Печь кольцевая для тепловой обработки газопроницаемого материала Советский патент 1982 года по МПК F27D13/00 

1

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к устройствам для сложной тепловой обработки газопроницаемого перистого или волокнистого материала, преимущественно замасленной вьюнообразной стружки, перед загрузкой, либо непосредственно в плавильные электропечи, либо в установки окускования (брикетирования) для дальнейшего использования в качестве металлошихты 1фи плавке.

Известны непрерывнше устройства для сложной тепловой обработки замасленной сьтучвй металлической стружки с получением однородного по свойствам npcvдукта.

,В устройстве измельченная замасленная стружка многократно пересьшается во вращающемся наклонном б абане и одновременцо обрабатывается дымсюыми газами с температурой ЗОО-35О С. Па-«. ры масла, возгоняющиеся при нагреве стружки, захватываются дымовыми газами, отспсывйются и дожигаются в от дельной камере, причем продукты сгорания, образующиеся в ней, возвращаются обратно в барабан печи для использования в качестве греющей среды i,

Известно устройство для непрерывного подогрева измельченной металличес- кой стружки, в котором измельченная замасленная стружка, перемещается сверху вниз под действием сил гравитации

,Q и состоит из двух камер - нагрева и обжига стружки, причем в камере обжига дожигаются пары масла, выделивщиеся вз стружки в камере нагрева 2 .

Недостатком данных непрерывных ройств является ограниченность области их 1рименения, а именно конструктивно в них возможно перерабатывать только сыпучий материал. В частности, если необходимо перерабатывать замасленную

го металлическую стружку, последней необходимо щ}идать свойство сыпучести, что можно достичь ее дроблением до размеров частиц см.- Операция дробления связана с дополнительными трудовыми и

энергетическими затратами, применением громоздкого оборудования. Дополнительные затраты на дробление стружки проявляются при сопоставлении цен по прейскуранту № 01-08 сбытов ; х цен на лом и отходы черных металлов.

i СЗбидензвестны устройства периодического действия для тепловой обработки шихтовых неоднородных материалов, в том числе замасле1Шого металлолома и нёдробленой , в бадьях или контейнерах.

При нагреве материала в рабочих полос тях бадей в этом случае поддерживаются задатшые климатические условия, обес- печивае1х:я обезвреживание масляных включений при ограшг ешюм окислении З

Недостатком устройств периодического де1 Ьтвия являются непроизводительные затраты на управление меняющимися во времеш параметрами, разброс свойств продукта, перерывы в работе во время загрузки-разгрузки, периодическое раскрытие рабочих камер и.др. Наибопее близким по технической сущ- 25 ления

ности и достигаемому результату к предлагаемому является печь для тепловой обработки жидкотекучего материала, содержащая выполненный с возможностью вращения под с отверстием для выгрузки материала, свод с отверстиями дйя вагруа ки материала, патрубки ввода теплоносителей к отвода отработанных газов 4.

Наиболее существенным недостатком известного устройства является спецнфичнссть требований к качеству исходного материала, в частности к необходимости его жвдкотекучести. По этой причине в такой печи может обрабатываться толВко однородный мелкодисперсШзШ материал, к примеру мепкодробленная металлическая , вьгработка которой связана с большими трудовыми и энергетическими затратами.

Известная печь имеет единое рабочее пространство, не позволяющее вьоделить Климатические зоны для обработки материала, находшцогося в разных стадиях нагрева, что также является недостатком По этой причине цепь невозможно использовать для материалов, требующих сложной тепловой обработки, в частности для обработки замаслерюй стружки, когда( рационально первоначально произвести удаление из нее паров масла, а затем догреть до температур горячего окускования.

Цель изобрете шя - снижение трудовых н энергетичоских затрат, увеличение эффективности использования топлива, уменьшение угара металла.

Указанная цель достигается тем, что в известной печи для тепловой обработки жидкотекучего материала, содержащей выполненный с возможностью вращения под с отверстием для выгрузки материала, свод с отверстиями для загрузки материала, патрубки ввода теплоносителей и отвода отработанных газов, в поде печи вьшолнены ячейки на равном расстоянии друг от друга по окружности в ввде колодцев открытых сверху и перекрытых снизу заслонками, причем заслонки закреплены на поде.

В щэостенках между колодцами могут быть выполнены каналы с отбойниками.

Свод печи может быть снабжен форсунками для ввода водяного дисперсоида.

