Способ тепловой обработки замасленной металлической стружки

ОБРЕТЕ ТЕЛЬСТВУ Фв ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ОПИСАНИЕК АВТОРСКОМУ СВИД(71) Институт газа АН Украинской ССР (53) 669.187.25(088.8) .(56) 1. Авторское свидетельство СССР 9 490874, кл. Р 27 0 13/00, 1975.2. Авторское свидетельство СССР 9 623074, кл. Р 27 В 3/00, 1977.(54 )(57) СПОСОБ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ ЗАМАСЛЕННОЙ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ СТРУЖКИ, включающий наложение на слой обрабатываемого материала основных колебаний частотой 10-50 Гц и допол,.9010367 нительных колебаний, имекщих болеевысокую чем основные колебания частоту, и продувку материала тепловосителем, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью увеличения производительности процесса и снижениярасхода энергии, слой обрабатываемой стружки подвергают воздействиюколебаний частотой не менее 0,1 Гцв плоскости, перпендикулярной плоскости основных и дополнительныхкодебаний, одновременно продуваюттеплоносителем температурой 300350 С снизу вверх, после чего продувают теплоносителем с температурой 900-1000 С сверху вниз.Изобретение относится к выплавке металлов н электрических печахиэ легковесной шихты, загрязненноймасламн или другими испаряющимисяи загр,тэняющими атмосферу веществами, и может быть использовано вчерной 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 300-3500 С со скоростью3-7 м/с, При этом пары масла, обраэующиеся н процессе нагрева, от"сасывают и камеру и сжигают н ка-честве топлива с целью получениятеплоносителя 11.Недостатками известного способаподогрева являются невозможностьнагрева стружки выше температуры3500 С и низкая степень использования тепла.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результату является способ тепловой абра"ботки замасленной металлическойстружки, включающий наложение наслой обрабатываемого материала ос"ионных колебаний частотой 10-50 Гци дополнительных колебаний, имеющих более высокую, чем основныеколебания частоту, и продувку материала теплоносителем 2 .Однако известный способ малопригоден для сушки замасленной металлической стружки, так как наложение двойных колебаний на слой в одной плоскости приводит к слипаниючастиц и образований крупных агре"гатов, сушка которых замедляетсяв десятки раэ, соответственно воз-,растает и расход теплаКроме того,этот способ загрязняет окружающуюсреду продуктами разложения и испарения масел, содержащихся в стружкетак как не предусматривает их обеэ"жиривания. Температура нагревастружки ограничена величиной 350 Соиз-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 основныхколебаний частотой 10-50 Гц и дополнительных колебаний, имеющих болеевысокую; чем основные колебаниячастоту, и продувку материала теплоносителем, слой обрабатываемойстружки подвергают воздействию колебаний частотой не менее 0,1 Гц нплоскости, перпендикулярной плоскости основных и дополнительных колебаний, одновременно продувают теплоносителем с температурой 300- 350 С снизу вверх, 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 процессаи снижении. расхода энергии.Способ осуществляют следующимобразом.Замасленную стружку из накопите" 15.ля 1 дозируют устройством 2 и подают на ниброконвейер 3 равномернымслоем толщиной 80-250 мм. Конвейер приводится в вибрирующее состояние эа счет наложения основныхколебаний частотой 10-50 Гц и дополнительных в той же плоскости счастотой 20-100 Гц.Чтобы исключить образование комков, которые появляются в этом слу"чае, замедляя процесс нагрева и уве 25 личиная расход тепла, слой подвер"гают с частотой 0,1-0,2 Гц в плос- .кости, перпендикулярной колебаниямпервых двух видов колебаний. Такоевстряхивание разрушает образовав щиеся гранулы стружки. Слой стружкина виброконнейере разделяется перегородкой 4 или другим способом надва участка А и Б. На участке Аслой продувают теплоносителем при ц 300-350 СТеплоноситель указанных парамет.