Проблема

Основными проблемами, снижающими эффективность работы обжиговых конвейерных машин для производства железорудных окатышей являются:

• теплотехническая схема обжиговой конвейерной машины для производства железорудных окатышей не соответствует обрабатываемому сырью: окатыши из магнетитовых или гематитовых концентратов, офлюсованные или не офлюсованные окатыши, с добавкой твердого топлива в шихту или без добавок;
• схема обжиговой машины не соответствует требованиям, предъявляемым к готовой продукции: окатыши для металлизации или для доменного производства;
• рабочая площадь обжиговой конвейерной машины не оптимально перераспределена между технологическими зонами сушки, подогрева, обжига, рекуперации и охлаждения. В этом случае одна из технологических зон может сдерживать производительность всего агрегата;
• неэффективная работа горелочных устройств и, следовательно, повышенный расход топлива на отопление горна обжиговой конвейерной машины;
• аэродинамические характеристики тягодутьевых установок (ТДУ) не согласованы с характеристиками газовоздушных трактов обжиговой машины и работают в области низкого КПД;
• неэффективная загрузка сырых окатышей на обжиговую конвейерную машину;
• система автоматизации не обеспечивает решение требуемых технологических задач управления и регулирования, а также оптимального управления.

Это приводит к:

• высокому расходу топлива и электроэнергии;
• пониженной производительности агрегата;
• неудовлетворительному качеству готовой продукции;
• пониженному сроку службы оборудования.

Решение

ОАО «ВНИИМТ» разработана комплексная методология, позволяющая создавать новые оптимальные обжиговые конвейерные машины для производства железорудных окатышей и модернизировать действующие, исключающая перечисленные недостатки.

Новые обжиговые конвейерные машины

На основе методологии ОАО  «ВНИИМТ» разработаны оптимальные схемы обжиговых конвейерных машин для производства железорудных окатышей производительностью от 0,3 до 7,0 млн.т./год. с полезной площадью от 52 м² до 768 м². Преимущества новых обжиговых конвейерных машин:

• минимальные капитальные затраты на изготовление обжиговой машины, за счет оптимального подбора и размещения оборудования, снижения его удельной массы;
• низкий удельный расход тепла топлива (76 тыс. ккал/т) и электроэнергии (19-21 кВт ч/т);
• высокое качество окатышей для доменного производства и для металлизации.

Высокие показатели работы обжиговых конвейерных машин, построенных по теплотехническим схемам разработки ОАО «ВНИИМТ»,  обеспечиваются за счет:

• оптимального распределения технологических зон в зависимости от обрабатываемого сырья и требований к качеству готовой продукции (окатыши для доменного производства или для металлизации);
• оптимальной системы сборных и раздающих коллекторов, обеспечивающей максимальное использование тепла сбросных потоков, минимальные подсосы атмосферного воздуха;
• эффективных продольных, поперечных и бортовых уплотнений;
• оптимальной конструкции обжиговой тележки и колосникового поля, обеспечивающей их эффективную очистку, минимальное аэродинамическое сопротивление, термическую стойкость и долговечность эксплуатации;
• инновационной системы отопления с инжекционными горелочными устройствами конструкции ОАО «ВНИИМТ» и системой перетока, работающая на любом виде топлива (природный, смешанный, коксовый, доменный газ, твердое топливо, мазут и др.);
• эффективной АСУ ТП с подсистемой  оптимального управления работой обжиговой конвейерной машины с использованием математических моделей, алгоритмов автоматической идентификации параметров модели и оптимизации (верхний имитационно-оптимизирующий уровень).

Действующие обжиговые конвейерные машины

Для действующих агрегатов ОАО «ВНИИМТ» проводит аудит существующей технологии и оборудования обжиговой конвейерной машины, включая тягодутьевые установки (дымососы и вентиляторы), горелочные устройства, уплотнения и т.п.). Определяется текущее состояние технологии и оборудования, проводится анализ эффективности производства железорудных окатышей с использованием результатов инструментальных замеров.

