Исследование начального периода агломерационного процесса и разработка энергоэффективной конструкции горна

• Автор: Хамматов, Ильшат Маулитович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 208 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ОБОСНОВАНИЕ ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ
1.1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИ Е ОСОБЕННОСТИ ПРОЦЕССОВ В СЛОЕ ПОД ГОРНОМ ПРИ АГЛОМЕРАЦИИ ЖЕЛЕЗОРУДНЫХ МАТЕРИАЛОВ
1.2. КОНСТРУКЦИИ ЗАЖИГАТЕЛЬНЫХ ГОРНОВ И РЕЖИМЫ ИХ РАБОТЫ
1.3. Использование тепла охлаждения спека и уходящих газов для снижения
РАСХОДА ГАЗА НА ЗАЖИГАНИЕ ШИХТЫ
1.4. Автоматизация управления зажигательным горном
1.5. Выводы. Постановка и обоснование задач исследований
ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ РАСЧЕТА ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ ЗАЖИГАНИЯ СЛОЯ С УЧЕТОМ СВОЙСТВ ШИХТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ И ВИДА ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА
2.1. Физическая постановка задачи и обоснование методики расчетов
2.2. Определение средних за процесс спекания параметров газового потока в слое
2.2.1. Расчет удельного расхода воздуха и параметров отходящего из слоя газа
2.2.2. Определение гидравлического сопротивления слоя в зависимости от скорости фильтрации газа
2.2.3. Определение количественной зависимости выгоревшего углерода шихты под горном от содержания кислорода в продуктах сгорания
2.2.4. Исследование зависимости относительного количества выгоревшего в слое под горном углерода от степени обогащения воздуха горения кислородом
2.3. Использование подогретого воздуха для сжигания газа
2.4. Выводы
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА КОНСТРУКЦИИ ЗАЖИГАТЕЛЬНОГО ГОРНА
3.1. Теплотехнические и эксплуатационные требования к конструкции
УСТРОЙСТВА ДЛЯ ВНЕШНЕГО НАГРЕВА СЛОЯ ШИХТЫ
3.2. Требования к горелочным устройствам и системе отопления горна
3.3. Разработка и обоснование конструкции горелочных устройств для зажигательного горна
3.3.1. Огневой стенд для проведения исследований горелочных устройств и методика испытаний
3.3.2. Результаты стендовых испытаний горелочных усройств
3.4. Разработка конструкции горна и устройств дросселирования вакуум-камер под горном
3.4.1. Разработка конструкции горна и проведение промышленных испытаний горна
3.4.2. Разработка устройств дросселирования вакуум-камер
под горном
3.5. Выводы
ГЛАВА 4. ПРИНЦИПЫ УПРАВЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫМ РЕЖИМОМ ЗАЖИГАТЕЛЬНОГО ГОРНА АГЛОМАШИНЫ
4.1. Система управления температурным режимом зажигательного горна
4.2. Система управления газодинамическим режимом зажигательного
горна
4.3. Разработка функциональной схемы АСУ и алгоритма управления температурным и газодинамическим режимами горна
4.4. Результаты испытаний зажигательного горна при внедрении..
4.5. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ И СИМВОЛЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. СВОДНЫЕ КОНСТРУКТИВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАБОТЫ АГЛОМАШИН
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ АГЛОМАШИН
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИСПЫТАНИЙ ГОРЕЛКИ ГНП-ЗММ
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. ПАСПОРТ ГОРЕЛКИ ГНП-ЗММ

ВВЕДЕНИЕ
Агломерация руд и концентратов является наиболее технологически удобным и, потому, наиболее распространенным способом получения окускованного железорудного материала для плавки в металлургических печах. Агломерация характеризуется значительными объемами производства, связанного с большими энергозатратами и выбросами вредных веществ в атмосферу. Поэтому для нее всегда являются актуальными задачи по уменьшению энергозатрат на процесс, увеличению удельной производительности агломашины, увеличению доли выхода годного агломерата, снижению количества вредных выбросов.
В 60-е годы в условиях дефицита коксовой мелочи и принятой программы повышения объема производства и прочности агломерата получил распространение комбинированный нагрев шихты, суть которого заключается в увеличении длительности пребывания шихты в зоне высоких температур. Длина горна составляла 20...25 % длины агломашины, при этом имело место экономия твердого топлива за счет большего потребления газа. Оснащение агломашин горнами конструкции ВНИИМТ-Уралэнергочермет на вновь проектируемых аглофабриках в СССР и за рубежом при удельном расходе тепла 252...336 МДж/т агломерата позволило снизить расход твердого топлива в среднем на 6,7% и содержание мелочи в агломерате на 0,5...2,0% (абс) [1]. По мере повышения цен на газ зажигательные горны агломерационных машин, построенных еще в прошлом веке, перестали отвечать современным требованиям по энергозатратам, появилась потребность в новых подходах к режиму зажигания, и, соответственно, разработке новых методик для определения параметров начального периода агломерационного процесса.
В этой связи, целью данной работы является исследование теплотехнических особенностей процесса агломерации железорудных материалов и создание энергоэффективной конструкции зажигательного горна.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следую-

ному расходу тепла на зажигание агломерационной шихты , количеству вредных выбросов и качеству получаемой продукции.
Автоматическое управление горном позволяет стабилизировать температурные и газодинамические режимы, что увеличивает производительность агломашины за счет улучшения качества агломерата верхнего слоя, а также уменьшает удельный расход газообразного топлива на зажигание.
В этой связи, целью данной работы является исследование начального периода агломерационного процесса и разработка энергоэффективной конструкции горна.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие научно-технические задачи:
1. Разработать методику расчета продолжительности зажигания агломерационной шихты с учетом свойств шихты и вида применяемого газообразного топлива.
2. Разработать энергоэффективную конструкцию зажигательного горна, отапливаемого различными видами газообразного топлива.
3. Разработать алгоритм и систему автоматического управления работой горна с учетом полного цикла работы агломашины.
4. Провести исследование тепловой работы горнов разработанной конструкции на агломерационных машинах различной производительности.