Печь кольцевая для тепловой обработки газопроницаемого материала

 

О П И С А Н И Е „„954?69

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеюз Саветсинк

Сецналнстнчесини

Реслублнн (Sl ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.03.81 (21) 3253850/22-02 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет

Опубликовано 30.08.82. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 30.08. 82

{51)М. Кл.

F 27 Q 13/00 (Ьсудвретеаииыб квмитвт

СССР йе двлам иэабрвтеиий и отирнтий

{53) УДК 669.187..2 (088.8) Й,ц Козлов, С. Г. Рудевский, Г. С. Хомский, и В. И. Гресев (72) Авторы изобретения

Липецкое отделение Государственного орден

Знамени союзного института по проектирова сталеплавильного и прокатного производства и Всесоюзный научно-исспедоватепьский по переработке лома черных металлов (71) Заявители (54) ПЕЧЬ. КОЛЬЦЕВАЯ ДЛЯ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ

ГАЗОПРОНИЦАЕМОГО МАТЕРИАЛА

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

Известны непрерывные устройства для сложной тепловой обработки замасленной сыпучей металлической стружки с получением однородного по свойствам продукта. .В устройстве измельченная замасленная стружка многократно пересылается во вращающемся наклонном барабане и одноврементто обрабатывается дымовыми газами с температурой 300-350 С. Па. ры масла, возгоняющиеся при нагреве стружки, захватываются дымовыми газами, отслсываются и дожигаются B отдельной камере, причем продукты сгорания, образующиеся в ней, возвращаются обратно в барабан печи для использования в качестве греющей среды (1J.

Известно устройство для непрерывно5 Ф го подогрева измельченной металлической стружки, в котором измельченная замасленная стружка перемещается сверху вниз под действием сил гравитации и состоит из двух камер — нагрева и обжига стружки, причем в камере обжига дожигаются пары масла, выделившиеся из стружки в камере нагрева (2).

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

20 металлическую стружку, последней необходимо придать свойство сыпучести, что можно достичь ее дробленйем до размеров частиц 3-5 см: Операция дробления связана с дополтпттельными трудовыми и

9547 69

4i энергетическими затратами, применением громоздкого оборудования, Дополнительные затрать. на дробление стружки проявляются пои сопоставлении цен по прейскуранту

JJ О1-08 сбытовых цен на лом и отходы

5 ч е рных м етал лов.

Общеизвестны устройства периодического действия для тепловой обработки шихтовых неоднородных материалов, в том числе замасленного металлолома и 10 недробленой стружки, в бадьях или контейнерах.

При нагреве материала в рабочих полос тях бадей в этом случае поддерживаются заданные климатические условия, обес- 35 печивается обезвреживание масляных включений при ограниченном окислении 3).

Недостатком устройств периодического действия являются непроизводительные затраты на управление меняющимися во 20 времени параметрами, разброс свойств продукта, перерывы в работе во время загрузки-разгрузки, периодическое раскрытие рабочих камер и др.

Наиболее близким по технической сущ- 25 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 ля загруз ки материала, патрубки ввода теплоносителей и отвода отработанных газов (4).

Наиболее существенным недостатком известного устройства является специфич55 ность требований к качеству исходного материала, в частности к необходимости его жидкотекучести. По этой причине в такой лечи может обрабатываться толко однородный мелкодисперсный материал, 40 к примеру мепкодробленная металлическая стружка, выработка которой связана с большими трудовыми и энергетическими затратами.

Известная печь имеет единое рабочее пространство, не позволяющее выделить .-климатические зоны для обработки материала, находящегося в разных стадиях нагрева, что также является недостатком.

По этой причине цепь невозможно использовать для материалов, требующих слож50 ной тепловой обработки, в частности для обработки замасленой стружки, когда! рационально первоначально произвести удаление из нее паров масла, а затем догреть до температур горячего окускования.

1!ель изобретения — снижение трудовых и энергети и ских 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 выполнены ячейки на равном расстоянии друг от друга по окружности в виде колодцев открытых сверху и перекрытых снизу заслонками, причем заслонки закреплены на поде.

В простенках 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 отопления и. тепловой обработки.

Кольцевая 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 колод- . нами 4 в нижней своей части имеют каналы 5 с установленными в них отбойниками 6, причем площадь сечения каналов составляет от 2О до 50% плошади простенка. Снизу колодцы перекрываются заслонками 7, крепящимися к вращающемуся поду 1. Заслонки 7 удерживаются в закрытом положении подпружиненными упорами 8, хвостовая часть которых выполнена в виде вилок 9, входящих в зацеп ление при повороте пода 1 с гидроцилиндром 10 перемещения упора 8.

Печь имеет окно 11 выгрузки, гидроцилиндр 12, шток 13 которого, перемещаясь, осуществляет открытие-закрытие заслонок 7.

Печь оснащена механизмом 14 шагового вращения пода 1, роликами 15, цен25

5 - 547 трируюшими под 1 и опорными ролика ми 16.

Неподвижный свод 2 печи имеет загрузочное отверстие 17, с заслонками 18, а также патрубки 19 с клапанами 20 для ввода греющих газов, патрубки 21 с клапанами 22 для отвода отработанных газов, форсунки 23 с клапанами 24 для ввода водяного дисперсоида, коллекторы

25 газовых завес с клапанами 26. 1О

Печь оснащается камерой 27 дожигания с горелками 28 отопления, рекуператором 29 подогрева воздуха, дымоотводяшей трубой 30 и вентилятором 31 горячего дутья. 15

На чертеже показан обрабатываемый материал 32.

Печь работает следующим образом.