В результате аудита выявляется необходимость поэтапной малозатратной модернизации обжиговой конвейерной машины, включая:

• оптимальное распределение рабочей площади между технологическими зонами сушки, подогрева, обжига, рекуперации и охлаждения железорудных окатышей
• корректировку элементов теплотехнической схемы обжиговой конвейерной машины;
• замену или наладку работы горелочных устройств и системы отопления;
• модернизацию горна обжиговой машины и системы переточного коллектора;
• совершенствование газоочистных сооружений;
• расширение и оптимизацию газовоздушных  трактов;
• установку новых, замену или модернизацию действующих тягодутьевых установок;
• ревизию продольных, поперечных и бортовых уплотнений;
• модификацию дымососов и вентиляторов для согласования их характеристик с характеристиками сетей;
• выявление и снижение неорганизованных подсосов и продувов в газовоздушных трактах;
• минимизацию местных аэродинамических сопротивлений и газовоздушных трактов и сетей;
• оптимизацию соотношения нагрузок ТДУ на всасывающей и нагнетающей сторонах сети;
• максимизацию загрузки установочной мощности электродвигателей ТДУ;
• обеспечение условий работы ТДУ в области их максимального КПД за счет корректировки аэродинамических характеристик их сетей и режимов эксплуатации.

Результат

• увеличение производительности технологической линии по производству железорудных окатышей и обжиговой конвейерной машины;
• значительное снижение удельного расхода топлива и электроэнергии на термообработку железорудных окатышей;
• повышение срока службы оборудования;
• повышение качества продукции.

Практический пример

АО «Соколовско-Сарбайское горно-обогатительное производственное объединение», (г. Рудный, Казахстан).

Комплексная модернизация обжиговой конвейерной машины № 5.

Решение:

ОАО «ВНИИМТ» выполнил комплекс работ, включая:

• детальное теплотехническое обследование обжиговой конвейерной машины и ее оборудования;
• разработку оптимальной теплотехнической схемы и технологического задания на модернизацию обжиговой машины;
• разработку проекта и рабочей документации, включая:

·        оснащение обжиговой машины переточным коллектором;

·        проектирование нового горна обжиговой машины;

·        замену двухпроводных турбулентных горелочных устройств на экономичные инжекционными горелками конструкции ВНИИМТ;

·        увеличение рабочей площади обжиговой машины на 2 ГВК (8 м²);

·        установку газоочисток;

·        установку бортовых уплотнений между горном и обжиговыми тележками;

·        оснащение современной АСУ ТП;

• изготовление и поставку горелочных устройств конструкции ВНИИМТ;
• пуско-наладочные работы с отработкой технологических режимов и вывод модернизированной обжиговой машины на проектные показатели.

Результат:

В результате модернизации обжиговой конвейерной машины № 5, выполненной по технологическому заданию и проекту ОАО ВНИИМТ:

• увеличена производительность на 24,6 %;
• снижен удельный расход природного газа более чем в два раза (на 56,3 %);
• уменьшен удельный расход электроэнергии на привод тягодутьевых установок на 21,3 %.

Выполненная модернизация позволила приблизить показатели работы одной из первых в СССР обжиговых конвейерных машин для производства железорудных окатышей (1964 г.в.) к лучшим мировым аналогам. Срок окупаемости инвестиций не превысил полгода.

Коммерческие предложения

ОАО «ВНИИМТ» выполнит:

1. Анализ эффективности технологии производства железорудных окатышей.
2. Аудит, теплотехническое и технологическое обследование работы существующей обжиговой машины и ее оборудования.
3. Исследование на лабораторных установках ВНИИМТ или на промышленных агрегатах исходных материалов (железная руда, железорудный концентрат, флюсоупрочняющие и связующие добавки: известняк, доломит, бентонит, глины, органические связующие и пр.), необходимых для получения железорудных окатышей различного назначения (металлизация, доменный процесс). Определение оптимальных температурно-временных параметров термообработки. Оценку качества обожженных железорудных окатышей (холодная и горячая прочность, слипаемость, восстановимость и др.).
4. Разработка оптимальной теплотехнической схемы обжиговой конвейерной машины с использованием созданной в ОАО «ВНИИМТ» методологии комплекса математических моделей и рабочих программ, адаптированных к исследуемой технологии.
5. Разработка технологического задания (регламента) на проектирование фабрики производства окатышей.
6. Выполнение проектных работ и разработку рабочей документации фабрики окомкования.
7. Изготовление и поставку оборудования.
8. Авторский надзор за реализацией проекта
9. Пуско-наладочные работы с отработкой технологических режимов термообработки окатышей и выходом на проектные показатели.

Наши координаты

Научно-исследовательский институт металлургической теплотехники - ВНИИМТ

620062, г. Екатеринбург, ул. Гагарина, 14

Буткарев Алексей Анатольевич
Тел.: +7 (343) 383-75-00

Skype: ButkarevAlexey

butkarev@yandex.ru 

Перечень работ, выполненных по направлению совершенствования технологии термообработки окатышей на обжиговых конвейерных машинах.

Дополнительная информация