Вращающаяся печь для термообезжиривания стружки жаропрочных сплавов Советский патент 1985 года по МПК F27B7/20 

о сд

00

О5

оэ Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в производстве жаропрочных сплавов, где применяется обезжиренная, очищенная от неметаллических включений металлошихта, в частности стружка. Известно устройство для термообезжиривания стружки, содержащее вращающуюся барабанную печь, загрузочную камеру, приемник стружки, горелки и дымоохладитель с системой циркуляции воды 1. Недостатком этого устройства является загрязненность поверхности обезжиренной стружки углеродсодержащими остатками продуктов термокрекинга масел и жиров в виде микрочастиц асфальтенов, карбоидов и пр., образующихся при нагреве обезжириваемой стружки без ее увлажнения. Применение увлажнения стружки, предотвращающего образование углеродсодержащих остатков продуктов термокрекинга масел и жиров, при обезжиривании в известном устройстве ведет к интенсивному разрущению футеровки барабанной печи и загрязнению продукта оксидом кремния. Это не позволяет использовать данное устройство для обезжиривания стружки жарепрочных сплавов, к чистоте поверхности кусочков которой предъявляются повышенные требования. Недостатком устройства является также повышенный расход топлива вследствие неиспользования химического тепла образующихся при обезжириваНИИ горючих компонентов, улавливаемых водой при очистке димовых газов в дымоохладителе. Наиболее близким к изобретению -по технической сущности и достигаемому результату является устройство для прокалки сыпучих материалов, преимущественно металлической стружки, содержащее вращающуюся барабанную печь с металлическим вкладышем, загрузочную камеру с приемником стружки и топку с горелками 2. Однако в известном устройстве при термообезжиривании стружки путем нагрева продуктами сгорания топлива с ее увлажнением отходящие дымовые газы будут загрязнять окружающую среду вследствие содержания в них паров масел и других горючих отходов. Цель изобретения - повыщение чистоты поверхности обезжиренной стружки и обезвреживание образующихся отходов. Поставленная цель достигается тем, что вращающаяся печь для термообезжиривания стружки жаропрочных сплавов, содержащая барабан с металлическим вкладыщем, загрузочную камеру с дымоходом.

разгрузочную камеру с приемником струж-55 метра снижает надежность смачивания

ни, топку с горелками и дымоохладитель. стружки до заданной степени увлажнения.

