O instalație modernă de sinterizare include următoarele structuri principale dotate cu echipamente mecanice corespunzătoare: departamentul de încărcare a vagoanelor; buncărele de recepție; departamentul de distribuție a materiilor prime; buncărele de încărcare; departamentul de concasare și măcinare a fluxului și combustibilului; amestecarea primară; sinterizarea; instalațiile de epurare a gazelor; încălzitoarele de aer (exhaustoare); răcirea și sortarea sinterului; sortarea returului.
01.07.2016 Rubrica: Industria minereurilor de fier Autor: Paxey
În acest articol:
Conținut
Principalele utilaje ale instalațiilor de sinterizare
Starea actuală a producției mondiale de sinterizare se caracterizează printr-o creștere constantă a volumului absolut al producției de sinterizare, asociată cu o creștere a numărului și a capacității unitare a furnalelor înalte.
Noile instalații de sinterizare, împreună cu cele mai mari mașini de sinterizare, sunt echipate cu un complex imens de echipamente auxiliare.
O atenție considerabilă este acordată îmbunătățirii condițiilor de funcționare și reparare a echipamentelor, mecanizării multor operațiuni care necesită multă forță de muncă. De exemplu, au fost mecanizate reparațiile benzilor transportoare, înlocuirea cărucioarelor de sinterizare și a grătarelor, îndepărtarea prafului din sistemele de curățare și aspirare a gazelor. Sunt prevăzute măsuri de reducere a conținutului de praf din bazinul de aer înconjurător.
O instalație modernă de sinterizare include următoarele structuri principale dotate cu echipamente mecanice adecvate:
- compartimentul vagoane-rulouri;
- buncăruri de recepție;
- departamentul de distribuție a materiilor prime;
- buncăre de încărcare;
- departamentul de concasare și măcinare a fluxului și combustibilului;
- amestecare primară;
- sinterizare;
- instalații de epurare a gazelor;
- încălzitoare de aer (exhaustoare);
- răcirea și sortarea sinterului;
- sortarea la întoarcere.
Morile echipate cu boluri portabile
Bolurile portabile au fost concepute pentru a reduce cât mai mult posibil costul instalațiilor mici de sinterizare, pentru a le face accesibile celor mai mici topitorii, așa cum sunt majoritatea topitoarelor suedeze, de unde a pornit ideea acestor mașini.
Prin reducerea înălțimii clădirii principale se obține o instalație mai ieftină cu boluri portabile. La instalarea unor astfel de cuve, înălțimea clădirii este determinată de necesitatea de a descărca sinterul (la întoarcerea cuvelor) la un nivel care să asigure instalarea (pe drumul sinterului către vagon sau alt dispozitiv de recepție) a concasorului, a ecranului și, în final, a dispozitivului de recepție propriu-zis. Dacă bolul este descărcat în afara clădirii de sinterizare, aceasta din urmă poate fi joasă (cu un etaj) și ieftină.
Cuvele portabile (fig. 110) sunt realizate într-o formă circulară din mai multe segmente cu un diametru de 1,5 până la 3 metri. Cele două segmente opuse au trunchiuri pentru prinderea bolului de o macara și transportarea acestuia la locul de încărcare și descărcare. Aspirarea gazelor se realizează prin partea inferioară a cuvei, care are o deschidere centrală și este montată pe conducta de gaze care o conectează la excavator. Fiecare exhaustor deservește patru boluri, care sunt încărcate independent unul de altul și instalate sub vid datorită prezenței unor supape de închidere a gazelor din fiecare bol.
Diagrama de flux a procesului pentru instalațiile echipate cu mașini de sinterizare portabile nu diferă de alte sisteme în ceea ce privește pregătirea încărcăturii.
