Способ тепловой обработки замасленной металлической стружки

 

СПОСОБ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ЗАМАСЛЕННОЙ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУЖКИ, включающий наложение на слой обрабатываемого материала основных колебаний частотой 10-50 Гц и дополКдымосос нительных колебаний, имеющих более высокую чем основные колебания частоту , и продувку материала теплоносителем , отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности процесса и снижения расхода энергии, слой обрабатываемой стружки подвергают воздействию колебаний частотой не менее 0,1 Гц в плоскости, перпендикулярной плоскости основных и дополнительных колебаний, одновременно продувают теплоносителем температурой 300350 С снизу вверх, после чего продувают теплоносителем с температурой ЭОО-ЮОО С сверху вниз. (О САЭ о: сл а 10

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ . РЕСПУБЛИК

ЗСЮ С 21 С 5 52

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 "Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОсудАРстВенный кОмитет сссР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕ1 ЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

EO ф в (21) 3422734/22-02 (22) 15.04.82 (46) 23.08.83. Бюл. В 31 (72) В.я; Конюх, В.т. Серый и В.П. Асанин (71) Институт газа АН Украинской CCP (53) 669.187.25(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 490874, кл. F 27 D 13/00, 1975.

2. Авторское свидетельство СССР

9 623074, кл. F 27 в 3/00, 1977. (54 )(57) СПОСОБ TEHJloBOA ОБРАБОТКИ

ЭАЙАСЛЕННОИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУЖКИ, включающий наложение на слой обрабатываемого материала основных колебаний частотой 10-50 Гц и допол„„SU„„1036757 А нительных колебаний, имекщих более высокую чем основные колебания частоту, и продувку материала тепловосителем, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности процесса и снижения расхода энергии, слой обрабатываемой стружки подвергают воздействию колебаний частотой не менее 0,1 Гц в плоскости, перпендикулярной плоскости основных и дополнительных кодебаний, одновременно продувают теплоносителем температурой 300350 С снизу вверх, после чего продувают теплоносителем с температурой 900-1000 С сверху вниз.

1036757

Изобретение относится к выплавке металлов н электрических печах иэ легковесной шихты, загрязненной масламн или другими испаряющимися и загрлэняющими атмосферу веществами, и может быть использовано в черной металлургии и литейном производстве.

Известен способ подогрева и очист. ки от масла металлической стружки, в котором предусмотрено многократное пересыпание стружки внутри вращающегося подогревателя при одновременной подаче навстречу движению стружки теплоносителя с температурой 300-3500С со скоростью

3-7 м/с, При этом пары масла, об раэующиеся н процессе нагрева, от" сасывают и камеру и сжигают н ка- честве топлива с целью получения теплоносителя (1).

Недостатками известного способа подогрева являются невозможность нагрева стружки выше температуры

3500С и низкая степень использования тепла.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ тепловой обра- ботки замасленной металлической стружки, включающий наложение на слой обрабатываемого материала основных колебаний частотой 10-50 Гц и дополнительных колебаний, имеющих более высокую, чем основные колебания частоту, и продувку материала теплоносителем f2 ).

Однако известный способ малопригоден для сушки замасленной металлической стружки, так как наложение двойных колебаний на слой в одной плоскости приводит к слипанию частиц и образованию крупных агре" гатов, сушка которых замедляется в десятки раэ, соответственно воз-, растает и расход тепла ° Кроме того, этот способ загрязняет окружающую среду продуктами разложения и испа-. рения масел, содержащихся в стружке так как не предусматривает их обеэ" жиринания. Температура нагрева стружки ограничена величиной 350 С о из-эа возгорания паров масел.

Целью изобретения является увеличение производительности процесса и снижение расхода энергии.

Цель достигается тем, что согласно способу тепловой обработки замасленной металлической стружки, включающему наложение на слой об" рабатынаемого материала основных колебаний частотой 10-50 Гц и дополнительных колебаний, имеющих более высокую; чем основные колебания частоту, и продувку материала теплоносителем, слой обрабатываемой стружки подвергают воздействию колебаний частотой не менее 0,1 Гц н плоскости, перпендикулярной IIJIoc кости основных и дополнительных колебаний, одновременно продувают теплоносителем с температурой 300350 С снизу asepx, после чего продувают теплоносителем с температурой 900-1000 С сверху вниз.

На чертеже изображена схема осуществления предлагаемого способа.