На фиг. 1 приведена печь, вертикальный разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2 на фиг. 4 - принципиальная схема отопКольцевая печь для тепловой обработки газопроницаемого материала состоит из вращающегося пода 1, неподвижного свода 2, водяных затворов 3, перекрывающих щель между вращающимися и неподвижными частями. Во вращающемся поде 1 печи устроены ячейки в виде колодцев 4, расположенных по окружности на равном расстоянии друг от друга. Поперечное очертание контура колодца 4 .- трапеция со скругленными углами, а в вертикальном сечении - шихта с расширяющимся вниз проемом; однако геометрия сечения может быть иной - круглой, прямоугольной, а стены могут быть вертикальными или криволинейными. Простенки между колодцами 4 в нижней своей части имеют каналы 5 с установленными в них отбойниками 6, причем площадь сечения каналов составляет от 20 до 50% площади простенка. Снизу колодцы перекрываются заслонками 7, крепящимися к вращающемуся поду t. Заслонки 7 удерживаются в закрытом положении подпружиненными упорами 8, хвостовая часть которых выполнена в виде Вилок 9, входящих в заце ленив при повороте пода 1 с гидроцилнндром 1О перемещения упора 8.

Печь имеет окно И выгрузки, гидроцилиндр 12, шток 13 которого, перемещаясь, осуществляет открытие-закрытие заслонок 7.

