Печь для обжига углеродных изделий Советский патент 1990 года по МПК F27B5/02 

3 17 V t

Изобретение относится к производи ству углеграфитовых изделий, в частности к печам для обжига формованных и прессованных углеродсодер- жащих заготовок.

Цель изобретения - повышение КПД печи и Качества нагрева за счет обеспечения равномерности теплового потока по поперечному сечению печи. На фиг.1 изображена предлагаемая печь, вид в плане; на фиг.2 - разрез А-А..на фиг.1} на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.2; на фиг.4 - узел крепления к каркасу печи блоков каолиновой ваты.

Печь содержит кольцевую камеру 1, боковые стенки 2, горелки 3, стационарный под 4, свод 5, выполненный из съемных секций, дымоотводящие каналы 6 со съемными решетками 7 и регулирующими клапанами 8, сборный дымовой канал (боров) 9 с дымососом 10, систему трубопроводов 11 для подачи топлива, рекуперационный канал 12, охватывающий печь по периметру, и рекуперационный канал 13, проходящий внутри сборнбго борова 9.

Каналы 12 и 13 соединены окнами 14 с кольцевой камерой 1, при этом в окнах 14 tустановлены поворотные заслонки 15. Окна 14 выведены в межкассетный огневой отсек 16 камеры 1 причем одно окно 14 расположено вверху (для сбора нагретого воздуха) а другое окно 14 расположено внизу (для подачи нагретого воздуха в соответствующий межкассетный огневой от- сек 16),

На под 4 по ширине кольцевой камеры 1 установлены кассеты 17 с горизонтальными сквозными отверстиями а , и , Ь, оси которых параллельны продольной оси камеры 1, причем расстояние от горелок 3 до кассет составляет не менее половины длины кассеты. Сечения газовых отверстий а , S , Ь кассет 17 выполнены с последующим уменьшением их по высоте кассеры 17 снизу вверх, начиная от пода 18, но возможно выполнение газовых отверстий я , f, Ь любой геометрической формы. Под 18 кассеты 17 имеет горизонтальные сквозные отверстия 1 , Между сводами 5 и передним краем кассеты 17 расположены поворотные заслонки 19,

Две последние кассеты 17, находящиеся на подогреве, отделены от кассет 17, находящихся на разгрузке и

0

5

0

5

загрузке, изолирующими ширмами 20, например бумажными.

Часть камеры 1 отведена для обжига изделий в контейнерах 21, при этом, чтобы не усложнять конструкцию контейнеров 21, для создания равномерного распределения газового потока по сечению камеры 1, перед контейнерами 21 на пути газа по ширине камеры 1 на одинаковом расстоянии до горелок 3 установлена ширма 22 с распределительными отверстиями л, е , Ж любой геометрической формы по высоте камеры 1, начиная от пода 4, а . над передним краем штабеля контейнеров 21 и сводами 3 расположена поворотная заслонка 19.

. Для обжига изделий могут быть применены кассеты 23 (фиг.2) с горизонтальными сквозными отверстиями одинакового сечения и по высоте кассеты 23. Перед кассетой 23 (для равномерного распределения газовых потоков по сечению камеры 1 на пути газов по ширине камеры 1) на одинаковом расстоянии до горелок 3 установлена ширма 22 с распределительными отверстиями А , е , )К любой геометри - ческой формы по высоте камеры 1, начиная от пода 4. Под 18 кассеты 23 имеет горизонтальные сквозные отверстия 2 . Между сводами 5 и передним краем кассеты 23 расположены поворотные заслонки 19.

Кроме того, отверстия К , Л

М

0

5

0

5

съемной решетки 7 имеет любую геометрическую форму, начиная со стороны сборного дымового канала 9 от стенки 2.

Для кдссет 17 или 23 величина гидродинамического сопротивления зов зависит от суммы кавитационных участков (в данном случае узлов кассеты 17 или 23), следовательно, кассета 17 или 23 должна иметь минимум углов в газовых отверстиях а , S , & или и , причем углы „(по возможности) должны, представлять собой плавные переходы одной линии отверстия в другую (для ламинарного течения газов) . Кроме того, кассеты 17 или 23 в зависимости от габаритных размеров изделий содержат от одной до четырех секций, так как большее количество секций не целесообразно из-за уменьшения полезного объема кассеты 17 или 23 и ограничено шириной камеры 1, а длина кассет 17 или 23 зависит от

количества загружаемых изделий в кассету 17 или 23 с учетом постоянного температурного градиента входа и выхода газов из газовых отверстий of., Ј , & или IK кассеты 17 или 23, выт сота же кассеты 17 или 23 определена высотой камеры 1. Это достигается различием в исполнении формы секций кассет 17 или 23 и предназначением их для разных обжигаемых изделий. Секции кассет 17 или 23 могут иметь ромбическую форму для обжига мелкосортных или малого диаметра изделий, имеют минимальное число углов сопротивлений и занимают небольшую площадь. Секции кассет 17 или 23 могут иметь форму окружности для обжига изделий большого диаметра и o6eqne4e- ния равномерного обжига и два угла сопротивления. Секции кассет 17 или

23могут иметь форму шестигранника и или многогранника для обжига средне- сортных и крупносортных изделий различной конфигурации и имеют сравнительно большую полезную площадь. Кроме того, сквозные отверстия а ,

$, 6 или и охватывают секцию кассеты 17 или 23 по периметру.

