Файл: Вегман, Е. Ф. Теория и технология агломерации.pdf

озернения шихты перед спеканием используют также та­ рельчатые и конусные окомкователи. Разработаны мето­ ды предварительного брикетирования концентрата [46] в валковых прессах. Получающиеся брикеты объемом 12 см3 дробят затем на кусочки размером более 1 мм и подготовленную таким образом шихту спекают по обыч­ ной технологии. Производительность аглоустановок при работе на брикетированной шихте повышается в 2,5— 3 раза.

Другой возможный путь усиленного окомкования аг­ лошихты может быть использован при агломерации влажного концетрата, обезвоживаемого на вакуумфильтрах. Если цилиндрическую рабочую поверхность фильтра снабдить перегородками или углублениями, то в ходе обезвоживания слой концентрата уплотняется и прессуется вакуумом в брикетики одинаковой формы, которые затем направляются на спекание. Рис. 34 ил­ люстрирует влияние современных методов подготовки аглошихты к спеканию на ее газопроницаемость [47].

Газопроницаемость слоя агломерационной шихты на колосниковой решетке может быть вычислена по форму­

Р. Бааке [49] определил численные значения коэф­ фициентов А и п в формуле Рамзина, исследовав газопроницаемость классифицированного по крупности влажного (20%) возврата:

44

коэффициента п растет с увеличением размеров зерна шихты, оставаясь всегда меньше 2.

Трудности использования формулы Л. К- Рамзина применительно к слою спекаемой руды заключаются в том, что характер поверхности частиц и скорость возду­ ха в слое оказывают сильное влияние на величину коэф­ фициентов А и п. В силу этого реальные потери напора в слое шихты иногда существенно отличаются от рас­ четных.

Производным от формулы Л. К. Рамзина является уравнение Е. Войса, С. Брукса и П. Гледхила [50], по­ зволяющее определить коэффициент условной газопро­ ницаемости (р) слоя высотой (h) по расходу газа (V), площади всасывания (F), потере напора в слое (Ар):

где пі = \/п меняется практически в пределах от 0,6 до 0,8. К сожалению, даже небольшие по величине измене­ ния величины П\ существенно сказываются на расчетной газопроницаемости слоя шихты, что затрудняет исполь­ зование формулы.

По Р. Уайльду и К. Диксону [51], количество возду­ ха, просасываемого через слой в секунду (1Е), может быть вычислено по коэффициенту условной газопрони­ цаемости (р), вакууму (Ар) и высоте слоя (h) из выра­ жения

Все приведенные выше зависимости не дают возмож­ ности выявить влияние каждой из зон в спекаемом слое на общую газопроницаемость слоя. Расчеты коэффици­ ентов газодинамического сопротивления отдельных зон

Дарси —- Вейсбаха, имеющего для случая движения газа

45

в идеальном слое, т. е. в системе параллельных цилин­ дрических каналов, следующий вид:

Ар —Ki(h/d) (р /2)(\Р /е2),

где Р—■плотность газа;

е— объемная пористость;

^— коэффициент гидравлического сопротивления.

Преобразуя уравнение Дарси — Вейсбаха к форме:

A P = h p W- {KiV+K2W),

где V — коэффициент динамической вязкости газов, уда­ ется выделить коэффициенты газодинамического сопро­ тивления К\ и К2, не зависящие от свойств газа и от режима его движения и характеризующие лишь свойст­ ва слоя шихты. Величина К\ характеризует сопротивле­ ние слоя шихты проходу газов в ламинарном, а К2— в турбулентном потоке. Изучение условий спекания олене­ горского концентрата позволило, по экспериментальным

46

Эти расчеты показали, что в начальный период спе­ кания газодинамическое сопротивление слоя сильно воз­ растает при возникновении зоны переувлажнения шихты. В дальнейшем наибольшее сопротивление проходу газов начинают оказывать зоны тестообразных и расплавлен­ ных масс, а также зона интенсивного нагрева материа­ лов. Влияние последней из этих зон усиливается при разрушении комков шихты в ходе их нагрева. Наиболь­

шей газопроницаемостью об­ ладает слой готового агло­ мерата над зоной горения твердого топлива.

9,8/ 19,V /$ег

Л. И. Александров [35] установил экспериментально, что пониженной газопроницаемостью обладает «запира­ ющий» слой, толщина которого не превышает 5 мм, об­ разующийся, вероятно, при нагреве и разрушении комоч­ ков шихты и выдувании пыли из зоны нагрева в верх­ нюю часть зоны сырой шихты, где частицы пыли оседают на влажных стенках пор, закупоривая их. •

При спекании руды наиболее низкой газопроницае­ мостью обладает зона плавления. Общее сопротивление спекаемого слоя не остается постоянным в ходе агломе­ рации. Если мощность эксгаустера согласована с харак­ теристиками спекаемого слоя, то при агломерации в чашевой установке многократно с хорошей воспроиз­ водимостью для шихты одного типа может быть получе­ на характерная кривая изменения вакуума по ходу спе­ кания (зеркально по отношению к этой кривой распола-

47

гается кривая количества просасываемых эксгаустером через слой газов). Зависимость такого рода схематично показана на рис. 35: в начальный период спекания газо­ проницаемость слоя резко снижается (участок AB).

Рис. 37. Распределение вакуума по длине аглоленты площадью спе­ кания 75 м2 кзммунарского металлургического завода (по Н. Гугису и А. К- Клочко, 1971 г.)

1

Рис. 38. Выход газа и вынос пыли по вакуум-камерам [54]:

/ — аглолента Западно-Сибирского завода, 312 м2; 2 — аг­ лолента Ново-Липецкого завода, 312 м2

Под действием вакуума слой шихты несколько уп­ лотняется и дает усадку (рис. 36), что ухудшает его газопроницаемость. Другими причинами, снижающими газопроницаемость слоя, являются образование распла­ ва в зоне горения твердого топлива, частичное разруше­ ние комков шихты под зоной горения, переувлажнение

48