Печь оснащена механизмом 14 щагового вращения пода 1, роликами 15, цени. тепловой обработки. трирующими под 1 и опорными роликамми 16. Неподвижный свод 2 печи имеет загр зочное отверстие 17, с заслонками 18, а также патрубки 19 с клапанами 2О для ввода греющих газов, патрубки 21с клапанами 22 для отвода отработанных газов, форсунки 23с клапанами 24 для ввода водяного дисперсоида, коллекторы 25 газовых завес с клапанами 26. Печь оснащается камерой 27 дожигания с горелками 28 отопления, рекупе ратором 29 подогрева воздуха, дымоотв дящей трубой ЗО и вентилятором 31 гор чего дутья. На чертеже показан обрабатываемый материал 32. Печь работает следующим образом. Пористый материал 32, преимуществе но замасленная вьюнообразная стружка, загружается в печь порциями через загрузочное отверстие 17 в неподвижном своде 2 печи при открытом положении заслонок 18. При этом порция материала 32. проваливается вниз в открытый 1фоем одного из колодцев 4 во вращающемся поде 1 печи. Далее порции материала 32, находясь неподвижно в колодцах 4, перемещаются ща1чэвь1ми вращениями пода 1 от позиции загрузки на позицию Выгрузки. Неподвижность материала 32 в колодце 4 при его транспортировке исключает трение материала 32 о футеровку печи, благодаря чему можно использовать данную конструкцию печи для волокнистых, запутанных матер алов, нагфимер для вьюнообрааной струж На позиции вь1грузки ynqp 8, служащий опорой заслонки 7, перемещается гидроцилиндром Ю до вывода из сощ)икосновения с заслонкой. В таком положении заслонка 7 удерживается только выдвинутым щтоком 13, и когда последний под действием гидроцилиндра 12 начинает задвигаться, заслонка 7 постепен но открывается. Нагретый материал 32 сползает по заслонке 7 и проваливается вниз через окно 11 выгрузки в 1фиемны устройства для дальнейщей переработки. После опорожнения колодца 4 последовательно в обратном псрядке заслонку 7 возвращают в исходное закрытое положени |при котором она является дном колодца 4. Тепловая обработка материала 32 ос ществляется посредством перемещения последнего в колодцах 4 вращ ющегося пода I через заданные климатические зоны, реализуемые посредством подачи теплоносителей сверху через патрубки 19 и 21 в неподвижном своде 2 печи, и перетоком газов из колодца в колодец по каналам 5 в простенках через толщу материала 32. Вследствие обработки материала 32 преимущественно просасыванием газов через него в печи можно обрабатывать только хорошо газопроницаемый материал. Наиболее эффективно обрабатывать волокнистые и перистые материалы с промежутками между волокнами 2-25, мм, толщиной металла до 5 мм, например вьюнообразную стружку. Перед загрузкой материала 32 в колодец 4 производится тепловая подготовка его полости, заключающаяся в подсту- живании поверхности ячейки колодца 4 с целью исключешш самовозгорания материала при загрузке. Для этого на своде 2 печи по крайней мере над одной из свободных от материала 32 ячеек колодцев 4 устанавливаются фсрсунки 23 с клапанами 24 для подачи водяного дисперсоида. Последние включаются, когда, под ними устанавливается очередной колодец 4, не остывщий после выгрузки нагретого материала 32. В печи материал обрабатывается в две стадии - в первой из материала удаляются масляные включения, во второй безмасляный материал догревается до температуры горячего окускования. В первой стадии греющие газы двигаются навстречу материалу, гфичем для подавления горения масла и поддержания необз ходимых температурных условий газы подстуживаются водяным дисперсоидом. Во Второй стадии, когда материал догре- вается до температур горячего окусЕГВ« ния, газы двигаются в основном прямотоком с обрабатываемым материалом. Указанная технология осуществляется следующим образом. Материал 32, после нагрузки, перемещается щаговыми вращениями пода I, проходя расстояние между позициями загрузки и выгрузки. Примерно в среднюю часть этого пути, через патрубки 19 с клапанами 2О через свод 2 печи со скоростью 2О-5О м/сек подаются греющие газы. Отсос отработанных газов производится из района, примыкающего к окну 11 выгрузки, патрубки 21с клапанами 22. Греющие газы в общем случае двигаются (под действием перепада давлений) от места подачи к месту отсоса, что фи замкнутой форме рабочего пространства создает две траектории движения газов, одна на которых совпадает с направлением вращ&шш пода (прямоточно материалу), другая прот.ивопопожна. Соответственно, на учас тке прохрева и испарения масел газы дв гаются навстречу материалу, aiMa участке окончательного догрева - прямотоком. Для блокировки самовозгорания греющие газы подстуживаются водяным дисперсоидом через форсунки 23 с клапанами 24, В результате блокировки горения масел ограничивается угар металла, а , умеренные температуры процесса предот ащают образование вредных окислов азота. При открытии загрузочного отверстия 17 (или заслонки 7 при выгрузке матер ала) соответствующие колодцы 4 отсекаются от рабочего пространства газовыми завесами 25 с клапанами 26, что предотвращает выбивание газов в помещение цеха. При своем движении от места подачи (патрубки 19) к месту отсоса (патрубки 2 1 ) греющие газы пронизывают материал 32, загруженный в колодцы 4, причем из колодца в колодец газы перетекают через, каналы 5. Для исключениязабивания каналов 5 материалом 32 последние снабжены отбойниками 6, по которым матерзиал 32 соскальзывает . вниз npj выгрузке. Для того, чтобы газы пронизывали всю толщу материала, каналы 5 устраиваются в нижней части простенков между колодцами 4, причем площадь сечения каналов 5 составляет от 20 до 5О% площади простенка. Благодаря такой конструкции газы Вынуждены двигаться сквозь толщу материала, щ ижимаясь к дну колодцев 4, образованному заслонками 7, в результате чего создаются условия для хорошего прогрева материалов. Пронизыванию материа ла газами способствует также подача греющих газов через патрубки 19 сверху вниз со значительной скоростью. В печи осуществляется комплексное использование тепла отработанных газов, отсасываемых через патрубки 21. Вентилятqpoм 31 гчрячего дутья отсасываемые газы направляются в камеру дожигания 27 с горелками 28 отопления, где газы дожигаются, и далее возвращаются в кольцевую печь через патрубки для отопления печи. Избыток газов отводится в дымовую трубу ЗО через рекуператор 29, служащий для подогрева воздуха используемого в качестве окислителя тсшлива и масляных включений в камере 27 дожигания. Основным технико-экономическим преимуществом печи является снижение трудовых и энергетисеских затрат в поточном производстве брикетов за счет использования в качестве исходного материала вьюнообразную стальную стружку. Использование изобретения позволит улучщить условия труда, сэкономить материалы и топливо, а также улучщить качество продукции. Ожидаемый экономический эффект при объеме перерабатываемой стружки в ЗО тыс. т. составит 210 тыс. руб. Формула изобрет. ения 1.Печь кольцевая для тепловой обработки газопроницаемого материала, содержащая выполненный с возможностью Вращения под с отверстием для выгрузки материала, свод с отверстиями для загрузки материала, патрубки ввода теплоносителей и отвода отработанных газов, отличающаяся тем, что, с целью снижения трудовых и энергетических затрат, увеличения эффективности использования топлива и уменьшения угара металла, в поде печи выполнены ячейки на равном расстоянии друг от друга по окружности в виде колодцев, открытых сверху .и перекрытых снизу заслонками, причем заслонки закреплены на поде. 2.Печь по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью пропуска газов, в Щ)остенках между колодцами вьшолнены каналы с отбойниками. 3.Печь по пп. 1 и 2, о т л -и ч а ющаяся тем, что, с целью подсту- живания греющих газов и полостей колодцев перед загрузкой, свод печи снабжен форсунками для ввода водяного дисперсоида. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство ОССР J 490874, кл. F 27 D 13/ОО, 1974. 2.Заявка Японии № 54-33202, кл. F 27 В 1/О8, опублнк. 1974. 3.Кущ О. А. и др. Предв ительный подогрев шихтовых материалов для дуговых сталеплавильных печей. - Металлург, 197О, № 7. 4.Патент ФРГ J 24579, кл. Р 27 В 3/06, ооублик. 1974.

NJ А-А OiTfcoc Загрузла &ыг/ууз/а (Xf7/XX ff/ y S/3Of Uf pe/f u4fye

/pff/O i/f