Боковые стенки 2 камеры 1 и свод 5 облицованы спрессованными блоками

24(фиг.4) из каолиновой ваты, которые с помощью Т-образных кронштейнов 25 входят в направляющие 26 каркасов 27 печи и сводов 5. Стенки 11 и под кассет с отверстиями, а также под камеры выполнены из легковесного шамотного огнеупора.

Печь работает следующим образом, Кольцевая камера 1 печи при обжиге углеродсодержащих изделий условно делится на зоны (фиг.1): подогрева I, обжига .4-11, охлаждения III и разгрузки - загрузки IV изделий, при этом все зоны по мере обжига изделий, непрерывно перемещаются.

Свод 5, выполненный над зоной разгрузки и загрузки,из съемных секций при замене обожженных углеродсодержащих изделий и засыпки на новые формованные или спрессованные изделия и засыпку для дальнейшего обжига, а также при одновременном ремонте камеры 1 или кассет 17 или 23 снимают или передвигают. Поток воз- духа из зоны IV движется по кольцевой камере 1 в направлении, указанном стрелками, к зоне охлаждения III под действием разрежения, создавае0

5

0

мого дымососом 10 через сборный боров 9 и отводящий дымовой канал 6, минуя регулирующий клапан 8 последней кассеты 17 или 23, находящейся в зоне I подогрева. При этом поворотные заслонки 15 окон 14 в межкассетных огневых отсеках 16 кольцевой камеры 1 . в зоне IV разгрузки и загрузки изде- лий закрыты.

Проходя в зоне III охлаждения по сквозным горизонтальным отверстиям О, 8 , Ь или и кассет 17 или 23 поток воздуха нагреваясь, охлаждает их, а вместе с ними и засыпку с изделиями. При этом поворотные заслонки 15 верхних окон 14 камеры 1, связанные с каналами 12 и 13, открыты, а нижние окна 14 закрыты поворотными заслонками 15, в результате чего нагретый воздухе распределяется по трем направлениям: основной потоке движется по кольцевой камере 1, а два других - через открытые верхние окна 14, по5 падают из зоны III охлаждения в ка- налы 12 и 13, по которым направляется за счет созданного дымососом 10 разрежения в зону I подогрева в соот- ветствующий межкассетный огневой отсек 16 для стабилизации в кассетах 17 или 23 заданной температуры (в зон ну стабилизации в кассетах 17 или 23 заданной температуры). В зону I подогрева воздух поступает через открытые нижние окна 14, при этом верхние окна 14 закрыты. Так, аккумулируя тепло от кассет 17 или 23 в зоне III охлаждения, воздух нагревается i до 1000°С и поступает в зону II обжига и в зону I подогрева.

Через горелки 3 по системе трубо- проводов 1t в зону II обжига подается топливо (в межкассетный огневой отсек 16 кассеры 17 или 23,. нас ходящийся на обжиге), где топливо, смешиваясь с потоками нагретого воздуха, поступающего из зоны III ох0

5

0

лаждения, сгорает, а газы, образующиеся в результате сгорания топлива, проходят сквозные отверстия а , 8 , 6 или и в кассете 17 или 23, отдавая тепло через стенку кассеты 17 или 23 и засыпку загруженным изделиям, при этом окна 14, связанные с рекуперационными каналами 12 и 13, как верхние, так и нижние закрыты поворотными заслонками 15.

Затем газы попадают в зону I догрева и отдавая тепло, проходят

сквозные отверстия а , 8 , 6 или Ц кассет 17 или 23 пока не остынут д 100°С. В зоне I подогрева верхние Окна 14 закрыты поворотными заслон- Ками 15, а открыты нижние окна 14 вязанные с рекуперационными каналами 12 и 13, в результате чего на- ретый воздух из зоны III охлаждения, дозируемый поворотными заслонками 15, в необходимом количестве поступает в огневые отсеки 16 кассет 17 или 23, где сливаясь с основными потоком газов отдает свое тепло стен ам кассет 17 или 23, поддерживая необходимую температуру в них. Кроме того, наличие каналов t2 и 13 поз |воляет равномерно распределить величину разрежения по всей длине кольцевой камеры 1. Последние две кассе гы 17 или 23 зоны I подогрева для исключения разубоживания газовоз

душной смеси, а следовательно, пони- |жения ее температуры изолируются шарнирами 20 от зоны IV разгрузки и за- грузки изделий.

