Цепная завеса вращающейся печи Советский патент 1991 года по МПК F27B7/22 

фиг.1

Изобретение относится к технике термообработки материалов во вращающихся печах, оборудованных цепными теплообменниками, и может быть использовано в цоетной металлургии, в промышленности строительных материалов.

Цель изобретения - снижение расхода топлива и пылеуноса, повышение качества продукции и производительности печи.

На фиг. 1 приведена развертка враща- ющейся печи с цепной завесой; на фиг. 2 - то же, поперечный разрез; на фиг, 3 - участок винтовой направляющей для креппе- ния цепей.

На корпусе вращающейся печи 1 на уча- стке 2 жидкотекучего состояния шихты и на участке 3 вязкопластичного состояния подсушиваемой шихты установлены винтовые направляющие пластины 4, на которых установлены закрепленные одним концом свободно висящие цепи 5. На участке 3 вяз- коплэстичной шихты количество заходов винтовых направляющих 4 навески равно 0,9-1,3 отношения длины окружности внутренней поверхности печи 1 и длины ц цепи 5, на участке 2 жидкотекучей шихты выполнено удвоенное количество заходов синто- вых направляющих 4 навески. На участке 3 вязкопластичной шихты по длине винтовых направляющих 4 чередуются одинарные и сдвоенные цепи 5 и 6. Расстояние А между точками подвески цепей 5 и 6 по длине винтовых направляющих 4 равно 0,9-2 высоты Ьц звена цепи 5. Шаг Нв винтовых направляющих 4 навески составляет 2-2,9 длины це- пи 5. Длина 1Ц цепей 5 составляет 0,3-0,9 диаметра печи D. Длина ж участка 2 жидко- текучей шихты с удвоенным количеством заходов винтовой направляющей4 составляет 0,20-0,9 шага Нв винтовой направляющей 4 навески.

Масса цепей 5 на этом участке Ож 0,05 - 0,26 общей массы цепной завесы 00ц.

Цепная завеса работает следующим образом.

Жидкотекучая шихта по течке наливом загружается во вращающуюся печь 1 с цепной завесой. По мере высушивания шихта переходит из жидкогекучего (участок 2) в вязкопластичное (участок 3)состояние,ока- тывается в крупные комья, которые далее растрескиваются и измельчаются на последующих участках цепной завесы, образуя гранулы и частично крупку. Часть мелких фракций подхватывается потоком греющих газов и выносится к загрузочному концу.

Значительное количество пыли налипает на смоченные пленкой шихты цепи 5 на участке 2 жидкотекучей шихты. Длина участка 2 жидкотекучей шихты (0,20 - 0,9) Нв

обеспечивает перекрытие поперечного сечения печи 1, исключая возможность прохода запыленных газов без пересечения с ковром цепей 5 по винтовой направляющей 4. Масса цепей 5 Ож (0,05 - 0,26)QOU обеспечивает плотность навески на участке 2 жидкотекучей шихты, при которой достигается эффективный теплообмен и улавливание пыли из поверхности цепей 5, смоченных пленкой шихты. Выполнение на участке 3 вязкопластичной шихты чередующихся одинарных и сдеоенных цепей 5 и 6 обеспечивает достаточно большую величину удельного давления сдвоенных цепей 6 на корпус, что позволяет очищать корпус от налипающей шихты, препятствуя образованию нароста без чрезмерного увеличения плотности навески на этом участке 3, ограничивающей транспортирующую способность цепей 5 и 6. Точки подвески соседних по винтовой линии цепей 5 и 6 расположены на расстоянии 0,9-2 высоты звена цепей 5 и 6, что обеспечивает достаточную подвижность цепей 5 и 6 в узле крепления и его самоочищение без проворачивания цепей 5 и 6 вокруг крепежного пальца и образования клубка. Шаг винтовой направляющей

u л D , . о

Но --ТУ- (где р - угол винтовой направляющей 4 к продольной оси печи 1; D - диаметр печи 1, равный 2 - 2,9 длины цепей 5 и 6). обеспечивает рациональное расположение цепей 5 и б в нижнем положении на корпусе без образования вала цепей 5 и 6 и клубков при сохранении удовлетворительной транспортирующей способности для комьев вязкопластичной шихты.

