Устройство для обезжиривания и подогрева стружки Советский патент 1984 года по МПК F27D13/00 

Изобретение относится к устройст вам для предварительной подготовки металлошихты к плавке в печах путем предварительного подогрева ее перед переплавом в электропечах.и др. Известно устройство для подогрева скрапа, содержащее камеру дожигания топочную камеру с горелками и металлическую решетку, на которую установ лен футерованный контейнер с раскрывающимся перфорированньлм дном и крьЕикой, соединенной через патрубок с рекуператором, в котором топочная камера в верхней части снабжена металлической решеткой, а контейнер : имеет вертикальные ребра на внутренней поверхности и козырек в виде полукольца, охватывающий вырез в крышке, выполненной в виде колпака и совмещенный с камерой дожигания ij Однако в этом устройстве наличие рекуператора усложняет конструкцию устройства, снижает надежность его работы и увеличивает расход тепла на процесс пропорционально КПД рекуператора; использовать масло в виде топлива нерационально, поскольку оно очень дорого и дефицитно. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является устройство для обжига и подогрева стружки, содержаадее крьлшку с горелками, загрувочную бадью с раскрывающимся перфоЬированным днищем и дщмоприемиик t В данном устройстве хотя и созданы лучшие условия для горения испаряющихся масел, но оно также слснкно в изготовлении и обладает низким КПД. Целью изобретения является обеспечение сбора и утилизации содержаще гося в стружке масла. Поставленная цель достигается тем что в устройстве для обезжиривания и подогрева стружки, содержащем крьаи ку с горелками, загрузочную бадью с раскрывающимся перфорированньвл днищем и дымоприемник, днище загрузочной бадьи выполнено конусным с уклоном в сторону центра, равным 1:101:5, и отверстиями, расположенными по окружности между стенками бадьи и центром днища в два или более рядов на расстоянии, 1/6-1/3 диаметра днища от стенок бадьи, отверстия с внутренней стороны бадьи -выполнены с буртиком, при этом в центре днища бадьи выполнено отверстие без буртика, соединенное с маслосливньи патрубком, устано.вленньм с наружной сто роны днища бсшьи. На фиг. 1 представлено устройство поперечный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - графи зависимости температуры и сопротивле ния слоя стружки от конструктивного расположения отверстий. Устройство содержит бадью 1 для размещения обжигаемой стружки, крышку 2 и дымоприемник 3. В нижней части корпуса 4 бадьи размещен фланец 5 для установки ее на дымоприемник 3, Бадья снизу снабжена раскрывазощимся днищем б. Меха,низм закрытия днища состоит из тяг 7 и скользящего кольца 8 с цапфами 9 для захвата крюком крана. Днище б состоит из двух или более частей и в закрытом виде имеет конусность с уклоном в сторону центра бадьи, равным 1:10-1:5, причем вершина конуса направлена книзу. В днище выполнено два или более рядов отверстий 10. Отверстия 10 расположены в средней части площади днища, причем внешний вид на расстоянии 1/61), а внутренний на 1/3D от стенок бадьи. Кроме того, отверстия 10 имеют буртик 11 с внутренней стороны днища. В центре днища б выполнено отверстие 12 без буртика с диаметром 1/101/201). Отверстие 12 соединено с маслосливным патрубком 13, который проходит через отверстие в .дымоприемнике и соединен с маслосборником. Патрубок 13 для приема и слива масла расположен по оси дымоприемника. В футерованной крышке 2 установлены горелки 14, предназначенные для прогрева стружки в бадье за счет сжигания газа или другого топлива. Днище загрузочной бадьи выполнено конусным с уклоном в сторону центра, равным 1:10-1:5, и отверстиями, расположенными между периферией и центЕюм днища в два или более рядов на расстоянии 1/ -1/зи от периферии. Устройство работает следующим образом. Заполняемую замасленной стружкой Ьадью 1 устанавливают фланцем 5 на дьамоприемник 1. При этом днище 6 бадьи закрыто, тяги 7 и подвижное кольцо 8 находятся в верхнем положении. Бадья накрывается крышкой 2, включается отсос дымовых газов и зажигаются горелки 14. Режим горения топлива а счет подачи воздуха регулируется с таким расчетом, чтобы температура продуктов сгорания, попадающих из горелок на слой стружки в бадье, не приводила к возгоранию паров масел, которые образуются при соприкосновении стружки с горячими продуктами сгорания. Температура газов из горелки не должна превышать 700-750С, для чего при работе горелок, например на природном газе, коэффициент расхода воздуха нужно иметь не менее 4. Обраазовавшиеся в слое стружки пары маел вместе с продуктг1ми сгорания проасываются тяговым средством сверху вниз. При этом пары масла, соприкааясь с нижележащими более холодными лоями стружки, конденсируются. По той причине, по мере перемещения вниз фронта испарения, стружка в ниж ней части бадьи непрерывно обогащается маслом и одновременно прогревается . Прогрев слоя и обогащение его маслом способствует вытеканию масла и попадании его на днище б бадьи. . Днище б в закрытом-состоянии имеет конусность с уклоном к центру бадьи, paBHfcjM 1:10-1:5, с вершиной, направленной вниз. Конусность в днище пред назначена для обеспечения стока CKOH денсированного масла,По условиям надежности запирания и простоты конструкции днище должно быть без конусности. Поэтому для стока масла нужно иметь минимальную конусность, обеспе чивакядую быстрое удаление масла с минимальным уносом отходящими газами Для определения необходимой конусности