Вращающаяся печь

 

1. ВРАЩАЮи1АЯСЯ ПЕЧЬ для спекания глиноземсодержащей шихты, содержащая корпус с участком, выполненным из усеченных конусбв, сопряженных между собой меньшими основаниями , для задержки материала, о тл и ч а Ю .щ а я с я тем, что, с целью интенсификации теплообмена, уменьшения пылеуноса, повышения качества спека, производительности и срока службы участка для задержки материала , сопряжение усеченных конусов выполнено в виде цилиндрического участка, длина которого составляИзобретение относится к технике термообработки глиноземсодержащих шихт во вращающихся печах в цветной металлургии. Известна вращающаяся печь, содержащая кольцеобразные элементы, выступающие над поверхностью футеровки, которые снабжены продольными отверстиями для прохода материала. ет 0,12-0,28 меньшего диаметра кону-1 са, а внутренний диаметр - 0,6-0,85 внутреннего диаметра печи, отношение угла при вершине конуса и угла наклона печи составляет 6-20, причем внутренняя поверхность конусов выполнена ступенчатой с высотой ступенек 0,020 ,06 и шириной 0,06-0,30 внутреннего диаметра печи. 2.Печь ПОП.1, отличающаяся тем, что на внутренней поверхности участка для задержки мат териапа, вьшолнены каналы для перемешивания материала. 3.Печь попп. 1 и2, отличающаяся тем, что каналы на с внутренней поверхности участка для (Л задержки материала выполнены по винтовой линии, при этом отношение угла наклона винтовой линии к углу при вершине конуса составляет 1-5. 4.Печь попп. 1, 2иЗ, отличающаяся тем, что винтовые каналы на внутренней поверхности сопряженных конусов имеют противополлйс ное направление, причем направление каналов ближайшего к загрузочному 4 концу конуса совпадает с направле нием вращения печи. сл Недостаток печи состоит в том, что в условиях спекания глиноземных шихт отверстия в кольцах забиваются крупными частицами, замазываются циркулирующими в печи щелочными окислами . Кроме того, такие кольца имеют низкую механическую прочность, и, соответственно, малый срок службы.

%Ф" +4Ь

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 774345

Al (5D 4 F 27 В 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К д ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 2745247/29-33 (22) 02.04.79 (46) 15.04.89. Бюл. № 14 (72) Н.Г,Срибнер, В.А.Екимов, Б.И.Арлюк, О.П.Алехин, Ю.А.Ушаков, Л.M.Ëóáåíñêèé, Г.П.Логачев, Ю.Г.Гайдамакин и Г.И.Чувашов (53) 666.94.041(088.8) (56) Патент США № 2921779, кл. 263-32, опублик. 1957.

Авторское свидетельство СССР

¹ 184264, кл ° F 27 В 7/00, 1962.

Авторское свидетельство СССР

9:560111, кл. F 27 В 7/00, 1975. (54) (57) 1. ВРАЩАЮЩАЯСЯ ПЕЧЬ для спекания глиноземсодержащей шихты, содержащая корпус с участком, выполненным из усеченных конусбв, сопряженньгх между собой меньшими основаниями, для задержки материала, о тл и ч а ю,щ а я с я тем, что, с целью интенсификации теплообмена, уменьшения пылеуноса, повышения качества спека, производительности и срока службы участка для задержки материала, сопряжение усеченных кону-. сов выполнено в виде цилиндрического участка, длина которого составля1

Изобретение относится к технике термообработки глиноземсодержащих шихт во вращающихся печах в цветной металлургии.

Известна вращающаяся печь, содержащая кольцеобразные элементы, выступающие над поверхностью футеровки, которые снабжены продольными отверстиями для прохода материала. ет О, t2-0,28 меньшего диаметра кону-1 са, а внутренний диаметр — 0,6-0,85 внутреннего диаметра печи, отношение . угла при вершине конуса и угла наклона печи составляет 6-20, причем внутренняя поверхность конусов выполнена ступенчатой с высотой ступенек 0,020,06 и шириной 0,06-0,30 внутреннего диаметра печи.