с системой циркуляции воды, оборудован-Диаметр отверстий 20 перфорированного

ной напорной и сливной линиями, снабженаучастка вкладыша 2 составляет 0,01-0,02 водяными форсунками, одна из которых установлена в барабане со стороны загрузочной камеры, а другая - в топке, и водоуловителем, подсоединенным к сливной линии системы циркуляции воды и укрепленным в топке ниже водяной форсунки, при этом вкладыш барабана на участке длиной от двух до пяти его диаметров от торца со стороны загрузочной камеры выполнен перфорированным На фиг. 1 представлена вращающаяся печь, общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1. Вращающаяся печь для термообезжиривания стружки содержит барабан 1 с металлическим вкладыщем 2, загрузочную камеру 3, дымоход 4, разгрузочную камеру 5 с приемником 6 стружки, топку 7 с горелками 8 и дымоохладитель 9 с системой 10 циркуляции воды, оборудованной напорной линией 11 и сливной линией 12. Печь снабжена водяными форсунками 13 и 14, подсоединенными к напорной линии 11, и водоуловителем 15, подсоединен сливной линии 12. Форсунка 13 установлена в барабане со стороны загрузоч ой камеры 3, в стенке которой укреплен один конец форсунки, а форсунка 14 - в топке 7. Водоуловитель 15, укрепленный в топке 7 ниже форсунки 14, выполнен в виде корытообразных лотков 16 с патрубками 17 Д1я вывода из топки уловленной воды. Лотки 16 расположены в два яруса, причем лотки верхнего яруса смещены по отношению к лоткам нижнего яруса таким образом, что они взаимно перекрывают друг друга, препятствуя попаданию капель воды на подину топки 7. Расстояние между лотками по высоте принимается таким, чтобы при движении потока газов аэродинамическое сопротивление, создаваемое лотками, было минимальным. В разгрузочной камере 5 у торца барабана 1 укреплен полукруглый желоб 18 с патрубком 19 для отвода воды, подсоединенным к сливной линии 12. Вкладыш 2 на участке от приподнятого торца со стороны загрузочной камеры, длина которого составляет от двух до пяти его диаметров, выполнен перфорированным. Длина перфорированного участка определена на основании экспериментальных данных. На этом участке вкладыша 2 происходит смачивание стружки водой, причем увеличение длины участка более чем на пять диаметров не дает какого-либо эффекта, а уменьщение длины менее чем на два диадиаметра вкладыша, расстояние между смежными отверстиями 20 составляет 0,1-0,2 диаметра вкладыша. Между внутренней поверхностью барабана 1 и наружной поверхностью вкладыша 2 выдерживается зазор 21, составляюш,ий 0,01-0,02/ диаметра вкладыша. Для интенсификации пересыпания стружки к внутренней поверхности вкладыша 2 приварены ребра 22 высотой 0,02-0,03 диаметра вкладыша. .расположенные параллельно оси враш,ения барабана 1 в промежутках между отверстиями 20. Дымоохладитель 9 представляет собой скруббер, в верхней части которого укреплен разбрызгиватель 23, соединенный с напорной линией 11 системы циркуляции воды. Снизу в Дымоохладитель вмонтирован конец дымохода 4, сверху Дымоохладитель снабжен ды.моотводящим патрубком 24, подключенным к дымовой трубе. Вращающаяся печь работает следующим образом. Вначале производят прогрев печи, для чего включают привод барабана 1, разжигают горелки 8 и пускают систему циркуляции воды 10. ., Продукты сгорания топлива, сжигаемого с небольшим избытком воздуха (порядка 1,1), движутся через топку 7, разгрузочную камеру 5, барабан 1, загрузочную камеру 3, дымоход 4, Дымоохладитель 9 и патрубок 24. Вода по напорной линии И нагнетается в разбрызгиватель 23 и форсунки 13 и 14, откуда выходит в виде мелких струй, распадающихся на капли. При движении продуктов сгорания топлива через топку 7 в зоне между водоулавливателем 15 и форсункой 14 происходит их охлаждение, испарение чаети водяных капель и смешиванне образующегося водяного пара с продуктами сгорания. Неиспарившиеся капли воды падают на дно лотков 16 водоулавливателя, откуда по патрубкам 17 попадают в сливную линию 12. При движении продуктов сгорания в смеси с водяным паром через барабан 1 в зоне форсунки 13 происходит их охлаждение, испарение части водяных капель и смешивание образующегося водяного пара с продуктами сгорания. Неиспарившиеся капли воды падают на внутреннюю стенку вкладыша 2, откуда через отверстия 20 попадают на внутреннюю поверхность барабана и по зазору 21 окатываются к опущенному торцу вкладыша, при этом часть капель испаряется. Неиспарившаяся вода с торца вкладыша 2 попадает в желоб 18 и по патрубку 19 направляется в сливную линию 12. Форсунка 13 установлена в барабане таким образом, что ее крайнее, наиболее удаленное от приподнятого торца вкладыша сопло располагается на расстоянии от крайних отверстий 20 перфорированного участка, составляюш,ем бколо половины диаметра вкладыша. Благодаря этому вытекаюш.