Вращающаяся печь для термообезжиривания стружки жаропрочных сплавов

 

ВРАЩАЮЩАЯСЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ТЕРМООБЕЗЖИРИВАНИЯ СТРУЖКИ ЖАРОПРОЧНЫХ СПЛАВОВ, содержащая барабан с металлическим вкладышем, загрузочную камеру с дымоходом, разгрузочную камеру с приемником стружки, топку с горелками и дымоохладитель с системой циркуляции воды, оборудованной напорной и сливной линиями, отличающаяся тем, что, с целью повышения чистоты поверхности обезжиренной стружки и обезжиривания образующихся отходов, она снабжена водяными форсунками, одна из которых установлена в барабане со стороны загрузочной камеры, а другая - в тоике, и водоуловителем, подсоединенным к сливной линии системы циркуляции воды и укрепленным в топке ниже водяной форсунки, при этом вкладыш барабана на участке и длиной от двух до пяти его диаметров от. торца со стороны загрузочной камеры (Л выполнен перфорированным.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК г 27 В 7/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ!

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3705668/29-33 (22) 24.02.84 (46) 07.07.85. Бюл. № 25 (72) B. В. Воробьев, P. Э. Асеев, Н. Н. Игнатов, В. И. Калинин, В. И. Кружков, М. А. Лизогубов, А. П. Пучков, В. С. Римкевич и К. Я. Федоткин (71) Юго-Восточное производственно-техническое предприятие по ремонту, наладке и проектированию энергетических установок предприятий черной металлургии (53) 628.54 (088.8) (56) I. Патент Великобритании№ 1271312, кл. Е 4 В, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 898237, кл. Е 27 В 7/00, 1980 (прототип). (54) (57) ВРАЩАЮЩАЯСЯ ПЕЧЬ ДЛЯ

ТЕРМООБЕЗЖИРИВАНИЯ СТРУЖКИ

ЖАРОПРОЧНЫл СПЛАВОВ, содержа„„Я0„„1165863 A гцая барабан с металлическим вкладышем, загрузочную камеру с дымоходом, разгрузочную камеру с приемником стружки, топку с горелками и дымоохладитель с системой циркуляции воды, оборудованной напорной и сливной линиями, отличающаяся тем, что, с целью повышения чистоты поверхности обезжиренной стружки и обезжиривания образующихся отходов, она снабжена водяными форсунками, одна из которых установлена в барабане со стороны загрузочной камеры, а другая — в топке, и водоуловителем, подсоединенным к сливной линии системы циркуляции воды и укрепленным в топке ниже водяной форсунки, при этом вкладыш барабана на участке длиной от двух до пяти его диаметров от торца со стороны загрузочной камеры выполнен перфорированным.

1165863

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в производстве жаропрочных сплавов, где применяется обезжиренная, очищенная от неметаллических включений металлошихта, в частности стружка.

Известно устройство для термообезжиривания стружки, содержащее вращающуюся барабанную печь, загрузочную камеру, приемник стружки, горелки и дымоохладитель с системой циркуляции воды (1).

Недостатком этого устройства является загрязненность поверхности обезжиренной стружки углеродсодержащими остатками продуктов термокрекинга масел и жиров в виде микрочастиц асфальтенов,: карбоидов и пр., образующихся при нагреве обезжириваемой стружки без ее увлажнения. Применение увлажнения стружки, предотвращающего образование углеродсодержащих остатков продуктов термокрекинга масел и жиров, при обезжиривании в известном устройстве ведет к интенсивному разрушению футеровки барабанной печи и загрязнению продукта оксидом кремния.

Зто не позволяет использовать данное устройство для обезжиривания стружки жаропрочных сплавов, к чистоте поверхности кусочков которой предъявляются повышенные требования. Недостатком устройства является также повышенный расход топлива вследствие неиспользования химического тепла образующихся при обезжиривании горючих компонентов, улавливаемых водой при очистке димовых газов в дымоохладителе.

Наиболее близким к изобретению .по технической сущности и достигаемому результату является устройство для прокалки сыпучих материалов, преимущественно металлической стружки, содержащее вращающуюся барабанную печь с металлическим вкладышем, загрузочную камеру с приемником стружки и топку с горелками (2).

Однако в известном устройстве при термообезжиривании стружки путем нагрева продуктами сгорания топлива с ее увлажнением отходящие дымовые газы будут загрязнять окружающую среду вследствие содержания в них паров масел и других горючих отходов.

Цель изобретения — повышение чистоты поверхности обезжиренной стружки и обезвреживание образующихся отходов.

Поставленная цель достигается тем, что вращающаяся печь для термообезжиривания стружки жаропрочных сплавов, содержащая барабан с металлическим вкладышем, загрузочную камеру с дымоходом, разгрузочную камеру с приемником стружки, топку с горелками и дымоохладитель с системой циркуляции воды, оборудованной напорной и сливной линиями, снабжена

5 !

