Агломерационная печь – печь, предназначенная для получения агломерата. Агломерат – это спеченные в куски мелкие материалы (рудная мелочь, пылевидные руды и флюсы). Окускование в агломерационной печи происходит, главным образом, в результате образования жидких легкоплавких химических соединений, связывающих при остывании отдельные зёрна в куски.

Известно несколько способов агломерации:

  1. с просасыванием воздуха в слое сверху вниз;
  2. во вращающихся печах;
  3. во взвешенном состоянии;
  4. с подачей воздуха снизу.

Наибольшее распространение получил первый способ спекания – на колосниковой решетке с просасыванием воздуха через слой шихты. Для справки: колосниковая решетка – решетка из чугунных колосников, имеющих сквозные отверстия для подвода воздуха и предназначенная для поддержания слоя горящего топлива в топке. С использованием колосниковой решетки процесс агломерации может быть периодическим (агломерация в чаше) и непрерывным (на конвейерной ленте агломашины).

На металлургических заводах агломерация осуществляется преимущественно в агломерационных машинах ленточного типа, представляющих собой непрерывную цепь спекательных тележек с решётчатым дном из колосниковых решеток.

Принцип работы агломашины следующий. На спекательные тележки через питатели укладывается «постель» высотой 30-35 мм из части годного агломерата крупностью 10-25 мм и на неё шихта, состоящая из мелкой руды, концентрата, коксика, известняка и извести. Высота шихты 250-350 мм. Под лентой спекательных тележек создают разрежение около 7-10 кПа, в результате чего через верхнюю поверхность слоя просасывается наружный воздух. Последовательно перемещаясь, тележки попадают под горн, служащий для зажигания коксика в шихте. Горн отапливается горелками. В виде топлива обычно используется смесь доменного и коксового газа с теплотой сгорания 5900-6300 кДж/м³ . Расход газа примерно 30 м³ /т агломерата. Температура шихты в горне достигает 1200-1300 °С.

После выхода шихты из-под горна горение поддерживается в результате просасывания атмосферного воздуха под действием разрежения. В зоне горения температура достигает 1500 °С. Продукты горения отдают свою теплоту нижним слоям и уходят с температурой 60-150 °С.

Схема производства агломерата на конвейерной машине

При достижении зоной горения «постели» процесс спекания заканчивается. Он продолжается 10-20 мин. Получаемый агломерат имеет среднюю температуру около 500 °С.

Готовый пирог агломерата дробят, после чего на грохотах отделяют возврат (<5 мм) от годного агломерата (>5 мм). Затем годный агломерат охлаждают в специальном охладителе продувкой или прососом воздуха. Различают офлюсованный (с добавками известняка) и неофлюсованный агломерат (без известняка и извести). Применение офлюсованного агломерата позволяет экономить дорогостоящий кокс в доменных печах.

Ориентировочные материальный и тепловой балансы спекания шихты в агломашине приведены в табл. 2.7 и 2.8. При составлении балансов приняты следующие составы материалов. Рудная смесь: FeO — 7 %; Fe2O3 — 59; MnO — 2; SiO2 — 9; Al2O3 — 3; CaO — 1; MgO — 3; СО2 — 6 %. Агломерат: FeO + Fe2O3 + S + FeS + FeS2 + SO3 + P2O5 + MnO = 68 %; SiO2 — 10; Al2O3 — 4; CaO — 15; MgO — 3 %. Топливная смесь: 80 % коксика и 20 % антрацитового штыба.

Ориентировочный материальный баланс спекания шихты в агломашине (кг/кг)

Ориентировочный тепловой баланс слоя спекающейся шихты в агломашине (на 1 кг товарного агломерата)

Коэффициент полезного действия процесса агломерации составляет 0,85-0,87. Удельный расход условного топлива (твердое топливо + газовое топливо) около 80-100 кг у.т./т офлюсованного агломерата.

Экономия топлива на агломашинах возможна по следующим направлениям:

  1. использование теплоты горячего агломерата для предварительного подогрева воздуха;
  2. использование газовой агломерации, т.е. просасывание через слой шихты смеси доменного газа с воздухом, воспламеняющейся в зоне горения. При этом можно значительно сократить расход коксика;
  3. подогрев воздуха в отдельно стоящей камере горения. Цель та же – сокращение расхода коксика;
  4. увеличение слоя шихты с одновременным увеличением разрежения под спекательными тележками. Каждые 20 мм увеличения высоты слоя шихты обеспечивают от 0,6 до 1,5 % экономии топлива. Негативное последствие: некоторая потеря производительности агломашины;
  5. внедрение малогабаритных зажигательных горнов с низким расходом топлива на зажигание за счет быстрого разогрева поверхностного слоя шихты. Возможно сокращение расхода газа в 2-3 раза.