Componentele încărcăturii sunt încărcate în buncărurile de încărcare, de unde sunt dozate cu ajutorul alimentatoarelor către banda de încărcare, care transferă încărcătura către amestecătorul cu tambur. De la amestecătorul cu tambur, încărcătura este transferată cu ajutorul unei polonice sau al altor mijloace la buncărul de încărcare gata, de unde este încărcată în cuva de sinterizare cu ajutorul unei porți sectoriale. În acest scop, vasul este instalat cu ajutorul unei macarale pe un cărucior de încărcare special (Fig. 111) cu o platformă rotativă. Cu ajutorul acestui cărucior, bolul este transportat la gura buncărului și încărcat cu încărcătură. În timpul încărcării, bolul se rotește împreună cu platforma la o viteză de 1,5 rpm, ceea ce asigură încărcarea uniformă a încărcăturii, peste care se toarnă un strat subțire de cocs.
Cuva încărcată cu încărcătură este transportată cu ajutorul unei macarale la secția de sinterizare și instalată deasupra camerei de vid, în același timp fiind deschisă automat supapa conductei de gaz care conectează partea inferioară a cuvei cu camera de vid. Încărcătura este aprinsă cu ajutorul unui arzător cu gaz mobil sau, cel mai adesea, cu sinterul fierbinte din cuva vecină, iar procesul de sinterizare începe. La sfârșitul sinterizării, o macara alimentează cuva pentru descărcare, care se realizează în afara compartimentului de sinterizare cu ajutorul unui dispozitiv special de basculare (fig. 112). Atunci când bolul este răsturnat, sinterul este descărcat pe ecranul cu grătar pentru a fi separat înapoi, de unde este rulat în vagoane.
În ciuda simplității aparente a echipamentelor și instalațiilor, metoda de sinterizare în boluri portabile pare de fapt voluminoasă și complicată, iar la instalațiile mari devine costisitoare.
Poduri rulante voluminoase, un număr mare de boluri de sinterizare și evacuatori către acestea, arzătoare incendiare mobile, mecanisme speciale pentru încărcarea încărcăturii și descărcarea sinterului — aceasta este lista echipamentelor de bază care necesită întreținere atentă, inspecție și reparații în timp util.
Din punct de vedere tehnologic, procesul de sinterizare în boluri portabile are și dezavantaje semnificative. Principalul dintre acestea este compactarea încărcăturii, care apare în timpul transportului și instalării bolului cu încărcătura peste camera de vid.
Scuturarea și zdruncinarea inevitabile în timpul acestor operațiuni compactează încărcătura, ceea ce înrăutățește performanța procesului de sinterizare.
Următorul dezavantaj major al acestui sistem este manipularea mai multor boluri (patru) de către un singur aspirator.
Setarea bolurilor la momente diferite pentru sinterizare necesită un regim de vid diferit în fiecare bol, deoarece în unele boluri încărcătura este sinterizată până la grătare, iar în altele poate exista un strat de sinterizare de înălțime diferită, în consecință, cea mai mare cantitate de aer este aspirată prin acele boluri în care sinterizarea este terminată sau se apropie de sfârșit. Acest lucru duce la o slabă utilizare a capacității aspiratorului și la scăderea productivității specifice a instalației.
Mount Blagodat exploatează o instalație de sinterizare echipată cu cuve portabile cu un diametru de 2,3 m fiecare, reprezentând o suprafață de sinterizare de aproximativ 4 m 2 . Instalația este compusă din două clădiri de sinterizare care sunt imagini în oglindă una față de cealaltă. În sala de sinterizare a fiecărei clădiri există 28 de boluri, adică 56 de boluri cu o suprafață totală de 224 m 2 . Fiecare dintre cele patru cuve este deservită de un exhaustor cu o capacitate de 800 m 3 /min la un vid de 500 mm coloană de apă.
Productivitatea specifică a mașinilor discontinue de ambele tipuri (staționare și portabile) este aproximativ aceeași și semnificativ mai mică decât cea a mașinilor continue.
Fabrici echipate cu boluri staționare
În cuvele staționare, încărcătura este încărcată și aprinsă cu ajutorul unui vagon de încărcare care se deplasează deasupra acestora și al unei vatră de aprindere mobilă. Sinterul este descărcat prin înclinarea cuvei în jurul axei sale orizontale cu 90-120°.
