Трубчатая вращающаяся печь для металлизации железорудных материалов Советский патент 1983 года по МПК F27B7/16 

Изобретение относится к тепловой обработке зернистых материалов во вращающихся аппаратах (печах и сушилках и может быть использовано в черной и цветной металлургии, цементной и других отраслях промышленности.

По основному авт.св. 443070 известна трубчатая вращающаяся печь для метгишизации железорудных материалов состоящая из футерованного корпуса с закрепленными внутри лопастями, в которой лопасти закреплены под углом естественного откоса материала с наклоном в сторону, противоположную вращению печи l.

. Недостатком известной печи является ее невысокая эффективность как из-за малой поверхности каждой лопасти так и невозможности изменения времени пребывания материала в ne4ivTaK как материал может ссьтаться только вдоль лопасти с одной скоростью. Кроме того, в указанной печи достаточно большой вынос пыли с поверхности слоя материала, а при проведении некоторых технологических процессов, например, при металлизации железной руды во вращающихся печах с помощью твердого восстановителя, нежелательно соприкосновение материала с дымовыми газами, содержащими окислительные ком.поненты, вследствие химического взаимодействия между газом и материалом,

Цель изобретения - повышение эффективности теплообмена путем изменения времени пребывания материала в печи и уменьшения пылеуноса.

10

Указанная цель достигается тем, что в трубчатой вращающейся печи для металлизации железорудных материалов лопасти снабжены ребрами, закрепленными с обеих сторон под углом 30-150i к продольной оси печи, причем высота,

15 ребер составляет 0,02-2,0 ширины лопасти . При этом ребра могут быть выполнены прямоугольной,трапецеидальной , треугольной, криволинейной фор20мы, а также с волнистой поверхностью. Диапазон изменения размеров ребер, а также расстояние между ними обосновывается следующими обстоятельствами. Ребра очень малого размера будут 25 не эффективны вследствие малой поверхности теплообмена. Поэтому высоту н длину ребер нецелесообразно иметь менее 0,02 и 0,1 соответственно от ширины лопасти. Ребра очень высокие, т.е. более чем и 2 раза превышающие

30 ширину лопасти , также не будут доста-.

точно эффективны, так как в этом случае при погружении в слой материала они будут выступать над его поверхностью, и часть ребер, выступающая из слоя, не будет участвовать в процессе передачи тепла к частицам обрабатываемого материала. Кроме того, если высота ребер велика, то между pe6pcuviH образуются непродуваекие аэродинамические манки. В этих условиях ребра вообще не нагреваются газовым потоком, а следовательно, перестают работать как регенерирующие поверхности, и на таких ребрах исчезает теплообменный положительный эффект. Таким образом, существует верхняя граница относительной высоты ребер, выше которой теплообменннй эффект не проявляется. С уменьшением относительной высоты ре.бер этот положительный эффект ребер присутствует вплоть до очень малых величин высоты ребер.

Максимальная длина ребер ограни-, чивается шириной лопасти.

Ребра могут располагаться не только поперек лопасти, но также и под углом к длинной стороне лопасти, ограничивающимся углом естественного откоса материала, который в среднем для большинства зернистых материалов составляет величину около 45°.Прэтому если йирина лопасти равна единице, то максимальная длина ребер, располагающихся под углом 45 , будет равной f, т.е.л-1,41 от ширины йопасти.

С целью устранения возможности застревания зернистого материала между ребрами расстояние между ними нецелесообразно уменьшать менее 0,02 от ширины лопасти. Для увеличени поверхности на лопасти выгодно устанавливать .несколько ребер (не менее 2},, Отсюда следует, что максимальное расстояние между ребрами будет в том .случае, когда их будет всего два и этот предел составит около 0,9 от ширины лопасти.

На фиг.1 схематично показан трубчатый вращающийся аппарат, попереч1ЫЙ paapesjHa фиг.2 - лопасть с реб: ами.

:Трубчатая вращающаяся печь состоит из металлического корпуса 1, футерованного огнеупором 2. В низкотемпературной зоне печи или сушилки футеровка может отсутствовать. Внутри печи имеются допасти 3, расположенные с наклоном в сторону, противоположную вращению печи под углом естественного откоса зернистого материгша. На обеих сторонах лопастей 3 имеются ребра 4 и 5, расположенные перпендикулярно к поверхности лопастей 3. Количество ребер 4 и..5 на каждой стороне зависит от длины лопастей 3 и расстояния между ребрами 4 и 5. Ребра 4 и 5 расположёны параллельно друг другу, но

под углом к стороне лопасти .6, napsHtлельной оси печи. Этот угол может изменяться в пределах от угла естественного откоса зернистого материала ot, обычно составляющего 30-40° , до угла 180 -0(140-150).