Преимущество данного способа перед известным заключается в увеличении производительности процесса и снижении. расхода энергии.

Способ осуществляют следующим образом.

Замасленную стружку из накопите15.ля 1 дозируют устройством 2 и подают на ниброконвейер 3 равномерным слоем толщиной 80-250 мм. Конвейер приводится в вибрирующее состояние эа счет наложения основных колебаний частотой 10-50 Гц и дополнительных в той же плоскости с частотой 20-100 Гц.

Чтобы исключить образование комков, которые появляются в этом случае, замедляя процесс нагрева и уве.

25 личиная расход тепла, слой подвергают с частотой 0,1-0,2 Гц в плос- . кости, перпендикулярной колебаниям первых двух видов колебаний. Такое встряхивание разрушает образовавЗр шиеся гранулы стружки. Слой стружки на виброконнейере разделяется перегородкой 4 или другим способом на два участка A и Б. На участке А слой продувают теплоносителем при у 300-350 С.

Теплоноситель указанных параметрон подготавливают путем разбанления отходящих продуктов сгорания воздухом и подается в слой через короб 5. Возможно приготовление теплоносителя и другим известным способом. Теплоноситель, проходя через слой стружки снизу вверх, испаряет масло. При этом пары не вспыхивают, так как температура

45 теплоносителя недостаточна для зтого. В результате предотвращается цбвышение температуры процесса и воэможность оплавления и окисления стружки °

5р Далее теплоноситель, обогащенный парами масла, через дымоход 6 подают в крышку — дожигатель 7, где при помощи горелки 8 пары масла дожигают при 900-10000. После дожигания теплоноситель просасывают через слой стружки на участке Б сверху вниз и нагревают ее до температуры 600-800 С. Поскольку етружка на участок Б попадает из участка А, где она уже обеэмаслилась, то в короб 9 и дымоход 10 подают безвред. ные продукты полного сгорания топлива, которые можно выбрасывать в окружающую среду.

По данному способу высота слоя

65 стружки колеблется от 80 до 250 мм

1036757 и определена экспериментальным путем. Меньшая высота слоя должна быть для стружки с большей насыпной массой и большей удельной поверх ностью и наоборот. Объясняется это условиями отбора. тепло от теплоно- 5 сителя, так как плотная с высотой удельной поверхностью стружка отбирает тепло очень интенсивно.

Наложение колебаний третьего рода с частотой не менее 0,1 Гц в плос 10 кости, перпендикулярной плоскости двух других видов колебаний, вызвано тем, что в камере А, если не применять этих колебаний, стружка слипается, образуя комки, поперечным размером в 3-15 раэ превышающие размер отдельных стружек. Испарение масел иэ таких комков и их нагрев замедляются пропорционально размерам. Поперечные колебания разрушают комки, процесс нагрева стружки резко ускоряется и уменьшается соответственно расход тепла. Тенденция к слипанию стружки и образованию комков возрастает при увеличении количества масла в ней. Поэтому при большем содержании масла поперечное встряхивание производят чаще и наоборот.

Пример 1. Навеску стружки стали ШХ 15 массой 500 кг с. со- 30 держанием масла 4,274 нагревают из- вестным способом на видроконвейере, с частотой колебаний от 20 до

40 Гц; продувая слой ее толщиной

100 мм продуктами сгорания при 350 С З5 о сверху вниз с расходом 450 м3/ч.

Теплоноситель получают при сжигании паров масел с воздухом. Количество паров равно 21 м /ч. Производительность виброконвейера 500 кг/ч.

В соответствии с тепловым балансом дпя испарения масла и нагрева .стружки до 300 С необходимо зато ратить 26 10 ккал тепла. Использованный теплоноситель содержит

54 ° 10 ккал тепла, т.е. имеет . 45 более чем двойной запас по теплу.

Несмотря на это, в результате обра. ботки через час стружка содержит

0,85% масла за счет образовавшихся комков, количество которых сос- 50 тавляет 28% от первоначальной массы.