Majoritatea bolurilor portabile au formă rotundă și sunt încărcate cu încărcătură dintr-un buncăr staționar din afara secției de sinterizare. Bolul este transportat de o macara suspendată pentru a încărca și descărca sinterul.
Cuva staționară dreptunghiulară este o cutie turnată din fontă sau oțel (fig. 104) care se sprijină pe trunchiuri laterale goale. Grilajul împarte cutia pe orizontală în două părți: partea inferioară, care este o cameră de vid, și partea superioară, care servește pentru încărcarea încărcăturii. Adâncimea părții superioare este de 300-350 mm. Lățimea cutiei este de la 1,8 la 3 m, iar lungimea de la 2,1 la 7 m, ceea ce dă o suprafață utilă de sinterizare de la 4,3 la 21,6 m 2 . Cele mai comune sunt bolurile cu suprafețe de sinterizare de 8; 10; 19 și 21 m 2 , iar cel mai mare bol construit în SUA are dimensiuni de 9,14×3,6=33 m 2 .
Prin trunchiuri goale, camera de rarefacție a bolului este conectată prin conducte la cicloane, iar acestea din urmă la exhaustor. Pentru rotirea și descărcarea cuvei, pe una dintre laturile de capăt există un segment dințat cuplat cu o roată dințată a transmisiei cu șurub conectat la un motor electric.
Încărcarea încărcăturii în cuva de sinterizare se face cu ajutorul unui vagon de încărcare autopropulsat (fig. 105) cu două buncăruri: unul pentru pat și unul pentru încărcătură.
Umplerea buncărului vagonului de încărcare se realizează în diferite moduri: la unele fabrici, încărcătura și patul sunt introduse prin buncărurile de încărcare cu ajutorul grapei, la altele umplerea se face cu ajutorul tamburului sau al benzii de alimentare de la buncărurile de încărcătură gata.
Încărcătura este aprinsă de un arzător (fig. 106) montat pe un cărucior care se deplasează de-a lungul părții frontale a cuvei. Combustibilul lichid sau gazos este utilizat pentru aprindere. Numărul de duze este stabilit la o duză la 0,1 m 2 de suprafață a cuvei. Adesea, camera de ardere este cuplată cu un vagon de încărcare, cu ajutorul căruia este plasată deasupra unuia sau altuia dintre bolurile pregătite pentru aprindere.
Combustibilul și aerul pentru duze sunt furnizate zonei de lucru prin conducte amplasate de-a lungul unuia dintre pereții clădirii sau direct sub podeaua zonei de lucru, cu ieșiri la punctele de alimentare a arzătorului. Această metodă de alimentare a focarului prezintă inconvenientul că, la fiecare aprindere a încărcăturii, este necesar să se deconecteze mai întâi combustibilul și aerul de la focar la bolul în care aprinderea este terminată și să se conecteze la bolul pregătit pentru aprindere.
Recent, a fost dezvoltată o metodă de conectare a creuzetului de aprindere la conducta de gaz prin intermediul unui obturator de apă, care permite alimentarea continuă cu gaz și aer a arzătoarelor creuzetului în timpul mișcării.
Aerul necesar pentru sinterizare este aspirat de exhaustor la un vid sub grătar care variază de la 600 la 1200 mmHg. Pentru fiecare aparat de sinterizare este instalat un aspirator individual capabil să creeze un vid de 1100-1200 mmHg.
Pierderile de vid în acest tip de aparate sunt practic inexistente, deoarece garnitura de etanșare dintre trunchiuri și conducta de gaz asigură o densitate satisfăcătoare, ceea ce reprezintă un mare avantaj al acestor aparate.
Fig. 107 prezintă o secțiune schematică a unui nou tip de fabrică echipată cu boluri staționare. Locul de lucru al fabricii este prezentat în fig. 108.
