04/07/1986) [3].

Недостатком известного технического решения является то, что температура теплоносителя в начале завершающей стадии сушки является очень низкой даже при сушке переувлажненных окатышей. Как показали исследования [1], температура «шока» (разрушения) сырых окатышей превышает 400°С, поэтому такая низкая температура сушки замедляет процесс сушки. Кроме того, повышение на завершающей стадии температуры в 2,5-3,5 раза позволяет установить температуры на уровне 250-600°С. Такая температура также недостаточна для интенсивной сушки, но при низкой температуре в начале завершающей стадии сушки и малом времени (10-15% от общего времени сушки) поднимать температуру выше нельзя из-за возможности разрушения сырых окатышей верха слоя. Такой способ сушки слоя сырых окатышей является неэффективным и не позволяет интенсифицировать процесс сушки.A disadvantage of the known technical solution is that the temperature of the coolant at the beginning of the final stage of drying is very low even when drying waterlogged pellets. Studies have shown [1] that the temperature of the “shock” (destruction) of raw pellets exceeds 400 ° C; therefore, such a low drying temperature slows down the drying process. In addition, an increase in the final stage of the temperature by 2.5-3.5 times allows you to set the temperature at the level of 250-600 ° C. This temperature is also insufficient for intensive drying, but at a low temperature at the beginning of the final stage of drying and a short time (10-15% of the total drying time) it is impossible to raise the temperature above because of the possibility of destruction of the raw pellets of the top of the layer. This method of drying a layer of raw pellets is ineffective and does not allow to intensify the drying process.

Задачей изобретения является создание такого режима сушки обожженных окатышей, который позволил бы интенсифицировать процесс при сохранении целостности исходных окатышей.The objective of the invention is to create such a drying mode of calcined pellets, which would allow to intensify the process while maintaining the integrity of the original pellets.

Поставленная задача решается тем, что способ включает первую стадию сушки с фильтрацией теплоносителя с температурой 250-400°С, снизу вверх и две стадии сушки с фильтрацией теплоносителя сверху вниз, при этом на первой стадии время сушки составляет 30 - 40% от общего времени сушки при скорости фильтрации 1,3-1,5 м/с, а на второй и третьей стадиях время сушки на каждой стадии - по 30-35% от общего времени сушки при скорости фильтрации 0,8-1,0 м/с, с температурой теплоносителя на второй и третьей стадиях 250-400°С и 500-800°С, соответственно.The problem is solved in that the method includes a first stage of drying with filtering the coolant with a temperature of 250-400 ° C, bottom to top and two stages of drying with filtering the coolant from top to bottom, while at the first stage, the drying time is 30 - 40% of the total drying time at a filtration rate of 1.3-1.5 m / s, and in the second and third stages, the drying time at each stage is 30-35% of the total drying time at a filtration rate of 0.8-1.0 m / s, s the coolant temperature in the second and third stages is 250-400 ° C and 500-800 ° C, respectively.

В предлагаемом изобретении процесс сушки слоя сырых окатышей разделяется на три стадии. На первой стадии сушки продувом основная задача - нагреть и подсушить окатыши нижних горизонтов слоя, чтобы после реверса теплоносителя (переход на просос) избежать переувлажнения низа слоя и предотвратить сминание и разрушение окатышей нижних горизонтов. Сушка слоя продувом неэффективна, так как теплота газа расходуется на нагрев обжиговых тележек и донной постели, кроме того, часть теплоты газов теряется с утечками через неплотности поперечных и продольных уплотнений. Поэтому при температуре газов 250-400°С в слой сырых окатышей поступает теплоноситель с температурой 150-250°С. Верхний предел температуры ограничивается возможностями дымососов. Время сушки на первой стадии 30-40% от длительности всей сушки находится в прямой зависимости от высоты слоя. Важно также при такой температуре поддерживать оптимальную скорость фильтрации теплоносителя в пределах 1,3-1,5 м/с, что обеспечивает оптимальную интенсивность тепло- и массопереноса в слое окатышей, не увеличивая время на процесс при низком расходе топлива.In the present invention, the drying process of a layer of raw pellets is divided into three stages. At the first stage of blow-drying, the main task is to heat and dry the pellets of the lower horizons of the layer, so that after reversing the coolant (switching to suction) to avoid wetting of the bottom of the layer and to prevent crushing and destruction of pellets of the lower horizons. Drying the layer by blowing is ineffective, since the heat of the gas is spent on heating the kiln carts and the bottom bed, in addition, part of the heat of the gases is lost with leaks through leaks of the transverse and longitudinal seals. Therefore, at a gas temperature of 250-400 ° C, a coolant with a temperature of 150-250 ° C enters the raw pellet layer. The upper temperature limit is limited by the capabilities of smoke exhausters. The drying time in the first stage is 30-40% of the duration of the entire drying is directly dependent on the height of the layer. It is also important at such a temperature to maintain the optimum velocity of the coolant filtration within 1.3-1.5 m / s, which ensures the optimal intensity of heat and mass transfer in the pellet layer without increasing the time for the process with low fuel consumption.