2. Печь по п.1, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что на внутренней поверхности участка для задержки ма-. териала, выполнены каналы для перемешивания материала.

3. Печь по пп. t и 2, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что каналы на с

Ж внутренней поверхности участка для задержки материала выполнены по винтовой линии, при этом отношение угла наклона винтовой линии к углу при С вершине конуса составляет 1-5.

4. Печь по пп. 1, 2 и 3, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что винтовые каналы на внутренней поверхности сопряженных конусов имеют противополажное направление, причем направление каналов ближайшего к загрузочному концу конуса совпадает с направлением вращения печи.

С д

4:ь

Недостаток печи состоит в том, что в условиях спекания глиноземных шихт отверстия в кольцах забиваются крупными частицами, замазываются циркулирующими в печи щелочными окислами. Кроме того, такие кольца имеют низкую механическую прочность, и, соответственно, малый срок службы.

774345

Известна также вращающаяся печь, на внутренней поверхности которой выполнены винтовь.е каналы, обеспеиивающие интенсификацию теплообмена и перемешивания материала, замедление

5 движения материала (при их выполнении в направлении, противоположном вращению печи) .

Однако в такой печи не,цостигает10 ся достаточно большое снижение акорости движения материала и увеличение заполнения печи что ограничивает возможность интенсификации теплообмена и увеличения времени выдержки

15 материяля в печи, Известна вращающаяся печь, содер-. жащая устройство для задержки материала., выполненные в,:иде усеченных конусов, сопряженных между собой

20 меньшими основаниями. Эта печь является наиболее близкой по технической сущности к: изобретению, Однако в этой печи место сопряжения усеченных конусов интенсивно изнашивается за сче-.. абразивного воздействия обжигаемого материала и развития термических напряжений. Резкое изменение наклоня слоя мятериала при переходе из сужающейся части первого

30 конуса .в расширяющуюся часть второго конуса обуславливает неравномерность и нестабильное"ь дв .и ения материала на этом участке, Резк п переход свободного сечения печи из су-,кающегося в расширяющийся участок приводит к повьппенной турбулизации газового потока, что вызывает увеличение пылеуноса материала из слоя.

Цель изобретения — интенсификация теплаобмена, уменьп|ение пылеуноса, повышение качества спекя. производительности и рока службы участка для задержки материала, Это достигается тем, что во вращающейся печи для спекания глиноземсодержащей шихты сопряжение усеченных конусов выполнено B íиде цилиндричяс" кого участка. длина которого составляет О, 12-0,28 меньшего диаметра конуса, а внутренний диаметр — 0,60,85 внутреннего диаметра печи, отношение угла пр=:: вершине конуса и угла наклоня печи составляет 6-20 причем внутренняя поверхность конусов выполнена с -,упенчатой с высотой сту- 55 пенек 0.02-0,,06 и шириной 0,06-0,30 внутреннего диаметра печи. Кроме

ТОГО на внутренней поверхности учястка для задержки материала выполнены каналы для перемешивания материала. Каналы могут быть выполнены по винтовой линии, при этом отношение угла наклона винтовой линии к углу при вершине конуса составляет 1-5 ю а винтовые каналы на внутренней поверхности сопряженных конусов могут иметь противоположное направление, причем направление каналов ближайшего к загрузочному концу конуса может совпадать с направлением вращения печи.

На фиг. 1 изображена предлагаемая печь, продольный разрез; на фиг. 2— вид по стрелке А на фиг. 1.

Вращающаяся печь состоит из корпуса 1, футерованного огнеупором (футеровкой 2), к которому примыкает усеченный конус- 3, суживающийся в направлении разгрузочного конца печи. К нему примыкает цилиндрический участок 4,переходящий в усеченный конус 5, расширяющийся в направлении разгрузочного конца. Внутренняя поверхность конусов выполняется ступеньками 6 и имеет винтовые каналы

7. Усеченные конуса и цилиндрический участок выполнены из огнеупорного материала. Часть сечения печи заполнена слоем обжигаемого материала 8.