Dozarea încărcăturii se face volumetric prin intermediul unor alimentatoare cu discuri, amestecarea se realizează într-un tambur. Cea mai mare dimensiune a tamburului: diametru 2,5 m, lungime 7 m, viteză de rotație 20 rpm.
Încărcătura pregătită este transportată cu grapa, elevatorul sau sărărița până în punctul cel mai înalt al fabricii la buncărele de încărcare a încărcăturii pregătite, de unde este descărcată în vagonul de încărcare prin poarta sectorului. Aceste supraîncărcări compactează încărcătura și îi reduc permeabilitatea la gaze, ceea ce reprezintă un dezavantaj serios al fabricilor echipate cu aparate intermitente.
Cuva de încărcare, care se deplasează de-a lungul zonei de lucru a instalației, deasupra mașinilor de sinterizat, pe o cale ferată, așează mai întâi un strat de pat pe grătare, iar deasupra patului, dintr-un alt buncăr, un strat de încărcătură de o anumită înălțime. După încărcare, deasupra bolului este amplasat un arzător în care gazul este aprins, de obicei cu ajutorul unei scântei electrice.
La sfârșitul procesului de sinterizare, bolul este rotit electric în jurul axei sale orizontale, descărcând sinterul pe ecranul cu grătar. Recent, la aceste fabrici, sinterul, atunci când este descărcat din bol, este supus zdrobirii într-un concasor cu o singură rolă dințată.
Emisia abundentă de praf a fost un obstacol serios în calea răspândirii acestei metode de sinterizare. Pentru a localiza emisiile de praf, înainte de descărcare, cuva este acoperită cu o glugă, de sub care aerul prăfos este aspirat de un ventilator și apoi curățat de praf în cicloane.
În fabricile vechi, întoarcerile sunt separate pe grătare, în timp ce în cele noi grătarele au fost înlocuite cu grătare vibrante. În fabricile moderne, sub fiecare cuvă sunt instalate buncăre pentru primirea sinterului de la 2-3 operațiuni; prin acest sinter, prin același ventilator, care este instalat pentru aerisirea încăperii, este aspirat aer pentru a răci sinterul din buncăr. Cu o suprafață a cuvei de 10 m 2 pentru răcirea sinterului și aerisirea încăperii este instalat un exhaustor cu o capacitate de 330 m 3 / min la un vid de 300 mm deschidere, iar cu o suprafață a cuvei de 21 m 2 capacitatea exhaustorului este de 520 m 3 / min la același vid.
Curățarea gazelor de praf se realizează în cicloane conice inerțiale. Fig. 109 prezintă o schemă îmbunătățită a unei uzine de sinterizare echipate cu boluri discontinue staționare.
Cele mai multe fabrici echipate cu mașini de sinterizare discontinue staționare au fost construite în SUA și Germania, productivitatea acestora nu depășește 200-300 tone de sinter pe zi. Tabelul 78 conține date privind cei mai importanți indicatori de performanță ai unor fabrici, preluate din surse bibliografice.
Până în 1941, uzina Dzerzhinsky a exploatat o instalație de sinterizare dotată cu cinci cuve staționare de 3,82×2,52 = 9,62 m 2 fiecare; aceasta a fost utilizată pentru sinterizarea colostrului. Uzina Dzerzhinsky a exploatat o instalație de sinterizare dotată cu cinci cuve staționare de 3,82×2,52 = 9,62 m 2 fiecare; aceasta a fost utilizată pentru sinterizarea prafului de grătar. Capacitatea zilnică a instalației era de 220-250 tone de sinter.
Perspectivele de aplicare a cuptoarelor discontinue staționare în URSS sunt limitate din cauza productivității scăzute a acestora, a cheltuielilor de capital și a costurilor de exploatare ridicate.
Creșterea dimensiunii unităților de sinterizare până la 33 și chiar 46 m 2 nu poate elimina dezavantajele inerente ale acestor mașini, dar poate provoca deteriorarea condițiilor de sinterizare din cauza aspirației concentrate a gazelor prin trunchiuri.