Причем в самих комках количество мас ла превышает 2%. Комки разрушают механическим путем и еще на протяжении часа сушат их в потоке о теплоносителя с температурой 350 С и расходом 450 м З/ч, после чего содержание масла снижается до следов. Причем в этом случае для получения теплоносителя приходится сжигать природный гаэ, так как паров масла мало и они не обеспечивают получения нужного количества тепла. Расход газа составляет

16 м3/ч или 32 м /т стружки. Иэ приведенных данных видно, что расход - 65

Способ

Показатели

Известный Предлагаемый

Количество стружки, кг

500

500

Температура нагрева стружки, С

830

300

Время обез" масливания, ч

Расход природного газа, м Э/т

Для определения оптимальной частоты колебаний третьего рода (боковых ) на виброконвейере проводят теплоносителя составляет 1800 м / стружки, а тепловой КПД 25,5%. При этом израсходовано 32 м /т природз ного газа.

Пример- 2. Навеску стружки стали ШХ 15 массой 500 кг с содержа. кием масла 4,2% нагревают предлагаемым способом на виброконвейере, накрытык кожухом с двумя камерами. Высота слоя стружки 100 мм, температура теплоносителя в первой камере 350 С. Производительность о виброконвейера 500 кг/ч. Помимо вибраций (по известному сПособу ) с частотой от 20 и до 40 Гц конвейер подвергают боковым колебаниям с частотой 0,05 Гц, что полностью исключает обраэозание комков стружки. Полное удаление масла из стружки в первой камере достигнуто через

1 ч при расходе теплоносителя

260 м 3/ч. Теплоноситель получают путем отбора уходящих газов иэ второй камеры (см. чертеж ). Во вторую камеру подают газ иэ первой вместе с парами масла, количество которых составляет 21 м /ч. Пары сжигают при 900 С путем добавления воздуха в количестве 200 мЗ/ч и подают на нагрев уже обезмасленной стружки во вторую камеру. Температура стружки на выходе иэ виброконвейера 830 С, а отходящих газов около 370 С, их объем 470 м3/ч. Таким образом, по предлагаемому способу обезмасливание стружки закончилось за

1 ч, температура подогрева 830 С, дополнительных затрат топлива не потребовалось.

Ф

Приведенные в примерах данные сведены в табл. 1.

Таблица 1

1036757

Количество комков, Ф, прн частотах, Гц

Эамаслен ность стружки, Ъ

0,08 0,06 0,04

0,02 0,01 0,005

0,1

0,12

Нет

2,0

Нет

Нет

Нет

Нет

0,5

Нет

Нет

Нет 1,3

3,9

Нет

Нет

Нет

Нет

1,5 Нет

2,6 4,6 и

2,5

"ф0 4,2 6,2

3,5

2,3 6,3 10,3 и

4,5

36 95 12 5

5,5

1,3

2,2

5,0 11;б 16,2

6,5

7,3 14,8 24,9

1,0

3,6

7,5

11,5 19,0 29,0

1,2

2,6

6,0

8,5

8,4

24,3 35 6

9,5

ВНИИПИ Заказ 5942/25 Тираж 568 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.ужгород,ул.Проектная,4 исследование со стружкой с разной эамасленностью, фиксируя при этом образование комков в процентах к

Из представленных данных видно., что уже при частоте. 0,1 Гц обраэова. ние комков прекращается даже при эамасленности стружки 9,5%.

Наоборот, при частотах менее 45

0,01 Гц комки образуются при любой замасленности стружки. Таким образом, для предотвращения слипания стружки необходимо применять боковые колебания частотой не менее 0,1 Гц. 50

Преимущества. предлагаемого способа перед известным: производительность процесса повышается на 100%

/ при,одновременном увеличении темпе-, ратуры нагрева с 300 до 830 С, уме- 55 ньшается расход топлива на 32 м /т в пересчете на природный газ, дополнительно эа счет увеличения темпе. ратуры нагрева экономия тепла составпервоначальной массе стружки. Результаты исследований представлены в табл. 2.

Т а б л и ц а 2 ляет 75 ° 10 ккал/т или 9 .м /т природного газа.

Т.е. при стоимости природного газа 2,8 коп/м э экономия только на газе составляет 2,8 (32+9) = 1,15руб/т.

При переплаве стружки в электропечах из-за большей температуры повышается на 20% производительность печей. Это снижает расходы по переделу, которые при обычных условиях составляют 16 руб/т стружки.

Отсюда экономия затрат на переделе

16.0,2 3,2 руб/т.

Общая экономия составляет 3,2

1,15 = 4,35 руб/т. Для условий завода,на котором переплавляется

70 тыс. т стружки в год, экономический эффект равен 70 10.з 4,35

305 10 руб/год.