Выполнение на участке 3 вязкопластичной шихты количества заходов винтовой линии навески свободно висящих цепей 5 и 6 в пределах 0,9 - 1,3 величины отношения длины окружности внутренней поверхности печи 1 и длины цепей 5 и б обеспечивает примерное равенство длины дуги окружности между соседними винтовыми направляющими 4 навески цепей 5 и 6 и длины цепей 5 и 6. Поэтому цепи 5 и 6, поступая по мере вращения печи 1 в нижнее положение и укладываясь на поверхность корпуса, а затем соскальзывая по этой поверхности, хорошо очищают корпус между винтовыми направляющими 4 подвески от налипшей вязкопластичной шихты, не оставляя неочищенных мертвых зон (в случае слишком малого числа заходов подвески для данной длины цепей 5 и 6, и не создавая вала из цепей 5 и 6 при их укладке на соседнюю винтовую направляющую 4 (в случае слишком большого числа заходов для данной длины цепей 5 и G). Длина цепей 5 и 6 и,

соответственно, отношение длины цепей 5 и 6 к диаметру печи 1 на участке 3 вязкоп- ластичного состояния шихты выбирают в зависимости от конструкции печи 1, ее фор- сировки, свойств шихты, наличия резерва по тяге запечных дымососов и др. и должна обеспечивать интенсивный теплообмен, рациональный уровень палеуноса из печи 1, формирования гранулометрического состава подсушенной шихты, равномерное продвижение материала, умеренное аэродинамическое сопротивление цепной зоны. При выбранной длине цепей 5 и 6 количество заходов винтовой направляющей 4 на участке 3 вязкопластичной шихты зависит от отношения длины окружности печи 1 к длине цепей 5 и 6. При величине этого отношения менее 0,9 количество заходов винтовой направляющей 4 оказывается чрезмерно малым, соответственно, длина дуги между соседними винтовыми направляющими 4 является чрезмерно большой. В результате вблизи винтовых направляющих 4 не происходит эффективной очистки корпуса и направляющих 4 от нароста, что ведет к зарастанию сушильной зоны, ограничению транспортной производительности, возникновению переливов шихты череч загрузочный борт, дестабилизации движения и термообработки материала. При величине этого отношения более 1,3 количество заходов винтовой направляющей 4 оказывается чрезмерно большим, соответственно, длина дуги между соседими винтовыми направляющими 4 является чрезмерно малой, цепи 5 и 6, имея большую длину, укладываются на соседнюю направляющую 4 и на цепи 5 и 6, закрепленные на соседней направляющей 4. В результате боковые поверхности направляющих 4 плохо очищаются, может происходить запутывание цепей 5 и 6, увеличивается вал цепей 5 и 6 на корпусе, что ведет к зарастанию сушильной зоны, запутыванию цепей 5 и 6, нарушению движения материала, сокращению кампании печного агрегата. Лучшие результаты при величине данного отношения 0.95-1,05. На участке 2 жидкотекучей шихты на длине 0,20-0,9 шага винтовой направляющей 4 навеска выполнена с удвоенным количеством заходов.

Увеличение количества заходов на этом участке 2 вызвано необходимостью улучшить перекрытие поперечного сечения печи 1 цепями 5 для улучшения улавливанир, ин- тенсифкации теплообмена за счет покрытия поверхностей цепей 5 пленкой жидкотекучей шихты. Удвоенное количество заходов по сравнению с последующим по ходу движения материала участком 3 вязкопластичной шихты обеспечивает наиболее равномерное продвижение материала в переходном сечении, так как между каждыми двумя винтовыми направляющими 4 на этом участке 2 симметрично помещены дополнительные направляющие 4, и не создается толчков при поступлении материала на последующий участок 3. Этому способствует сближение скоростей жидкотекучей и вяз0 копластичной шихты на стыке участков 2-й 3, так как более многозаходная навеска на участке 2 хорошо текучего материала создает большее сопротивление его перемещению, чем менее многозаходная навеска на

5 участке 3 плохо перемещаемого вязкопла- стичного материала При длине участка 2 жидкотекучей шихты с удвоенным количеством заходов винтовой свободно висящей завесы менее 0,20 шага винтовой направля0 ющей 4 навески поперечное сечение печи 1 оказывается не перекрытым ковром цепей 5 на винтовой направляющей 4, газовый поток не фильтруется через ковер, а проходит по пути наименьшего сопротивления через

5 неперекрытую часть сечения как бы параллельно ковру цепей 5. Это ухудшает пылеулавливание и теплообмен. При длине этого участка 2 больше 0,9 шага винтовой направляющей 4 в верхнем положении точек под0 вески обеспечивается практически полное перекрытие поперечного счения печи 1 цепями 5 по всей длине винтовой направляющей 4. Однако участок 2 с повышенным количеством заходов захватывает и часть

5 области вязкопластичной шихты, что затрудняет движение материала, способствует зарастанию, дестабилизации движения и термообработки материала.