О

40 водяными форсунками, одна из которых установлена в барабане со стороны загрузочной камеры, а другая — в топке, и водоуловителем, подсоединенным к сливной линии системы циркуляции воды и укрепленным в топке ниже водяной форсунки, при этом вкладыш барабана на участке длиной от двух до пяти его диаметров от торца со стороны загрузочной камеры выполнен перфорированным

На фиг. 1 представлена вращающаяся печь, общий вид; на фиг. 2 — разрез

А — А на фиг. 1; на фиг. 3 — разрез Б — Б на фиг. 1; на фиг. 4 — разрез  — В на фиг. 1.

Вращающаяся печь для термообезжиривания стружки, содержит барабан 1 с металлическим вкладышем 2, загрузочную камеру 3, дымоход 4, разгрузочную камеру 5 с приемником 6 стружки, топку 7 с горелками 8 и дымоохладитель 9 с системой !О циркуляции воды, оборудованной напорной линией 11 и сливной линией 12.

Печь снабжена водяными форсунками

13 и 14, подсоединенными к напорной линии II, и водоуловителем 15, подсоединенным к сливной линии 12. Форсунка 13 установлена в барабане со стороны загрузочной камеры 3, в стенке которой укреплен один конец форсунки, а форсунка 14 — в топке 7. Водоуловитель 15, укрепленный в топке 7 ниже форсунки 14, выполнен в виде корытообразных лотков 16 с патрубками

17 для вывода из топки уловленной воды.

Лотки 16 расположены в два яруса, причем лотки верхнего яруса смещены по отношению к лоткам нижнего яруса таким образом, что они взаимно перекрывают друг друга, препятствуя попаданию капель воды на подину топки 7. Расстояние между лотками по высоте принимается таким, чтобы при движении потока газов аэродинамическое сопротивление, создаваемое лотками, было минимальным.

В разгрузочной камере 5 у торца барабана 1 укреплен полукруглый желоб 18 с патрубком 19 для отвода воды, подсоединенным к сливной линии 12.

Вкладыш 2 на участке от приподнятого торца со стороны загрузочной камеры, длина которого составляет от двух до пяти его диаметров, выполнен перфорированным.

Длина перфорированного участка определена на основании экспериментальных данных. На этом участке вкладыша 2 происходит смачивание стружки водой, причем увеличение длины участка более чем на пять диаметров не дает какого-либо эффекта, а уменьшение длины менее чем на два диаметра снижает надежность смачивания стружки до заданной степени увлажнения.

Диаметр отверстий 20 перфорированного участка вкладыша 2 составляет 0,01 — 0,02

ll з диаметра вкладыша, расстояние между смежными отверстиями 20 составляет

0,1 — 0,2 диаметра вкладыша. Между внутренней поверхностью барабана 1 и наружной поверхностью вкладыш а 2 выдерживается зазор 21, составляющий 0,01 — 0,02 диаметра вкладыша. Для интенсификации пересыпания стружки к внутренней поверхности вкладыша 2 приварены ребра 22 высотой 0,02 — 0,03 диаметра вкладыша, .расположенные параллельно оси вращения барабана 1 в промежутках между отверс тиями 20.

Дымоохладитель 9 представляет собой скруббер, в верхней части которого укреплен разбрызгиватель 23, соединенный с напорной линией ll системы циркуляции воды. Снизу в дымоохладитель вмонтирован конец дымохода 4, сверху дымоохладитель снабжен дымоотводящим патрубком 24, подключенным к дымовой трубе.

Вращающаяся печь работает следующим образом.

Вначале производят прогрев печи, для чего включают привод барабана 1, разжигают горелки 8 и пускают систему циркуляции воды 10.

Продукты сгорания топлива, сжигаемого с небольшим избытком воздуха (порядка 1,1), движутся через топку 7, разгрузочную камеру 5, барабан 1, загрузочную камеру 3, дымоход 4, дымоохладитель 9 и патрубок 24.

Вода по напорной линии 11 нагнетается в разбрызгиватель 23 и форсунки 13 и 14, откуда выходит в виде мелки х струй, распадающихся на капли. При движении продуктов сгорания топлива через топку 7 в зоне между водоулавливателем 15 и форсункой 14 происходит их охлаждение. испарение части водяных капель и смешивание образующегося водяного пара с продуктами сгорания. Неиспарившиеся капли воды падают на дно лотков 16 водоулавливателя, откуда по патрубкам 17 попадают в сливную линию 12.

При движении продуктов сгорания в смеси с водяным паром через барабан 1 в зоне форсунки 13 происходит их охлаждение, испарение части водяных капель и смешивание образующегося водяного пара с продуктами сгорания. Неиспарившиеся капли воды падают на внутреннюю стенку вкладыша 2, откуда через отверстия 20 попадают на внутреннюю поверхность барабана и по зазору 21 окатываются к опущенному торцу вкладыша, при этом часть капель испаряется. Неиспарившаяся вода с торца вкладыша 2 попадает в желоб 18 и по патрубку 19 направляется в сливную линию 12.