Остывшие газы через съемные решетки 7 по отводящим дымовым каналам 6 двух последних кассет 17 или 23 зоны I подогрева, минуя открытые Ьегулирующие клапаны 8, попадают в сборный боров 9 И дымосос 10, а затем в атмосферу.

Необходимо отметить, что сгорание летучих веществ в подсводоводом пространстве происходит частично, а остальная часть их сгорает в сквозных газовых отверстиях а, $ , Ь или fU последующих кассетах 17 или 23 зоны I подогрева, следующих за зоной II обжига, что приводит к выравниванию температурного градиента в верхних слоях засыпки кассет 17 или 23.

Таким образом, в обжиговой печи при горизонтальном пронизывании тепловыми потоками кассет .изделиями устанавливается постоянный температурный градиент по сечению кассет, что приводит к повышению качества обжи

гаемых изделий, а следовательно, уве

личению производительности печи. Воз можность регулирования тепловыми потоками приводит к равномерному распределению их по сечению камеры печи и позволяет повысить КПД печи за счет снижения расхода топлива.

Форм ула изобретения

5

1.Печь для обжига углеродных из- , делий, содержащая камеру со стационарным подом, свод со съемными секциями, муфели, горелки, установленные в боковых стенах, дымовые каналы

и сборный дымовой канал с регулирующими клапанами, отличающая- с я тем, что, с целью повышения КПД печи и качества нагрева за счет обеспечения равномерности теплового потока по поперечному сечению печи,печь выполнена в виде замкнутого контура, а муфели выполнены в виде секционных кассет с подом, установленных равномерно по поперечному сечению печи, а дымовые каналы размещены между кассетами и перекрыты горизонтальными съемными решетками, отверстия которых выполнены уменьшающимися в направлении сборного дымового канала, при этом стенки каждой секции кассет выполнены с отверстиями переменного сечения, уменьшающегося по высоте снизу вверх, а под выполнен с отверстиями переменного сечения,уменьшающегося от середины секции к пери- 0 ферии.

2.Печь поп.1, отличающаяся тем, что она снабжена установи ленными между сводом и кассетами поворотными заслонками.

3.Печь попп. 1 и 2, о т л и 0

5

40

45

50

55

чающая ся тем, что она снабжена размещенными.между кассетами вертикальными перегородками с распределительными отверстиями с уменьшающимися по высоте снизу вверх сечениями.

4.Печь по пп.1-3, о т л и ч а ю - щ а я с я тем, что секции кассет выполнены повторяющими форму обжигаемых изделий.

5.Печь поп.1, отличающаяся тем, что стены печи и съемные секции свода теплоизолированы блоками из каолиновой ваты, а под печи - из легковесного огнеупора.

6.Печь поп.1, отличающаяся тем, что стенки и под кассет выполнены из легковесного огнеупора.

N5

чэ

Qo

О

27 26 25

Изобретение может быть использовано в электродной промышленности для обжига в печах углеродсодержащих изделий. Цель изобретения - повышение КПД печи и качества нагрева за счет обеспечения равномерности теплового штока по поперечному сечению печи. Печь имеет замкнутую камеру 1, боковые стенки 2, горелки 3, стационарный под, своды 5, отводящие дымовые каналы с решетками 7 и клапанами 8, сборный дымовой канал 9 с дымососом 10, трубопроводы для топлива 11, рекуперационные каналы, связанные с окнами камеры, имеющими заслонками. На под камеры установлены кассеты 17 с постоянным расстоянием до горелок 3, со сквозными отверстиями разного сечения по высоте кассеты, начиная от пода кассеты, имеющего также сквозные отверстия. Последние кассеты отделены в зоне подогрева от зоны разгрузки и загрузки изделий ширмами. Часть камеры отведена для обжига изделий в контейнерах, при этом устанавливается ширма с распределительными отверстиями. Кассеты 17 могут иметь в сечении различную форму. Между сводом и кассетой установлены поворотные заслонки. При разгрузке и загрузке изделий свод снимают. Тепло из зоны охлаждения передается в зону обжига и по рекуперационным каналам в зону перегрева I. В зоне обжига II топливо смешивается с воздухом и сгорает, нагревая стенки кассет 17. Из зоны обжига II газы движутся в зону подогрева I, отдавая тепло кассетам 17, и, остывшие, по отводящим дымовым каналам через сборный дымовой канал 9 с дымососом 10 отводятся в атмосферу. 5 з.п.ф-лы, 4 ил.

f f -Г f -ft f.-t

IT) IT/ 4TJ W

Составитель Н.Асеева Редактор А.Ревин Техред Л.Олийнык Корректор М. Шароши

Заказ 972

Тираж 502

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

.t

Подписное