ОСНОВЫ АГЛОМЕРАЦИИ. ЖЕЛЕЗНЫХ РУД
Влияние вакуума на процесс спекания
Влияние вакуума на производительность спекательных устройств не одинаково для руд различной крупности, минералогического состава и комкуемости. Большое значение при этом имеет также высота спекаемого слоя.
|
Концентрат |
Основность шихты |
Температура воздуха, °С |
Продолжительность подогрева шихты, мин. |
Расход горячего воздуха, м‘/1 кг шихты |
Температура шихты. °С |
Скорость спекания, мм/мин |
Барабанная проба |
Удельная производительность. т/м‘ час |
Относительный прирост производительности, % |
|
югок |
0,5 |
Без |
_ |
20,1 |
16,0 |
1,21 |
100 |
||
|
1,0. |
подогрева |
— |
— |
— |
20,2 |
16.1 |
1,20 |
100 |
|
|
1.3 |
То же |
— |
— |
— |
21,8 |
15,2 |
1.16 |
100 |
|
|
0,5 |
296 |
3,5 |
0,930 |
64,5 |
28,5 |
15,6 |
1,66 |
137 |
|
|
4,0 |
297 |
3,2 |
0,835 |
56,1 |
28,9 |
15,7 |
1,53 |
127 |
|
|
1,3 |
297 |
3.4 |
0,950 |
55,0 |
30,0 |
14,3 |
1,46 |
125 |
|
|
Оленегор- |
0,5 |
Без |
20.7 |
16,4 |
1,41 |
100 |
|||
|
ский |
1,0 |
подогрева |
— |
— |
— |
24,5 |
18.5 |
1,45 |
100 |
|
1,3 |
То же |
— |
— |
— |
25,3 |
18,3 |
1,30 |
100 |
|
|
0,5 |
268 |
3,7 |
0,893 |
54.5 |
25,4 |
18,0 |
1.78 |
126 |
|
|
1,0 |
270 |
3,5 |
0,915 |
51,5 |
28,8 |
17.5 |
1,78 |
123 |
|
|
1.3 |
250 |
3,0 |
0,815 52,8 |
29,0 |
19,1 |
1,57 |
121 |
|
Таблица 53 |
|
Средние показатели результатов спекания шихт подогретых горячим воздухом |
Для выяснения этого влияния Механобром, совместно с Ги - промезом были проведены опыты по спеканию богатых криворожских и коричневых керченских руд различной крупности и при различном вакууме. Результаты этих опытов приводятся в табл. 53 и 54.
Производительность установки определялась путем взвешивания кускового агломерата после каждого опыта.
Одновременно с определением показателей производительности установки определялся расход электроэнергии на про - сасывание газа.
 |
 |
 |
Расход электроэнергии определялся по формуле
где Н — вакуум, мм вод. ст.:
Q — количество газов, мъ/мин t — продолжительность спекания, мин.
|
Таблица 54 Изменение производительности и относительного расхода энергии при агломерации криворожской руды при различном вакууме
|
В свою очередь
Q = S-V, но
2gH,
тогда
Q=SkV2gH, (2)
где S — площадь спекания, м2
v — скорость истечения газа, м/мин-,
k — коэффициент, зависящий от сопротивления шихты про- сасыванию воздуха.
Подставляя в уравнение (1) вместо Q его значение из уравнения (2), получим
м= _s. t. <■»•'■! ^ (3)
4500 '
В этом уравнении величины Н и t переменны, коэффициент k в пределах опытов с одной и той же шихтой в силу стабильных условий практически остается постоянным. Обозначив в формуле (3) произведение постоянных величин через С, получим
окончательный вид формулы для подсчета относительного расхода электроэнергии за время опыта при данном вакууме:
М — С ■ Hv' ■ t,
 |
 |
 |
где
 |
Влияние вакуума на производительность и расход электроэнергии приводите^ на рис. 53 и 54.
Рис 53. Влияние вакуума нг производительность установки (/)
и расход энергии (2) при спекании криворожской руды:
а — класс 5—0 мм, высота слоя 200 мм - б — 5—0 мм, 300 мм-, в—1—0 мм,
200 мм: г — 1—0 мм. 300 мм
Данные табл. 54 и 55, а также графики рис. 53 и 54 показывают, что как производительность установки, так и расход электроэнергии изменяются прямо пропорционально изменению вакуума, причем рост расхода электроэнергии опережает рост производительности.
