Устройство для подогрева и загрузки ших1

(51) М Государственный номите Совета Министров СССР оа делам изоаретений и атнрытийН. И. Кобелев и И. А. Д исследовательский институ ой технологии и автоматипроизводства Б, Б, Зенк сесоюзный научи ностроения, лите литеиного ции литейног11 11 Т д 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДОГРЕВА И ЗАГРУЗКИ ШИХ Изобретение относится к области литейного производства, а именно к устройствам для подготовки шихты при плавке чугуна в индукционных печах.Известно устройство для подогрева и за грузки шихты в плавильную печь, которое работает на газовоздушной смеси и содержит футерованную емкость с механизмом ее перемещения и створчатым днищем, снабженным приводом для его открывания и закрывания, 10 футерованную крышку с горелкой и туннелем для сжигания газа и вытяжное устройство.Однако при подогреве шихты имеют место значительные потери на окисление шихты. При этом потери тем больше, чем выше тем пература подогрева шихты, Кроме того, шихта неравномерно подогревается по высоте: в нижней части футерованной емкости она остается холодной, а в верхней нагревается до 850 С. 20Целью изобретения является создание усгройства для подогрева и загрузки шихты в плавильную печь, позволяющего снизить потери шихты на окисление, потребление газа и взрывоопасность и облегчить обслуживание 25 устройства.Для этого туннель для сжигания газа наоде перекрыт огнеупорной решеткой и ет расширение в нижней части; футероая емкость имеет в боковых стенках на 30 расстоянии от ее верхнего торца, равном 0,45 - 0,6 ее высоты, воздухоподводящие каналы. Кроме того, в футеровке емкости выполнены вертикальные каналы, соединяющие верхнюю часть футерованной емкости с воздухоподводящими каналами.На фиг, 1 показано предлагаемое устройство для подогрева и загрузки шихты, установленное на печной площадке плавильных печей, вид сверху; на фиг. 2 - разрез по А - А на фиг, 1; на фиг. 3 - разрез по Б - Б на фиг. 2.Устройство состоит из футерованной емкос ти 1, которая снабжена створчатым днищем 2 с приводом 3 для его открывания и закрывания и установлена на механизме 4 для ее перемещения, Механизм перемещения представляет собой широко, распространенный роторный механизм с вертикальной осью вращения, осуществляющий как перемещение фу. терованной емкости по окружности в горизонтальной плоскости, так и незначительное перемещение (от 1 до 15 см) в вертикальной плоскости с целью поджатия емкости 1 к футерованной крышке 5, которая закреплена на стойке 6. Футерованная крышка состоит из металлического кожуха 7, внутри которого расположен туннель 8 для сжигания газа, Туннель на выходе выполнен с расширением и перекрыт огнеупорной решеткой 9, закрепленной в нижней части кожуха 7. На входе туннель для сжигания газа соединен с газовой горелкой 10, установленной на футерованной крышке. Пространство между стенками туннеля и кожуха 7 заполнено теплоизоляционным материалом 11, например сухим кварцевым песком и асбестом.Указанное расширение в туннеле выполнено на расстоянии, равном б - 8 диаметрам сопла, имеет площадь поперечного сечения, равную 40 - 240 площадям сопла горелки, а протяженность по высоте, равную 500 1000 мм, Внутренний диаметр туннеля в его узкой части равен 2,3 - 2,7 диаметра сопла горелки, а его площадь, следовательно, 5,3 - 7,3 площади сопла горелки. В нижнюю расширенную часть туннеля помещен слой кускового карбюризатора 12 высотой от 500 до 1000 мм,Футерованная емкость снабжена воздухоподводящими каналами 13, выполненными в боковых стенках на расстоянии от ее верхнего торца, равном 0,45 - 0,6 ее высоты. Воздухоподводящие каналы соединены патрубками с кольцевым коллектором 14, который, в свою очередь, посредством кольцевого воздухораспределителя, установленного на центральной колонне роторного механизма 4, а также посредством трубопроводов 15 со средствами 16 регулирования давления и расхода газа соединен с воздухоподводящей магистралью.На позиции подогрева шихты под футерованной емкостью смонтировано вытяжное устрой. ство 17, В боковых стенках футерованной емкости выполнены вертикальные каналы 18, соединяющие верхнюю часть емкости, свободную от шихты 19, с воздухоподводящими каналами 13. Воздухоподводящие каналы располагаются в горизонтальной плоскости или под углом к ней, который может меняться от 0 до 45,Устройство для подогрева и загрузки шихты в плавильную печь 20 также снабжено электропневматической системой управления и контроля за работой устройства. Системой предусмотрено два режима работы - ручной (наладочный) и полуавтоматический.Устройство работает следующим образом.