Вращающаяся печь

Ф+мь СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 09) 01) 27 В 7 00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ЕЛЬСТВ Д ВТОРСНОМУ СВИ, 12-0, 28 меньшего ди а внутренний диаметр реннего диаметра печ метра кону- 0,6-0,85 ет са отношение . угла наклопричем внут- в выполнена пенек 0,02 вну угл вершине к оставляет нус 6-2 на печ няя поверхность онусой сту0,30 упенча 06 иш ои с высориной 0,0печи.ь по пе 1 у нутреннег аметра 2 Пе аюл нием вращения печи. таллургии.Известна вращающ я печь, соде лементы, выс жащая кольцеобразны тупающие над поверх которые снабжены пр еровки, отверостью фдольным атериал проход стиями(56) Патент США Кф 2921779,кл. 263-32, опублик. 1957.Авторское свидетельство СССРФ 184264, кл. Р 27 В 7/00, 1962.Авторское свидетельство СССРМФ.:560111, кл. Р 27 В 7/00, 1975.(54)(57) 1. ВРАЩАЮЩАЯСЯ ПЕЧЬ дляспекания 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 исрока службы участка для задержки материала, сопряжение усеченных конусов выполнено в виде цилиндрического участка, длина которого составляИзобретение относится к техникеермообработки глиноземсодержащихихт во вращающихся печах в цветной щ а я с я тем, что на внутреннеи поверхности участка для задержки ма-. териала, выполнены каналы для перемешивания материала,3. Печь по пп. 1 и 2, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что каналы на сФ 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 направлеНедостаток печи состоит в том, что в условиях спекания глиноземных шихт отверстия в кольцах забиваются крупными частицами, замазываются цир кулирующими в печи щелочными окислами. Кроме того, такие кольца имеют низкую механическую прочность, и, соответственно, малый срок службы.Известна также вращающаяся печь,на внутренней поверхности которойвыполнены винтовь.е каналы, обеспеиивающие интенсификацию теплообмена иперемешивания материала, замедлениедвижения материала (при их выполнении в направлении, противоположномвращению печи) .Однако в такой печи не,цостигает 10ся достаточно большое снижение акорости движения материала и увеличениезаполнения печи. что ограничиваетвозможность интенсификации теплообмена и увеличения времени выдержки15материала в печи,Изрестна вращающаяся печь, содер-.жащая устройство для задержки материала выполненные в виде усеченныхконусов, сопряженных между собой20меньшими основаниями. Эта печь является наиболее близкой по технической сущности к изобре"ению,Однако в этой печи место сопряжения усеченных конусов интенсивно изнашивается за счет абразивного воздействия обжигаемого материала и развития термических напряжений. Резкоеизменение наклона слоя материала припереходе из сужающейся части первого30конуса в расширяющуюся часть второгоконуса обуславливает неравномерностьи нестабильно;ь пв".осення материалана этом участке, Резки переход свободного сечения печи из сужающегосяв расширяющийся участок приводит к повьппенной турбулизации газового потока, что вызывает увеличение пылеуноса материала из слоя.Цель изобретения - интенсификациятеплаобмена,. Уменьшение пылеуноса,повышение качества спека, производительности и срока службы участка длязадержки материала,Это достигается тем, что во вращающейся печи для спекания глиноземсодержащей шихты сопряжение усеченныхконусов выполнено в виде цилиндричес"кого участка. длина которого составляет О, 12-0,28 меньшего диаметра конуса, а внутренний диаметр - О,б0,85 внутреннего диаметра печи, отношение угла пр 1: вершине конуса и угла наклона печи составляет бпричем внутренняя поверхность конусоввыполнена с-,упенчатой, с высотой ступенек 0.02-006 и шириной 0,06-0,30внутреннего диаметра печи. Крометого на внутренней поверхности участка 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) 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 0,02- 0,06 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 (преимущественйо на участ774345 40 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. 5ке 0,4-0,7 относительной длины печи) и в зоне охлаждения на участке . 0,9-1,0 относительной длины печи (от загрузочного конца).5При вращении печи обжигаемый материал 8 перемещается в сторону ее наклона и нагревается движущимся навстречу грзовым потоком. Среднеезаполнение 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 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 уве 35 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 стыке конусов 3 и 5 обеспечивает более плавный переход материала из сужающегося конуса 3 в расширяющийся конус 5, что стабилизирует его движение и, следовательно, тепловой режим 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 цилиндрического 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 продвижения 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 чрезмерно 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 уг 5 ле наклона более 5 углов при вершине конуса их влияние на движение материала уже не увеличивается. 10При выполнении устройства с нижним пределом соотношений конструктивных характеристик (обозначения см, в таблице), Ь цэ/Э зм=0,12 Р,/Э вн=063 с(кз/о(п =61 11 ст/Э вн=002 Шст/Э вн= 15 = 0,06 и верхним пределом соотношения ви/кз=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 0,12 О, 166 0,28 0,80 0,85 142 142 0,61 О 42 34 20 11,8 20 0,02 Оф 0225 Оэ 06 Меньший диаметр усеченных конусов участка для задержки материала Э, м Длина цилиндрического участка в месте сопряже-ния усеченных конусов участка для задержки материала Ь мОтношение длины цилиндрического участка в месте сопряжения усеченных конусов к меньшему диаметру конусов, Ьц/ЭОтношение внутреннего диаметра цилиндрического участка в месте сопряжения конусов к внутреннему диаметру печи, ЭА, /Э в Угол наклона печи М, град Угол при вершине усеченных конусов участка для задержки материала с( , градОтношение угла при вершине конусов к углу наклона печи, с,д / сп Отношение высоты ступенек участка для задержки материала к внутреннему диаметру печи, Ь, /Э,толщине), уменьшается срок службы- устройства из-за того, что оно сильно выступает над поверхностью футеровки. При выполнении устройства с верхним пределом соотношений конструктивных характеристик Ь цз/Э ,=0,28; Э /ЭОу 85 э кэ/о в =20 э Вот/Э вв=Оф 06 э Шт/Эв=0,3 и нижним пределом. соотношения в/ 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, скалываютсяи эффективность их использования уменьшается. Повышенная ширина ступенек ведет к уменьшению на большой длине внутреннего диаметра печи, т.е. к уменьшению поверхности теплообмена.774345 0,06 50 2,251,0 Отношение длины ступенекучастка для задержки материала к внутреннему диаметру печи Мст/внУгол наклона винтовых каналов Ы градОтношение угла наклонавинтовых каналов к углупри вершине конусов участка для задержки материаловсв/ скз Продолкение таблицы О,1 ЗЗ 0,3045 35774345 орректор М.Демч тор Л.Письман Техред М.Морген ираж 533 дписн Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. рина,1 аказ 1924 НИИПИ Гос ственного комитет 113035, Москва, по изобретениям и -35, Раушская наб ытиям при ГКНТ СС 4/5