рон подготавливают путем разбанления отходящих продуктов сгораниявоздухом и подается в слой черезкороб 5. Возможно приготовлениетеплоносителя и другим известнымспособом, Теплоноситель, проходячерез слой стружки снизу вверх,испаряет масло, При этом пары невспыхивают, так как температура 45 теплоносителя недостаточна для этого. В результате предотвращаетсяпбвышение температуры процесса ивоэможность оплавления и окислениястружки50 Далее теплоноситель, обогащенныйпарами масла, через дымоход 6 пода"ют в крышку - дожигатель 7, где припомощи горелки 8 пары масла дожигают при 900-10000. После дожиганиятеплоноситель просасывают черезслой стружки на участке Б сверхувниз и нагревают ее до температуры 600-800 С. Поскольку етружка научасток Б попадает из участка А,где она уже обеэмаслилась, то в 6" короб 9 и дымоход 10 подают безвредные продукты полного сгорания топлива, которые можно выбрасыватьв окружающую среду.По данному способу высота слоя 65 стружки колеблется от 80 до 250 мми 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 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 пропорцио. нально 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.П р и м е р 1, Навеску стружки стали ШХ 15 массой 500 кг с. со держанием масла 4,27 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 З 5о сверху вниз с расходом 450 м 3/ч. Теплоноситель получают при сжигании паров масел с воздухом, Количество паров равно 21 м 3/ч. Произ. водительность виброконвейера 500 кг/ч, В соответствии с тепловым балансом дпя испарения масла и нагрева стружки до 300 С необходимо заторатить 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 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 потокео 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 м 3/ч или 32 м 3/т стружки, Иэ приведенных данных видно, что расход . 65Способ Показатели Известный Предлагае.мый Количество стружки, кг 500 500 Температура нагрева стружки, С 830 300 Время обез"масливания, ч Расход природного газа,м /т 0 32 Для определения оптимальной частоты колебаний третьего рода 1 боковых ) на виброконвейере проводят теплоносителя составляет 1800 м/стружки, а тепловой КПД 25,5. Приэтом израсходовано 32 м /т природзного газа,П р и м е р 2. Навеску стружкистали ШХ 15 массой 500 кг с содержакием масла 4,2 нагревают предлагаемым способом на виброконвейере,накрытьм кожухом с двумя камерами. Высота слоя стружки 100 мм,температура теплоносителя в первойкамере 350 С. Производительностьовиброконвейера 500 кг/ч. Помимовибраций по известному сПособу )с частотой от 20 и до 40 Гц конвейер подвергают боковым колебаниямс частотой 0,05 Гц, что полностьюисключает обраэозание комков стружки. Полное удаление масла из стружки в первой камере достигнуто через1 ч при расходе теплоносителя260 м 3/ч. Теплоноситель получаютпутем отбора уходящих газов иэ вто"рой камеры (см. чертеж ). Во вторуюкамеру подают газ иэ первой вместес парами масла, количество которыхсоставляет 21 м/ч. Пары сжигаютпри 900 С путем добавления воздухав количестве 200 мЗ/ч и подают нанагрев уже обезмасленной стружки вовторую камеру. Температура стружкина выходе иэ виброконвейера 830 С,а отходящих газов около 370 С, ихобъем 470 м 3/ч. Таким образом,по предлагаемому способу обезмасливание стружки закончилось за1 ч, температура подогрева 830 С,дополнительных затрат топлива непотребовалось.ФПриведенные в примерах данныесведены в табл. 1.Таблица 10,08 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 ф 0 42 6,2 3,5 2,3 6,3 10,3 4,5 3;б 9,5 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", г.ужгород,ул.Проектная,4 исследование со стружкой с разнойэамасленностью, фиксируя при этомобразование 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. 50Преимущества. предлагаемого способа перед известным: производитель. ность процесса повышается на 100/ при,одновременном увеличении темпе-, ратуры нагрева с 300 до 830 С, уйме ньшается расход топлива на 32 м /т в пересчете на природный газ, до" полнительно 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 7510 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) = 1,15 руб/т,При переплаве стружки в электро- печах из-за большей температуры повышается на 20 производительность печей. Это снижает расходы по переделу, которые при обычных ус. ловиях 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/гбд.