Длина цилиндрического участка 4 составляет 0,12-0,28 меньшего диаметра усеченных конусов 3 и 5, а внутренний диаметр 0,6-0,85 внутреннего диаметра футеровки 2. Угол при вершине конусов 3 и 5 составляет 6-20 угла наклона корпуса 1 печи.На внутренней поверхности усеченных конусов 3 и 5 выполнены ступеньки 6 высотой 0,020,06 и шириной 0,06-0,30 внутреннего диаметра футеровки 2 печи.

Кроме того, на внутренней поверхности усеченных конусов 3 и 5 и цилиндрической площади 4 расположены каналы 7, направленные по винтовой линии под углом к оси печи 1-5 угла при вершине конусов 3 и 5. Причем винтовые каналы 7 усеченного конуса

2, расположенного ближе к загрузочному концу печи 1, направлены против вращения печи, а каналы конуса

5 — в направлении вращения.

Участок для задержки материала расположен в подготовительных зонах печи (нагрева и декарбонизации) на участке до сечения 0,75 от общей длины печи (преимущественно на участ

774345

При высоте ступенек больше 0,06 диаметра печи возникают значительные термические напряжения, обуславливающие скалывание огнеупоров, при высоте ступенек меньше 0,02 диаметра печи их тормозящее действие незначительно.

5 ке 0,4-0,7 относительной длины печи) и в зоне охлаждения на участке . 0,9-1,0 относительной длины печи (от загрузочного конца).

При вращении печи обжигаемый материал 8 перемещается в сторону ее наклона и нагревается движущимся навстречу газовым потоком. Среднее заполнение печи материалом составляет 5-20 . В зоне декарбонизации известняка шихты за счет выделения из слоя углекислого газа резко возрастает скорость движения материала и в 2-3 раза уменьшается заполнение пе- 15 чи, что приводит к снижению интенсивности теплообмена и требует выполнения участка для задержки материала.

При поступлении материала в участок для задержки материала он последовательно проходит усеченный конус

3, цилиндрический участок 4 и усеченный конус 5. Ввиду уменьшения диаметра свободного сечения печи в участке для задержки материала уменьша 25 ется скорость движения материала, повышается заполнение печи материалом.

Наличие ступенек 6 и каналов 7 увеличивает теплообменную поверхность футеровки, интенсифицирует перемешивание материала в поперечном сечении слоя. Винтовые каналы 7 на поверхности конуса 3, направленные против вращения печи, способствуют еще большему снижению скорости материала и уве35 личению заполнения печи за счет перемещения части материала в каналах в противоположном направлении. Во вращающихся печах скорость отдельных частиц существенно отличается от средней в 2-3 раза. Наличие последовательно расположенных ступенек и винтовых каналов способствует выравниванию скорости отдельных частиц. Цилиндрический участок 4 на сты- 4 ке конусов 3 и 5 обеспечивает более плавный переход материала из сужающегося конуса 3 в расширяющийся конус 5, что стабилизирует его движение и, следовательно, тепловой режщю печи. На цилиндрическом участке 4 стабилизируется газовый поток, поступающий из сужающегося конуса 3, уменьшается его турбулизация и за счет этого уменьшается количество материала, "срываемого" с поверхности слоя, т ° е. снижается циркуляция пыли в печи и ее унос с отходящими газами.

Благодаря наличию цилиндрическоf го участка уменьшаются термические напряжения в футеровке на стыке конусов и абразивный износ стыка движущимся материалом.

На выходе из задерживающего устройства находится более нагретый, чем на входе, материал, содержащий некоторое количество жидкой фазы, что приводит к замедлению его продвиже-. ния по печи. Поэтому, во избежание нарушения движения и переполнения печи материалом на поверхности расширяющегося к разгрузочному концу конуса

5 винтовые каналы направлены в сторону вращения пери, что обеспечивает увеличение скорости движения материала.

При выполнении цилиндрической площадки длиной меньше 0,12 меньшего . диаметра конуса не достигается достаточной стабилизации движения материала и газового потока, при ее длине больше 0,28 диаметра конуса возрастают потери напора газового потока, т.е. гидравлическое сопротивление печи.