проводят исследования на модели, при которых определяется влияние конусности на скорость стекания масла и потери. Опыты проводятся на перфорированной конусной решетке, продува емой воздухом с температурой 25-50°С Определяется время стекания масла на расстояние 10 см и унос его с воздухом 1 расход масла 2 кг/ч, воздуха 80 .). Зависимость потерь и времени стекания масла от конусности перфорированного днища представлена в табл. 1 . Таблица Из данных табл.. 1 следует, что время стекания масла к решетке с уве личением наклона уменьшается, но одновременно возрастают потери его с воздухом. Уровень приемлемых потерь не должен превышать 19%, а наклон днища не должен превышать 2:10 Ц:5). Но при уменьшении наклона рез ко возрастает время стекания масла и при наклоне 0,5:10(1:20) оно уже соизмеримо с длительностью процесса обезжиривания, т.е. нельзя наклон иметь менее 1:20. В вершине конуса имеется отверстие 12, соединенное с маслосливным патрубком 13. Благодаря наличию конусности и отверстия 12 масло, поступившее на днище б, стекает в отверстие 12 и по маслосливному патрубку 13 - в маслосборник. Продукты сгорания, свободные от масла, поступают в отверстия 10 и удаляются. Отверстия 10 располагаются в средней части днища в два и более рядов. Оптимальное расположение отверстий 10 определяется на экспериментальной установке с массой стружки 50 кг. Используется стружка нержавеющей стали замасленностью 2%. При этом определяется сопротивление системы и прогрев слоя. Для прогрева используются продукты сгорания природного газа при , расход газа 4 . Из графика зависимости температуры и сопротивления слоя стужки от конструктивного расположения отверстий 1ФИГ. 3) видно, что при расположении отверстий 10 далее 1/61) от стенок бадьи резко возрастает сопротивление слоя (с 48 до 160 мм вод.ст, при расстоянии 1/2D). Причем угол наклона кривой (.фиг. 3, участок С13 на расстоянии 1/6 до 1/3D от стенок бадьи значительно меньший,чем на расстоянии 1/3 до 1/2D. Отсюда видно, что отверстия 10, расположенные на расстоянии от 1/6 до 1/3D от стенок бадьи, обладают меньшим сопротивлением, чем на расстоянии от 1/3 до 1/2D. При приближении отверстий 10 к стенкам бадьи на расстоянии менее 1/6D резко уменьшается нагрев стружки в центре слоя (151°С при 1/6D и 120°С при 1/12D) . На участке температурной кривой (ЛВ) при расположении отверстий 10 от 1/6 до 1/3D от стенок бадьи получается наиболее интенсивный нагрев стружки при незначительном росте сопротивления. Таким образом внешний ряд отверстий 10 должен быть удален на 1/6D. Такое расположение отверстий в первую половину процесса обезжиривания стружки предотвращает развитие периферийного потока газов и способствует более быстрому прогреву внутренних слоев стружки. Внутренний ряд отверстий 10 должен располагаться не более 1/ЗЛ от стенок бадьи. Это предотвращает чрезмерное увеличение сопротивления слоя стружки при прохождении дымовых газов. Для исключения уноса масла газами и вытекания его через отверстия 10 они с внутренней стороны имеют буртик. Предлагаемое устройство испытано на пилотной установке с массой стружки 50 кг, параллельно проведены испытания устройства-прототипа с такой же массой стружки. Для испытаний при меняют стружку нержавеквдей стали с содержание} масла 2%. В обоих случаях для нагрева слоя применяют продук ты сгорания газа с температурой 600°С. Для чего в горелку подают 4 м/ч газа. В обоих случаях процесс заканчивают через 0,5 ч, и конечная замасленность стружки близка к нулю при среднемассовой температуре слоя 350°С. В предлагаемом устройстве подача газа продолжается на протяжении всего времени нагрева, а в известном - примерно через :5 мин, когда начинается интенсивное испарение масла и его сгорание в топке, расход газа снижается до 1,5 м/ч, а те пература греющих газов 600°С поддерживается за счет горения масла. При нагреве в маслосборнике устройст на получено 0,94 кг жидкого масла. Это означает, что из 1 кг имекяцегося в стружке масла сконденсировано и собрано 94%, а 6% потеряно в виде паров с отходящими газами в конце на рева, когда нижний слой стружки нагрелся выше точки конденсации паров масла. Сравнительные результаты -эксперимента приведены в табл. 2 . Таблица2 Предлагаемое 4 40 0,94 18,8 Известное 4/1,5 19,1 Из данных табл. 2 следует, что для обезжиривания стружки при равной производительности в предлагаемом 1 стройстве затрачено природного газа на 20,9 больше, чем в известном, за счет сжигания масла в известном устройстве и использования выделившегося тепла на процесс обезжиривания и нагрева стружки; В предлагаемом устройстве дополнительно получено 18,8 кг масла, таким образом экономический от использования предлагаемого ycrpotiства равен 1,12 руб на 1 т стружки.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЕЗЖИРИВАНИЯ ИПОДОГРЕВА СТРУЖКИ, содержащее крышку с горелками, загрузочную бадью с раскрываюпщмся перфорирован ным днищем и дымоприемник, о т л ч ающееся -тем, что, с целью обеспечения сбора и утилизации содержащегося в стружке масла, днище загрузочной бадьи выполнено конусным в сторону центра, paBHrn-i 1:10-1:5, и отверстиями, расположенными по окружности между стенками бадьи и центром днища в два или более рядов на расстоянии 1/6-1/3 диаметра днища от стенок бадьи, отверстия с внутренней стороны бадьи выполнены с буртиком, при этом в центре днища бадьи выполнено отверстие без буртика, соединенное с маслосливным патрубком, установленным с наружной стороны днища бадьи.