Печь работает следующим образом. слоем зернистого материала (фиг. 1 ,положение с|7 лопасть 3 с ребрами 4 и 5 омывается потоком газа и нагревается. При последующем вращении печи лопасть 3 с ребрами

4и 5 входит в слой зернистого материала (фиг. 1 положение (П . При этом материал насыпается на лопасть 3 между ребрами 4 и 5. В процессе дальнейшего движения вся лопасть 3 с ребрами 4 и 5 входит в слой зернистого материала. В период пребывания в .слое материала лопасть 3 и ребра 4 и

5подают ему тепло посредством контакта. Таким образом лопасть 3 сов-.. f ecTHo с рёбрами 4 и 5 увеличивающи,ми ее поверхность является косвенным (передатчиком тепла от газа к материалу.

.: В момент выхода лопасти 3 из слоя Гфйг. 1,положение в/материал ссыпается с лопасти 3 и ребер 4 и 5. Это обеспечивается наклоном лопасти

3в сторону, противоположную вращению трубчатой печи под углом ест-ественного откоса материала, а также расположением ребер 4 и 5 под углом к стороне лопасти 3, параллельной продольной оси печи (фиг.2, варианты t,d ,6 или промежуточные между ними. Если ребра 4 и 5 расположены так, -как показано на фиг.2, варианте Z-то при выходе лопасти 3 из слоя материал, находящийся между ребрами

4и 5, ссыпается с лопасти 3 в сторону, противоположную направлению движения материала вдоль печи, т.е. ребра 4 и 5 задерживают продвижение материала вдоль печи и увеличивают время пребывания обрабатываемого материала в печи.

В другом крайнем положении ребер 4 и 5 относительно лопасти 3, на фиг.2, вариант С при выходе лопасти 3 из слоя материал ссыпается между ребрами 4 и 5 в сторону общего направления движения материала вдоль печи. В этом случае лопасть .3 ускоряет продвижение материала и уменьшает тем самым время пребывания материала в печи. Таким образом/ располагая ребра под определенным углом наклона в интервале от 30 до , т.е. от 30 до ,при прочих равных условиях можно обеспечивать необходимое время обработки материала в аппарате

За счет установки ревер увеличивается поверхность лопастей 3, участвующая в теплообмене. Пропорционально увеличению этой поверхности возрастаетколичество тепла, которое лопасть 3 с

ребрс1ми 4 и 5 воспринимает от газового потока, над слоем материала. Затем в период нахождения лопастей 3 в слое аккумулированное тепло передается спою материала кондукцией. Таким образом, наличие ребер: 4 и 5 на лопастях 3 способствует увеличению количества тепла, передаваемого к слою материала, пропорционально .растанию поверхности теплообмена. Поверхность лопасти 3 можно увеличихь за счет оребрения в 3-5 раз. Отсюда очевиден положительный эффект от использования изобретения особенно в низкоте1 тератур11ой зоне печи, где теплообмен излучением между газом и материсшом протекает недостаточно эффективно, а теплообмен между телами за счет их контакта (кондукция протекает достаточно эффективно и при сравнительно низком уровне температур .

Формула изобретения

1. Трубчатая вращающаяся печь для металлизации железорудных материалов по авт.св.. 443070, отличающаяся тем, что, с целью

повышения эффективности теплообмена путем изменения времени пребывания материала в печи и уменьшения пылеуноса, лопасти снабжены ребрами, закрепленными с обеих сторон под уг5 лом 30-150 к продольной оси печи,,... причем высота ребер сздстгшляет: ff p2;2,0 ширины лопасти.,

2. печь по П.1, отличают а:я с я тем, что ребра выполнены пря0 {моугольной формы.

3. Печь по П.1, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что ребра выполнены траг пеце1|дальной формл. :

5 4. Печь по П.1, о т л и ч а с я тем, что ребра выполнены треугольной формы.

5.Печь по П.1, отличаю ща, 0 я с я тем, что ребра выполнены кри-.

волинейной формы.

6.Печь по П.1,. о т л и ч а ю щ - я с я тем, что ребра выполнены с волнистой поверхностью.

5 Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 443070, кл. F27 В 7/00, 1972 (прототип).

ЛОиягмие лютериала Напрабление двиигемил

м«т редраимц латериала вЛ1а nevu

IN

Фиг. 2