При внутреннем диаметре цилиндрической площадки меньше 0,6 диаметра печи черезмерно возрастает аэродинамическое сопротивление печи и пылеунос из-за значительного увеличения сКорости газов, нарушается равномерность движения материала. При диаметре цилиндрической площадки больше

0,85 диаметра печи не достигается достаточной степени заполнения печи материалом.

При отношении углов при вершине усеченных конусов и наклона печи больше 20 затрудняется прохождение наиболее крупных частиц, которые накапливаются перед участком для задержки материала, происходит пересыпание материала через загрузочный борт печи, при величине этого угла меньше 6 углов наклона печи на значительной длине печи уменьшается внутренняя поверхность футеровки из-за уменьшения среднего диаметра, что снижает интенсивность теплообмена.

774345

При угле наклона винтовых каналов меньше 1 угла при вершине конуса их тормозящее действие в загрузочном и транспортирующее действие в разгрузочном конусе незначительно, при yr5 ле наклона более 5 углов при вершине конуса их влияние на движение материала уже не увеличивается.

При выполнении устройства с нижним пределом соотношений конструктивных характеристик (обозначения см» в таблице), Ь 3/D 3„=0,12; Р3м/D „=0,6; (кз/ п =6; h „/D Вн=0,02; Шст/D вн=

= 0,06 и верхним пределом соотношения пк/ $3=5, существенно возрастает аэродинамическое сопротивление печи, пылеунос (возрастает скорость газов в режиме), снижается производительность (большой подпор прохождению материала), уменьшается извлечение глинозема из спека (нарушается стабильность движения материала, возрастает неравномерность прогрева слоя по 25

Величина

Наименование

2,7

3,6

3,8

0,33

0,6

012 0166 028

0,80 0,85

1 42 1 42

10

11,8 20

0,02

О» 0225 Оэ06

Меньший диаметр усеченных конусов участка для задержки материала D „, м

Длина цилиндрического участка в месте сопряжения усеченных конусов участка для задержки материала L 3, м

Отношение длины цилиндрического участка в месте сопряжения усеченных конусов к меньшему диаметру конусов» 1,ц3/D зм

Отношение внутреннего диаметра цилиндрического участка в месте сопряжения конусов к внутреннему диаметру печи, D> /D <„

Угол наклона печи e(град

Угол при вершине усеченных конусов участка для задержки материала о(3, град

Отношение угла при вершине конусов к углу наклона печи, с(„3 / с п

Отношение высоты ступенек участка для задержки материала к внутреннему диаметру печи, Ь, /Р,„ толщине), уменьшается срок службыустройства из-за того, что оно сильно выступает над поверхностью футеровки.

При выполнении устройства с верхним пределом соотношений конструктивных характеристик L кз/Эзм=0 28; D3„/Эви

0 85; dq3/о и =20; h т/D 81»=0,06;

lH„,/D<„=0 3 и нижним пределом. соотношения o(„/ Ы„; — 11 снижаются заполнение печи материалом, интенсивность теплообмена, степень термической подготовки материала по длине печи, вследствие чего повышается, удельный расход топлива, снижается производительность и извлечение глинозема из спека, при этом ступеньки задерживающего устройства, сильно выступающие над поверхностью футеровки, скалываются..и эффективность их использования уменьшается. Повьппенная ширина ступенек ведет к уменьшению на большой длине внутреннего диаметра печи, т.е. к уменьшению поверхности теплообмена.

774345

0,06

2,25 1,0

Отношение длины ступенек участка для задержки материала к внутреннему ди ст 6н

Угол наклона винтовых каналов Ы8„, град

Отношение угла наклона винтовых каналов к углу при вершине конусов участка для задержки материалову4 gч / кз

Продолжение таблицы

0 133 0,30

45 35

Редактор Л.Письман Техред M.Mîðãåíòàë Корректор M.Äåì÷èê

Заказ 1924 Тираж 533 Подписное

ВНИИПИ Государ< твенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101