Пористый материал 32, преимущественно замасленная вьюнообразная стружка, щ 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 проем одного из колодцев 4 во вращающемся поде 1 печи. Далее порции материала 32, находясь неподвижно в колодцах 4, перемещаются щаговыми вращениями пода 1 от позиции загрузки на эо 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 матери. алов, например для вьюнообразной стружки

На позиции выгрузки <упор 8, служащий опорой заслонки 7, перемещается гидроцилиндром 10 до вывода из сопри- 1 косновения с заслонкой. В таком положении заслонка 7 удерживается только выдвинутым штоком 13, и когда последний под действием гидроцилиидра 12 начинает задвигаться, заслонка 7 постепенно открывается. Нагретый материал 32 сползает по заслонке 7 и проваливается вниз через окно 11 выгрузки в приемные устройства для дальнейшей переработки.

После опорожнения колодца 4 последова50 тельно в обратном порядке заслонку.7 возвращают в исходное закрытое положение, при котором она является дном колодца 4.

Тепловая обработка материала 32 осуществляется посредством перемещения последнего в колодцах 4 враш6ющегося

55 поде 1 через заденные климатические зоны, реализуемые посредством подачи теплоносителей сверху через патрубки

69 6

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 пористые 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 подстуживании поверхности ячейки колодца 4 с целью исключения самовозгорания материала при загрузке. Для этого на своде

2 печи по крайней мере над одной из свободных от материала 32 ячеек колодцев 4 устанавливаются форсунки 23 с клапанами 24 для подачи водяного дисперсоида. Последние включаются, когда. под ними устанавливается очередной.колодец 4, не остывший после выгрузки нагретого материала 32.

В печи материал обрабатывается в две стадии — в первой из материала удаляются масляные включения, во второйбезмасляный материал догревается до температуры горячего окускования. В первой стадии греющие газы двигаются навстречу материалу, причем для подавления горения масла и поддержания необ ходимых температурных условий газы подстуживаются водяным дисперсоидом.

Во второй стадии, когда материал догревается до температур горячего окускевания, газы двигаются в основном прямотоком с обрабатываемым материалом.

Указанная технология осуществляется следующим образом. Материал 32, после нагрузки, перемещается шаговыми вращениями пода 1, проходя расстояние между позициями загрузки и выгрузки. Примерно в среднюю часть этого пути, через патрубки 19 с клапанами 20 чврез свод 2 печи со скоростью 20-50 м/сек подаются греющие газы. Огсос отработанных газов производится из района, примыкающего к окну 11 выгрузки, через патрубки 21 с клапанами 22, Греющие газы в общем случае двигаются (под действием перепада давлений) от места подачи к месту отсоса, что при замкнутой форме рабочего пространства создает две траектории движения газов, одна из которых совпадает с направлением вращения пода "(прямоточно материалу), другая— противоположна. Соответственно, на участке прогрева и испарения масел газы двигаются навстречу материалу, а|:на 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, 10 умеренные температуры процесса предотвращают образование вредных окислов азота, При открытии загрузочного отверстия

17 (или заслонки 7 при выгрузке матери-tS

ana) соответствующие колодцы 4 отсекаются от рабочего пространства газовыми завесами 25 с клапанами 26, что предотвращает выбивание газов в помещение цеха.. 20

При своем движении от места подачи (патрубки 19) к месту отсоса (патрубки 21) греющие газы пронизывают материал 32, загруженный в колодцы 4, причем из колодца в колодец газы пере- 25 текают через, каналы 5. Для исключения забивания каналов 5 материалом 32 последние снабжены отбойниками 6, по которым материал 32 соскальзывает . вниз при выгрузке. Для того, чтобы газы пронизывали всю толщу материала, каналы 5 устраиваются в нижней части простенков между колодцами 4, причем плошадь сечения каналов 5 составляет от 20 до 50% площади простенка. Благодаря такой конструкции газы вынуждены двигаться сквозь толщу материала, прижимаясь 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 свер« ху вниз со значительной скоростью.

В печи осуществляется комплексное использование тепла отработанных газов, отсасываемых через патрубки 21. Вентилятором 31 горячего дутья отсасываемые газы направляются в камеру дожигания 27 с горелками 28 отопления, где, газы дожигаются, и далее возвращаются в кольцевую печь через патрубки для

Ф отопления печи. Избыток газов отводится в дымовую трубу 30 через рекуператор 29 служащий для подогрева воздуха, е

55 используемого в качестве окислителя топлива и масляных включений в камере

27 дожигания.

69 8

Основным технико-экономическим преимуществом печи является снижение трудовых и энергетических затрат в поточном производстве брикетов за счет использования в качестве исходного материала вьюнообразную стальную стружку.

Использование изобретения позволит улучшить условия труда, сэкономить материалы и топливо, а также улучшить качество продукции. Ожидаемый экономический эффект при объеме перерабатываемой стружки в 30 тыс. т. составит

210 тыс. руб.

Фор мула изобретения

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 дружности в виде колодцев, открытых сверху .и перекрытых снизу заслонками, причем заслонки закреплены на поде.

2. Печь по п. 1, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью пропуска газов, в простенках между колодцами выполнены каналы с отбойниками.

3. Печь по пп. 1 и 2, о т л и ч а— ю щ а я с я 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 СССР

М 490874, кл. F 27 Р 13/00, 1974.

2. Заявка Японии l4 54-33202, кл. F 27 В 1/08, опублик. 1974.

3. Кущ С. A. и др. Предварительный подогрев шихтовых материалов для дуговых сталеплавильных печей. - "Металлург, 1970, % 7.

4. Патент ФРГ М 24579, кл. Р 27 В 3/06, оцублик. 1974.

954769

Составитель А. Щербаков

Редактор И. Пилипенко Техред Т.Фанта Корректор А. Ференд, Заказ 6410/39 Тираж 645 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, А