На второй стадии, когда на поверхность слоя выносится избыточная влага, главная задача - не допустить разрушения переувлажненных окатышей верха слоя, но в то же время вести интенсивную сушку слоя с прососом теплоносителя с максимально возможными параметрами по температуре 250-400°С. Тем самым окатыши готовятся для интенсификации процесса сушки теплоносителем с более высокими параметрами на третьей стадии. На третьей стадии процесс сушки осуществляют теплоносителем с температурой 500-800°С в зависимости от исходной влажности окатышей. В зависимости от высоты слоя на второй и третьей стадиях время сушки составляет по 30-35% от общего времени сушки на всех стадиях при скорости фильтрации теплоносителя 0,8-1,0 м/с.In the second stage, when excess moisture is carried to the surface of the layer, the main task is to prevent the destruction of waterlogged pellets of the top of the layer, but at the same time to intensively dry the layer with a coolant suction with the maximum possible temperature parameters of 250-400 ° С. Thus, the pellets are prepared to intensify the drying process with a coolant with higher parameters in the third stage. At the third stage, the drying process is carried out with a coolant with a temperature of 500-800 ° C, depending on the initial moisture content of the pellets. Depending on the height of the layer in the second and third stages, the drying time is 30-35% of the total drying time at all stages with a coolant filtration rate of 0.8-1.0 m / s.

Высокая эффективность процесса сушки обеспечивается максимально возможными параметрами теплоносителя, как по температуре, так и по скорости фильтрации в зависимости от исходной влажности окатышей и высоты слоя.The high efficiency of the drying process is ensured by the maximum possible heat carrier parameters, both in temperature and in filtration rate, depending on the initial moisture content of the pellets and the layer height.

Например, для слоя сырых окатышей высотой 300 - 340 мм на обжиговой машине ОК-520 при общей площади зоны сушки - 6,5 газовоздушных камер - оптимальное распределение камер составляет:For example, for a layer of raw pellets with a height of 300 - 340 mm on an OK-520 roasting machine with a total drying area of 6.5 air-gas chambers, the optimal distribution of chambers is:

Сушка 1 - 2,5 камеры - I стадия (τ=300°С, v=1,4 м/с).Drying 1 - 2.5 chambers - stage I (τ = 300 ° С, v = 1.4 m / s).

Сушка 2 - 2,0 камеры - II стадия (τ=350°С, v=0,8 м/с).Drying 2 - 2.0 chambers - stage II (τ = 350 ° C, v = 0.8 m / s).

Сушка 3 - 2,0 камеры - III стадия (τ=750°С, v=0,9 м/с).Drying 3 - 2.0 chambers - stage III (τ = 750 ° С, v = 0.9 m / s).

Увеличение стадии сушки 1 свыше 2,5 камер увеличит продолжительность сушки окатышей, так как сушка продувом теплоносителя (снизу - вверх) неэффективна, а при секции менее 2,5 камер не хватит времени для прогрева низа слоя до 150°С. При реверсе теплоносителя в последующих секциях низ слоя может переувлажниться, и произойдет сминание окатышей.An increase in the drying stage 1 over 2.5 chambers will increase the drying time of the pellets, since drying by blowing the coolant (from bottom to top) is ineffective, and with a section of less than 2.5 chambers there will not be enough time to warm the bottom of the layer to 150 ° C. When the coolant is reversed in subsequent sections, the bottom of the layer may become waterlogged and pellets will be crushed.

Увеличение стадии сушки 2 свыше 2-3-х камер также увеличит время сушки, так как здесь окатыши сушатся низкотемпературным теплоносителем (до 400°С). Уменьшение стадии сушки 2 до 1,0-1,5 камер не позволит подсушить окатыши верха слоя и в секции 3, где температура теплоносителя составляет свыше 500°С, они разрушатся вследствие «теплового удара».An increase in the drying stage 2 over 2-3 chambers will also increase the drying time, since here the pellets are dried with a low-temperature coolant (up to 400 ° C). Reducing the drying stage 2 to 1.0-1.5 chambers will not allow to dry the pellets of the top of the layer and in section 3, where the temperature of the coolant is over 500 ° C, they will collapse due to "heat stroke".

Таким образом, предлагаемый режим позволит интенсифицировать сушку окатышей с сохранением их качества при оптимальных расходах теплоносителя, что в конечном результате положительно скажется на производительности обжиговой конвейерной машины в целом.Thus, the proposed mode will allow to intensify the drying of pellets while maintaining their quality at optimal coolant flow rates, which in the end will positively affect the performance of the firing conveyor machine as a whole.

Claims

The method of three-stage drying of pellets on a firing conveyor machine, including the first stage of drying with filtering the coolant with a temperature of 250-400 ° C from the bottom up and two stages of drying with filtering the coolant from top to bottom, characterized in that at the first stage the drying time is 30-40% of total drying time at a filtration rate of 1.3-1.5 m / s, and in the second and third stages of drying at each stage - 30-35% of the total drying time at a filtration rate of 0.8-1.0 m / s with a coolant temperature in the second and third stages of 250-400 ° C and 500-800 ° C, respectively venno.