Перед началом работы горелка 10 отводится в сторону, и через верхнюю часть туннеля 8 на высоту его расширенной части Ь засыпается кусковой карбюратор 12 (кокс, древесный уголь, электродный бой, коксик) . После этого горелка вновь соединяется с входной частью туннеля, а футерованная емкость 1 посредством роторного механизма 4 перемещается на позицию, где она загружается шихтой 19 непосредственно из бункеров или из обычной загрузочной (дозировочной) бадьи. Затем футерованная емкость, наполненная шихтой, перемещается поворотным (роторным) механизмом 4 на позицию подогрева шихты, устанавливается под футерованной крышкой 5 и прижимается к ней; при этом происходит герметичное соединение посредством вхождения выступа в паз, запол 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ненный влажной глиной. Затем включается подача газовоздушной смеси с коэффициентом расхода воздуха а=1,05 при наличии карбюризатора 12 и а=0,5 - 0,7 при его отсутствии. Разжиг горелки 10 осуществляется одним из известных способов (электрозапалом или факелом). Одновременно с разжигом горелки осуществляется подача воздуха через воздухоподводящие каналы 13, Расход воздуха, подаваемого через воздухоподводящие каналы, устанавливается равным 0,3 - О,5 от расхода воздуха, подаваемого в горелку, т. е, в соответствии с концентрацией СО, которая, в частности, зависит от способа создания восстановительной атмосферы. Продукты горения природного, газа, имея на выходе из узкой части туннеля температуру, равную 1750 С, проходят через слой карбюризатора, нагревают его, после чего происходит интенсивное восстановление содержащегося в продуктах горения углекислого газа СО до СО (СО,+С=2 СО+ +41080 ккал/моль). Данный процесс идет с поглощением тепла, поэтому теипература газов на выходе из туннеля снижается до 1400 С. Далее, при прохождении газов через слой шихты, последняя в верхней части емкости постепенно нагревается в атмосфере восстановительных газов до средней температуры 800 С, при этом поверхностный слой нагревается до 1000 С. Газы же, проходя через слой шихты, располагающийся выше воздухоподводящих каналов 13, охлаждаются до 800 - 850 С. Необходимо отметить, что такую температуру они имеют к концу подогрева. В начале подогрева, когда шихта еще холодная, температура газов падает до 300 - 400 С, поэтому для устойчивого дожигания газов в стенках футерованной емкости выполнены вертикальные каналы 18, по которым беспрепятственно проходят из верхней части емкости 1 газовые потоки (струи) с 1)900 С. Это обеспечивает надежное дожигание восстановительного газа, так как температура воспламенения такой газовоздушной смеси находится в интервале от 640 в 8 С.На уровне воздухоподводящих каналов, а также и ниже, происходит постепенное догарание газа, т. е. окисление окиси углерода до углекислого газа (2 СО+0=2 СО+ 135300 ккал/моль). При этом происходит выделение тепла, которое используется для подогрева шихты, расположенной ниже воздухоподводящих каналов, Температура шихты изменяется по высоте емкости незначительно, так как догорание газа происходит постепенно по мере его движения, вниз.К концу подогрева температура шихты в донной части емкости достигает 500 - 550 С, а на уровне воздухоподводящих каналов - 650 - 700 С, т. е, средняя температура шихты, расположенной ниже воздухоподводящих каналов, не превышает 600 С, что отвечает условию подогрева шихты с минимальными потерями на окисление, На выходе из футерованной емкости газы проходят через зазоры меж.ду створками днища и отсасываются вытяжным устройством 17, Подогрев длится 10 - 20 мин. По окончании подогрева отключается подача воздуха и газа, емкость 1 отжимается от крышки и устанавливается роторным механизмом 4 непосредственно над индукционной печью 20, после чего открывается днище 2 и подогретая шихта ссыпается в тигель индукционной печи. Днище посредством привода 3 закрывается, поворотный механизм 4 вновь перемещает футерованную емкость на позицию загрузки ее шихтой. Если на поворотном механизме установлены две футерованные емкости, то во время подогрева в одной из них другая загружается шихтой. Так достигается непрерывность процесса подогрева шихты, увеличение производительности и коэффициента использования оборудования.Предмет изобретения1. Устройство для подогрева и загрузки шихты в плавильную печь, содержащее футерованную емкость с механизмом ее перемещения и створчатым днищем с приводом открывания и закрывания, футерованную крышку с горелкой и туннелем для сжигания газа и вытяжную систему, установленную под створчатым днищем, отличающееся тем, что, с целью уменьшения потерь на окисление шихты, уменьшения потерь газа и снижения взрывоопасности, оно снабжено огнеупорной 10 решеткой, установленной на выходе туннелядля сжигания газа, выполненного с расширением в нижней части, а в футеровке емкости на расстоянии от ее верхнего торца, равном 0,45 - 0,6 ее высоты, расположены воздухо подводящие каналы. 2, Устройство по п. 1, отличающеесятем, что в футеровке емкости выполнены вертикальные каналы, соединяющие рабочую по лость емкости в зоне ее верхнего торца с воздухоподводящими каналами.426124 Б-б а к аз 2756/12 Изд.1524 Тираж 624ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров Спо делам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушская наб., д. 4/5 одписно Типография, пр. Сапунов Составитель Р. Зельцер едактор Е. Шепелева Техред 3, Тараненко Корректор Н. Учаки