Устройство для уплотнения муфельных конвейерных печей с нейтральной или восстановительной атмосферой Советский патент 1993 года по МПК F27B5/04 

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано при производстве губчатого железа из распыленной стали и смесей распыленной стали и железорудного суперконцентрата, а также из прокатной окалины или смесей, содержащих прокатную окалину.

Известен способ герметизации печей с защитной атмосферой путем создания буферной зоны перед входным отверстием печи, в которой поддерживается давление, равное давлению в рабочей камере печи. В буферную зону подается воздух. Заполненная воздухом буферная камера и рабочее пространство печи с защитной атмосферой разделены плоскими завесами нейтрального газа, вытекающими из щелевых сопел, направленными сверху и снизу перпендикулярно поверхности обрабатываемой в печи полосы.

Недостаток этого способа заключается в том, что одиночные плоские струи не обеспечивают надежного разделения зон с окислительной и восстановительной средами, так кака в струи подсасываются газы из окружающего пространства, т.е. воздух с одной стороны и защитный газ с другой, в струях происходит смешение газов, при растекании струи по поверхности полосы в рабочую камеру поступает некоторое количество воздуха, а в буферную камеру некоторое количество защитного газа. Поступивший в камеру охлаждения воздух увеличивает содержание окислителей в восстановительном газе, что приводит к ухудшению

XI

00

о

CJ

-N

XI

качества продукции и снижению производительности.

Для обеспечения надежного уплотнения требуется высокий расход нейтрального или защитного газа в завесы. Это снижает экономическую эффективность применения этого способа.

Цель изобретения - уменьшение утечек технологического газа из печи, улучшение качества продукции и увеличение производительности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для уплотнения муфельных конвейерных печей с нейтральной или восстановительной атмосферой, включающем газовые затворы в зонах загрузки и выгрузки, выполненные в виде двух камер с верхней, нижней и боковыми стенками, в которых верхние и нижние стенки снабжены по всей ширине плоскими соплами для подачи защитного газа, каждая верхняя и нижняя стенка затворов снабжена двумя плоскими соплами, направленными под углом 30-60° к горизонтальной плоскости навстречу друг другу, между соплами нижней части затвора под конвейерной лентой выполнена камера, площадь поперечного сечения которой равна 0,6-1 площади сечения сопел нижней части затвора, а площадь поперечного сечения канала, образованного верхней стенкой затвора, конвейерной лентой и соплами верхней части затвора, равна 0,6-2,5 площади сопел верхней части затвора.

Устройство содержит по два плоских сопла сверху и снизу конвейерной ленты по всей ширине камер загрузки и выгрузки, каждые два сопла сверху и снизу конвейерной ленты направлены навстречу друг другу. В верхней стенке затвора установлены патрубки с регулирующей арматурой для отвода газов из затвора.

На фиг. 1 и 2 представлены разрезы затворов соответственно в зонах загрузки и выгрузки в плоскости продольной оси печи; на фиг. 3 и 4 - поперечные сечения затворов соответственно в зонах загрузки и выгрузки (разрез А-А и Б-Б на фиг. 1 и 2 соответственно).

Устройство состоит из коллекторов 1 и сопел 2, служащих для создания затворов сверху, коллекторов 3 и сопел 4, служащих для создания затворов снизу, стенки 5 между верхними соплами 2, стенки 6 между нижними соплами 4, патрубков 7 с дросселями 8 для отвода газа из затвора, трубопроводов 9 и 10 для отвода газа к устройству для дожигания. Затвор подсоединен в нижней части к плите 11, по которой движется лента 12, в верхней части - к плите 13. Стенка 6 расположена ниже уровня плиты 11, чтобы между лентой 12, стенкой 6 и струями из сопел 4 был канал для движения вводимого в затвор газа к отводящим патрубкам 5 7. В зоне загрузки расположен бункер 14 с дозатором 15 и трубопровод 16 для отвода отработанного восстановительного газа под зонт для дожигания. Со стороны выгрузки затвор примыкает к камере охлаждения

0 17. Коллектор 18 с соплом 19 служит для подачи восстановительного газа, Трубопровод 20 служит для отвода части восстановительного газа под зонт для дожигания, где установлен запальник 21. Трубопровод 20

5 снабжен устройством 22 для предотвращения проскока пламени в камеру 17. За затвором над барабаном расположена фреза 23 для размалывания губки. Затвор может быть расположен перед загрузочным бункером,

0 как это представлено на фиг, 1, и между бункером и каналом для отвода отработанного восстановительного газа.