Форсунка 13 установлена в барабане таким образом, что ее крайнее, наиболее удаленное от приподнятого торца вкладыша сопло располагается на расстоянии от край65863

5

1О

4 них отверстий 20 перфорированного участка, составляющем около половины диаметра вкладыша. Благодаря этому вытекающая из форсунок вода не попадает на неперфорированную часть вкладыша. .Количество продуктов сгорания, проходящих через барабан 1, регулируют путем изменения расхода топлива на горелки 8, поддерживая температуру движущегося в барабане теплоносителя в пределах

700 — 760 С .

После прогрева печи производят загрузку барабана стружкой. Для этого стружку небольшими порциями подают по склизу во вкладыш 2. При вращении барабана и вкладыша стружка пересылается и, вследствие наклона барабана и вкладыша, постепенно перемещается от приподнятого торца вкладыша к его опущенному торцу.

Стружка, соприкасаясь с нагретыми стенками вкладыша 2 и теплоносителем — продуктами сгорания топлива в смеси с водяным паром и воздухом, нагревается от ее исходной температуры в зоне загрузки до 600 С в зоне выгрузки (на выходе в разгрузочную камеру 5) . Ч емпературу нагрева стружки по длине печи регулируют путем изменения скорости вращения барабана 1, расхода воды на форсунку 13 и расхода теплоносителя. Температуру последнего поддерживают в пределах

700 — 750 С на входе в барабан 1. При движении стружки по вкладышу 2 и ее нагреве содержащиеся в ней масла испаряются и, смешиваясь с дымовыми газами, поступают в дымоохладитель 9. Вода, смачивающая стружку при истечении из сопел форсунки 13, способствует ускорению очистки кусочков стружки от масел и жиров

Воды подают в стружку столько, чтобы вся выходящая из стружки через отверстия 20 во вкладыше 2 избыточная вода испарилась на пути ее движения к опущенному торцу барабана без остатка. Таким образом, на перфорированном участке вкладыша 2 стружка обезжиривается в результате нагрева и промывки водой, а на неперфорированной части вкладыша обезжиренная стружка проходит дополнительную очистку путем нагрева продуктами сгорания топлива в смеси с водяным паром.

При этом все углеродсодержащие микрочастицы, находящиеся в трещинах или на поверхности кусочков стружки, окисляются кислородом продуктов сгорания топлива до образования двуокиси углерода и водяного пара.

Поступающие в дымоохладитель 9 дымовые газы, содержащие пары масел, интенсивно орошаются водой из разбрызгивателя 23, в результате чего они охлаждаются и очищаются от паров масел, которые выпадают в виде конденсата на дно дымоохладителя 9 вместе с каплями воды, от1165863

1 г

Ã1

17

ЧЪг. 4

Составитель T. Лепахина

Редактор 4. Сабо Тсхред И. Верес Корректор В. Вутяга

Заказ 4298)32 Тираж 570 Г1одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35. Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Г1атент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 куда направляются в систему 10 циркуляции воды. В процессе термообезжиривания стружки выделение масляного конденсата в воду происходит непрерывно, поэтому степень замасленности воды, циркулирующей по трубопроводам напорной линии 11 и сливной линии 12, увеличивается, достигая некоторого максимума (порядка 2%) определяемого соотношением объема циркулирующей воды и количеством стружки, перемещающейся через вкладыш 2, В результате продолжительной циркуляции и многократного разбрызгивания в дымоохладителе 9 содержащиеся в воде капли масел равномерно распределяются по всему объему воды, т. е. происходит постепенное превращение этих компонентов в водомасляную эмульсию.

При выходе из форсунки 14 капли воды, содержащей масла, испаряются в потоке продуктов сгорания топлива. Температура н топке 7 поддерживается в пределах ! 200--1250 С, что обусловливает интенсивное испарение воды и масел и окисление последних до двуокиси углерода и водяного пара. В этих условиях, при наличии в составе продуктов сгорания 2 — 5% кислорода, 5 пары масел сгорают без образования сажи.

Неиспарившиеся капли воды, содержащие масла, падают на дно лотков 16 водоуловителя 15, откуда по патрубкам 17 попадают в сливную линию 12.

Температура удаляемых в атмосферу

10 обезвреженных дымовых газов поддерживается в пределах 150 — 200 С, а температура циркулирующей воды — 60 — 100 С.

Обезжиренная стружка попадает в приемник 6 стружки, откуда ее по мере накапливания высыпают в бадьи.

Использование изобретения позволяет получить обезжиренную стружку, пригодную к использованию при выплавке шихтовых слитков, а также обезвредить водомасляную

20 эмульсию, образующуюся в процессе обезжиривания.