Массы цепей 5 на участке 2 жидкотеку0 чего состояния шихты с повышенным количеством заходов винтовой направляющей 4 составляет 0,05-0,26 общей массы цепной завесы. При меньшей доле цепей 5 на этом участке 2 не обеспечивается достаточно эф5 фективного улавливания пыли на смоченных пленкой шихты цепях 5, снижается эффективность теплообмена При большей доле цепей 5 на этом участке 2 часть навески с повышенным количеством заходов оказыва0 ется на участке 3 плохо транспортируемого вязкопластичного материала, что ограничивает производительность, приводит к переливам шихты через загрузочный борт, дестабилизирует процесс. Кроме того, воз5 растает аэродинамическое сопротивление из-за необходимости поддержания высокой плотности навески на этом участке 2.

Нь участке 3 вязкопластичного материала навеска выполнена из чередующихся по длине одинарных и сдвоенных свободновисящих цепей 5 и 6. Это обеспечивает при сохранении умеренной плотности навести достижение высокой силы давления сдвоенных цепей 6 на корпус, что улучшает условия очистки корпуса от налипающей шихты. Кроме того, это позволяет при рациональном небольшом количестве заходов винтовой направляющей 4 достигать необходимой плотности навески без чрезмерно близкого расположения соседних по длине винтовой направляющей 4 цепей 5 и 6, что могло бы ограничить их подвижность в узлах крепления и способствовать зарастанию.

Расстояние между соседними точками навески по винтовой направляющей 4 составляет 0,9-2 высоты звена цепи 5 и 6. При меньшем относительном расстоянии цепи 5 и б в узлах крепления имеют недостаточную подвижность, что обуславливает зарастание у узлов крепления, заклинивание цепей 5 и 6. При большем расстоянии возможно прокручивание звена цепи 5 и 6 вокруг крепежного пальца, что может приводить к образованию клубков. Наиболее рациональное расстояние 1,2-1,5 высоты звена.

Шаг винтовых направляющих 4 навески составляет 2-2,9 длины цепей 5 и 6. Длину цепи 5 и 5 выбирают из условии теплообмена, пылеуноса, аэродинамического сопротивления для достижения необходимых плотности навеси, перекрытия поперечного сечения печи 1, удельного давления цепей 5 и 6 на образующийся на корпусе нарост. Чем длиннее цепи 5 и б, тем больший необходим продольный шаг винтовых направляющих 4, навески, т. е. меньший угол поворота винтовых направляющих 4 к продольной оси во избежание концентрации массы цепей 5 и 6 на коротком участке печи 1, обусловливающей образование вала цепей 5 и б клубков, нарушающих движение материала, приводящих к его переизмельчению. При шаге винтовых направляющих 4 навески менее 2 длин цепей 5 и б из-за большого угла поворота винтовых направляющих 4 образуются клубки цепей 5 и 6, что ухудшает теплообмен, нарушает транспорт материала в вязкопластиччом состоянии, увеличивает пылеунос, дестабилизирует режим. При шаге винтовых направляющих 4 более 2,9 длин цепей 5 и 6 из-за уменьшения угла поворота винтовых направляющих 4 ухудшается транспортирование комьев вязкопластичной шихты, уменьшается удельное Давление цепей 5 и 6 на корпус и, соответственно, очистка его от нарости. Для поддержания рационального соотношения между шагом винтовых направляющих 4 навески и длиной цепей 5 и 6 в случае необходимости значительного увеличения длины

цепей 5 и б для достижения требуемой массы цепного теплообменника без чрезмерного уменьшения угла поворота винтовых направляющих 4, при котором ухудшается

транспортирование комьев, возможно увеличение диаметра корпуса печи 1 в сушильной зоне.

П р и м е р. Предлагаемая цепная завеса вращающейся печи для спекания глинозем0 содержащей шихты, склонной к наростооб- разованию в сушильной фазе, выполнена на вращающейся печи 1 размером 5x185 м, имеющей наклон 3% и частоту вращения 2 об/мин.