При работе в затворы подают газ, В затвор в зоне загрузки подают воздух низ5 кого давления. Давление в затворе регулируют изменением расхода газа и площади сечения на выходе из отводящих патрубков. При расположении затвора между загрузочным бункером и каналом для отвода отра0 ботанного восстановительного газа в затворе поддерживают давление, равное 1-1,2 давления в муфеле, при расположении затвора перед загрузочным бункером в затворе поддерживают давление, равное

5 0,8-1 давления в муфеле. В затвор в зоне выгрузки подают инертный газ, давление поддерживают равным 0,8-1,2 давления в камере охлаждения. Вводимые в затвор плоские струи, направленные навстречу

0 друг другу, создают в пространстве между струями избыточное статическое давление за счет преобразования части кинетической энергии струй в статическую, струи служат сопротивлением для удаления вво5 димого в пространство между струями газа. Давление в затворе определяется расходом газа, вводимого в затвор, площадью поперечного сечения каналов над и под конвейерной лентой и площадью поперечных

0 сечений дросселей на выходе отводящих патрубков.

Потери восстановительного газа через торцы загрузки и выгрузки при применении предложенных затворов значительно ниже,

5 поэтому уменьшается удельный расход восстановительного газа на 1 т продукции. Так как подсосы воздуха в камеру охлаждения отсутствуют, то содержание окислителей в восстановительном газе не увеличивается,

вследствие чего улучшается качество продукции и увеличивается производительность.

Углы наклона сопел к плоскости конвейерной ленты определяются геометрическими соотношениями камер загрузки и выгрузки. Оптимальный угол наклона составляет 45°. При высоте камеры менее 10 мм угол наклона уменьшают до 30°, при высоте камеры более 50 мм угол наклона увеличивают до 60°. При углах наклона менее 30° существенно увеличивается инжек- ция в затвор газов из окружающего пространства, при углах более 60° возрастает расход газа из затвора.

Отношение площадей поперечных сечений каналов затворов над и под лентой к площадям поперечных сечений плоских сопел соответственно верхней и нижней частей затвора зависит от геометрических соотношений камер загрузки и выгрузки. Для нижней камеры, где расстояние между срезами сопел и поверхностью ленты изменяется в узких пределах, это отношение равно 0,6-1. При отношении менее 0,6 существенно увеличивается переток газа из затвора, а при отношении более 1 возрастает расход газа из окружающего пространства в затвор. В связи с тем, что высота верхней камеры затвора значительно больше, чем нижней, целесообразно для практики отношение площадей составляет 0,6-2,5.

Экономическая эффективность применения предложенного устройства заключается в уменьшении расхода восстановительного газа, улучшении качества продукции и увеличении производительности. Ожидается, что применение изобретения позволит снизить расход восстановительного газа на 10%. Экономический эффект от внедрения изобретения в цехе производительностью 10 тыс. т в год составит

.1

160-10000

0

500

10W

80 тыс. руб. в год,

где 0,1 - величина, на которую снижается расход восстановительного газа;

500 - удельный расход восстановительного газа, м /т;

160 - стоимость 1000 м восстановительного газа, руб.;

10000 - производительность цеха, т/год.

Формула изобретения Устройство для уплотнения муфельных

конвейерных печей с нейтральной или восстановительной атмосферой, содержащее газовые затворы, расположенные в зонах загрузки и выгрузки, которые выполнены в виде двух камер с верхней, нижней и боковыми стенками и охватывают со всех сторон движущуюся конвейерную ленту, а также плоские сопла для подачи защитного газа, расположенные по всей ширине верхних и нижних стенок, отличающееся тем,

что, с целью уменьшения утечек технологического газа из печи, улучшения качества продукции и увеличения производительности, каждый затвор снабжен двумя дополни- тельными плоскими соплами, при этом

сопла расположены попарно на верхней и нижней стенках и направлены под углом 30-60° к горизонтальной плоскости навстречу друг другу, причем между соплами нижней части затвора под конвейерной

лентой выполнена камера, площадь поперечного сечения которой равна 0,6-1,0 площади сечения сопл нижней части затвора, а площадь поперечного сечения канала, образованного верхней стенкой затвора, конвейерной лентой и соплами верхней части затвора, равна 0,6-2,5 площади верхней части затвора.

7-T-r rW -r- -v--- -r, X

;Л: 1: -1:лУ УУгУ: /г)лУ

11 м ТГ............У.Г

ҐЛ

77

J 4 5 4 3 Фиг.2

J

J

Использование: при производстве губчатого железа из распыленной стали и смесей распыленной стали и железорудного суперконцентрата, а также из прокатной окалины или смесей, содержащих прокатную окалину, Цель изобретения -уменьшение утечек технологического газа из печи, улучшение качества продукции и увеличение производительности. Сущность: в газовом затворе муфельной печи верхняя и нижняя стенки снабжены двумя плоскими соплами, направленными под углом 30-60° к горизонтальной плоскости навстречу друг другу. Между соплами нижней части затвора под конвейерной лентой выполнена камера, площадь поперечного сечения которой равна 0,6-1 площади сечения сопел нижней части затвора, а площадь поперечного сечения канала, образованного верхней стенкой затвора, конвейерной лентой и соплами верхней части затвора, равна 0,6- 2,5 площади сопел верхней части затвора. 4 ил. ел с

Фиг. Б-Б