ая из форсунок вода не попадает на неперфорированную часть вкладыша. Количество продуктов сгорания, проходяш,их через барабан 1, регулируют путем изменения расхода топлива на горелки 8, поддерживая температуру движущегося в барабане теплоносителя в пределах 700-750°С. После прогрева печи производят загрузку барабана стружкой. Для этого стружку небольшими порциями подают по склизу во вкладыш 2. При вращении барабана и вкладыша стружка пересыпается и, вследствие наклона барабана и вкладыша, постепенно перемещается от приподнятого торца вкладыша к его опушенному торцу, Стружка, соприкасаясь с нагретыми стенками вкладыша 2 и теплоносителем - продуктами сгорания топлива в смеси с водяным паром и воздухом, нагревается от ее исходной температуры в зоне загрузки до 600°С в зоне выгрузки (на выходе в разгрузочную камеру 5). Температуру нагрева стружки по длине печи регулируют путем изменения скорости вращения барабана 1, расхода воды на форсунку 13 и расхода теплоносителя. Температуру последнего поддерживают в пределах 700-750°С на входе в барабан 1. При стружки по вкладышу 2 и ее нагреве содержащиеся в ней масла испаряются и, смешиваясь с дымовыми газами, поступают в Дымоохладитель 9. Вода, смачивающая стружку при истечении из сопел форсунки 13, способствует ускорению очистки кусочков стружки от масел и жиров, Воды подают в стружку столько, чтобы вся выходящая из стружки через отверстия 20 во вкладыше 2 избыточная вода испарилась на пути ее движения к опущенному торцу барабана без остатка. Таким образом. на перфорированном участке вкладыша 2 стружка обезжиривается в результате нагрева и промывки водой, а на неперфорированной части вкладыша обезжиренная стружка проходит дополнительную очистку путем нагрева продуктами сгорания топлива в смеси с водяным паром, При этом все углеродсодер кащие микрочастицы, находящиеся в трещинах или на поверхности кусочков стружки, окисляются кислородом продуктов сгорания топлива до образования двуокиси углерода и водяного пара. Поступающие в Дымоохладитель 9 дымовые газы, содержащие пары масел, интенсивно орощаются водой из разбрызгивателя 23, в результате-чего они охлаждаются и очищаются от паров масел, которые выпадают в виде конденсата на дно дымоохладителя 9 вместе с каплями воды, откуда направляются в систему 10 циркуляции воды. В процессе термообезжиривания стружки выделение масляного конденсата в воду происходит непрерывно, поэтому степень замасленности воды, циркулирующей по трубопроводам напорной линии 11 и сливной линии 12, увеличивается, достигая некоторого максимума (порядка 2%) определяемого соотношением объема циркулирующей воды и количеством стружки, перемещающейся через вкладыш 2, В результате продолжительной циркуляции и многократного разбрызгивания в дымоохладителе 9 содержащиеся в воде капли масел равномерно распределяются по всему объему воды, т.е. происходит постепенное превращение этих компонентов в водомасляную эмульсию. При выходе из форсунки 14 капли воды, содержащей масла, испаряются в потоке продуктов сгорания топлива. Температура н топке 7 поддерживается в пределах 12(Ю- -1250°С, что обусловливает интенсивное испарение воды и масел и окисление последних до двуокиси углерода и водяного пара. В этих условиях, при наличии в составе продуктов сгорания 2-5% кислорода, пары масел сгорают без образования сажи. Неиспаривщиеся капли воды, содержащие масла, падают на дно лотков 16 водоуловителя 15, откуда по патрубкам 17 попадают в сливную линию 12. Температура удаляемых в атмосферу обезвреженных дымовых газов поддерживается в пределах 150-200°С, а те.мпература циркулирующей воды - 60-100°С. Обезжиренная стружка попадает в приемник 6 стружки, откуда ее по мере накапливания высыпают в бадьи. Использование изобретения позволяет получить обезжиренную стружку, пригодную к использованию при выплавке щихтовых слитков, а также обезвредить водом асляную эмульсию, образующуюся в процессе обезжиривания.

ВРАЩАЮЩАЯСЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ТЕРМООБЕЗЖИРИВАНИЯ СТРУЖКИ ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ, содержащая барабан с металлическим вкладышем, загрузочную камеру с дымоходом, разгрузочную камеру с приемником стружки, топку с горелками и дымоохладитель с системой циркуляции воды, оборудованной напорной и сливной линиями, отличающаяся тем, что, с целью повышения чистоты поверхности обезжиренной стружки и обезжиривания образующихся отходов, она снабжена водяными форсунками, одна из которых установлена в барабане со стороны загрузочной камеры, а другая - в тоике, и водоуловителем, подсоединенным к сливной линии системы циркуляции воды и укрепленным в топке ниже водяной форсунки, при этом вкладыш барабана на участке и длиной от двух до пяти его диаметров от. торца со стороны загрузочной камеры (Л выполнен перфорированным.

в-В

го

22:

Фиг. 4

5