5Результаты испытаний печного агрегата

при различных характеристиках цепной завесы приведена в табл. 1. В опыте 1 принята 3-заходная свободно висящая цепная завеса по всей длине участков жидкотекучей и

0 пластичной шихты, являющаяся базовым объектом. В опытах 2-7 испытана предлагаемая цепная завеса, причем в опытах 3-6 конструктивные характеристики.навески находятся в заявленных пределах. При этом

5 в опыте 6 диаметр сушильной зоны печи 1 на участке 3 вязкопластичного состояния шихты увеличен до 5,6 м.

Данные табл. 1 показывают преимущества предложенного устройства и оптималь0 ность заявленного диапазона изменения конструктивных характеристик.

Предлагаемые сдвоенные цепи 6 обеспечивают достаточно высокое удельное давление на корпус и его эффективную очистку

5 на большей поверхности, чем небольшого размера известные утяжеляющие элементы. Необходимая плотноть навески и исключение образования вала цепей 5 и б, препятствующего транспортированию материала,

0 достигаются соответствующим чередованием по длине винтовых направляющих 4 сдвоенных и одинарных цепей 5 и 6.

Таким образом, предлагаемые сдвоенные цепи 6, чередующиеся с одинарными

5 цепями 5, по сравнению с цепями, оснащенными утяжеляющими элементами, обеспечивают в течение кампании снижение удельного расхода цепей на 20%, повышение производительности на -1%, снижение

0 расхода топлива на 1,3%.

Эксплуатационные показатели сравниваемых вариантов в течение 6-месячной эксплуатации приведены в табл. 2.

Внедрение предлагаемого устройства

5 обеспечивает увеличение производительности печи на 2-3,5%. снижение удеяьчого расхода топлива на 1,5-3%, пылеуноса на 20-30%, увеличение извлечения глинозема из слека на 0,7-1.5 абс.%, увеличение доли опека с требуемой степенью термообработки, характеризуемой увеличением доли спе- ка с требуемой влагоемкостью на 15-25%.

Формула изобретения

1. Цепная завеса вращающейся печи, преимущественно для спекания глинозем- содержащей шихты, содержащая свободно- висящие цепи, точки подвеса которых расположены по многозаходной винтовой направляющей, выполненной с удвоенным количеством заходов на участке жидкоте- кучего состояния шихты по сравнению с участком вязкопластичного состояния, на котором навеска выполнена с утяжеляющими элементами, отличающаяся тем, что, с целью снижения расхода топлива и пылеуноса, повышения качества продукции

и производительности печи1, длина участка жидкотекучего состояния шихты равна 0,2- 0,9 шага винтовой направляющей, масса цепей на этом участке составляет 0,05-0,26

общей массы цепной завесы, а количество заходов винтовой направляющей навески цепей на участке вяэкопластичной шихты равно 0,9-1,3 величины отношения длины окружности внутренней поверхности печи и

длины цепи.

2. Завеса по п. 1, отличающаяся тем, что утяжеляющие элементы на участке вязкопластичного состояния шихты выполнены в виде сдвоенных цепей, чередующихся по длине винтовой направляющей с одинарными цепями, а шаг винтовых направляющих навески составляет 2-2,9 длины цепей.

Изобретение относится к конструкции цепной завесы вращающейся печи и обеспечивает снижение расхода топлива и пыле- уноса, повышение качества продукции и производительности печи. Цепная завеса вращающейся печи 1 содержит участок 2 жидкотекучего состояния шихты, участок 3 вязкопластичного состояния шихты, направляющие винтовые 4, свободновисящие одинарные цепи 5 и сдвоенные цепи 6. При этом на участке 3 вязкопластичной шихты количество заходов винтовой направляющей 4 навески цепей 5, 6 находится в пределах 0,9-1,3 величины отношения длины окружности печи 1 и длины цепей 5 и 6, на участке 2 жидкотекучей шихты на длине 0,2- 0,9 шага винтовой направляющей и навеска цепей 5 выполнена с удвоенным количеством заходов, причем масса цепей 5 на этом участке составляет 0,05-0,26 общей массы цепной завесы. 1 з. п. ф-лы, 3 ил., 2 табл. Ј Os 4 СП VI ю ю

Испытание предлагаемого устройства

Таблица 1

Продолжение табл,1

Таблица 2

фиг. 2

Фиг.3