Изменение высоты загрузки шихты и крупности руды не изменяет эту закономерность.
Пользуясь приведенными в табл. 54 и 55 данными, можно сделать сравнительный подсчет расхода электроэнергии для конкретных случаев увеличения вакуума.
Так. например, для криворожской руды крупностью 5—0 мм при высоте слоя шихты 200 лш и изменении вакуума от 500 до 850 мм вод. ст. производительность установки возрастает на 27%, а относительный расход электроэнергии на 66%.
Полезная нагрузка мотора эксгаустера, выраженная в условных единицах, будет равна
 |
1,66 х 1,26 = 2,1,
|
Таблица 55 Рост производительности и относительного расхода электроэнергии при агломерации керченской руды при различном вакууме
|
|
Руда крупностью 5—0 мм
|
Следовательно, для того чтобы увеличить производительность установки на 27%, необходимо повысить мощность всего электрооборудования на 110%.
Для керченской руды крупностью 5—0 мм при высоте слоя шихты 300 мм и изменении вакуума от 500 до 1000 мм вод. ст. производительности установки возрастает на 13%, а относительный расход электроэнергии на 140%- Полезная нагрузка мотора эксгаустера в этом случае будет равна
2,40 X 1,13 = 2,71.
Следовательно, при незначительном (на 13%) увеличении производительности установки необходимо повысить мощность электрооборудования на 171%, что вряд ли может быть признано целесообразным.
Основные выводы, вытекающие из этой работы, сводятся к следующему:
1. При изменении вакуума от 500 до 1000 мм вод. ст. производительность агломерационных машин и. относительный расход электроэнергии возрастают прямо пропорционально увеличению количества просасываемого воздуха.
2. Рост относительного расхода энергии значительно опережает рост производительности установки.
3. Изменение вакуума от 500 до 1000 мм вод. ст. на качестве агломерата не отражается.
Выбор рационального вакуума зависит в первую очередь от физико-химической характеристики спекаемой шихты и в каждом отдельном случае необходимо учитывать резервы электроэнергии и ее стоимость. В районах с дешевой электроэнергией применение высокого вакуума может быть целесообразным даже в случаях незначительного прироста производительности агломерационных машин, и, наоборот, при дорогой стоимости электроэнергии относительно высокий прирост производительности агломерационных машин может не окупить затрат на электроэнергию.
Увеличение производительности вследствие просасывания повышенного количества воздуха происходит до определенного предела, переход за который влечет снижение производительности' вследствие поступления больших масс холодного воздуха в зону спекания, которые снижают температуру в реакционной зоне и действуют как активный окислитель на сформировавшийся агломерат.
Количество просасываемого воздуха можно изменять путем изменения высоты загрузки шихты на машину или же посредством дросселирования газопровода шибером. Для руд, дающих шихту с высокой газопроницаемостью, как например концент
раты от промывки камыш-бурунских руд, применение мощных стандартных эксгаустеров производительностью 3500 м3 воздуха в минуту при вакууме 1000 мм вод. ст. и температуре 150° требует значительного повышения слоя шихты, так как дросселировать газопровод, создавая искусственное, бесполезное сопротивление, нецелесообразно. Снижение производительности установки с переходом за определенный предел газопроницаемости указывает на существование для каждой руды своих оптимальных количеств просасываемого воздуха, обеспечивающих получение наиболее высокой удельной производительности машин при высоком качестве агломерата. Увеличение количества просасываемого воздуха сверх оптимального приводит к сокращению времени пребывания шихты при высокой температуре и к понижению прочности агломерата, при этом коэффициент избытка воздуха (а) возрастает.
Опыты по спеканию тонких магнетитовых концентратов и грубозернистой криворожской руды, проведенные И. М. Архиповым при вакууме 400 и 1550 мм вод. ст., показали следующие результаты:
Вакуум, мм вод. ст....................................... 400 1550
Коэффициент избытка воздуха а:
для тонких мтгнетигевых концентратов. . 3,2 4,9
для грубозернистой криворожской руды 2,7 3,7—4,1
Эти же опыты показали, что с повышением высоты спекаемого слоя коэффициент избытка воздуха уменьшается.
