Вращающаяся печь для термообезжиривания стружки цветных металлов и сплавов

 

Изобретение относится к металлургии. Печь содержит барабан с металлическим вкладышем, загрузочную камеру с дымоотводом, дымоохладитель и разгрузочную камеру с горелочным устройством и газоходом для вдувания в барабан теплоносителя. Конец газохода выполнен с цилиндрическим пустотелым насадком, внутренняя стенка которого и торец со стороны барабана перфорированы, а наружная стенка снабжена двумя патрубками. Один из патрубков, укрепленный за перфорированным торцом по ходу теплоносителя, присоединен к трубопроводу подачи воды, а другой, укрепленный до перфорированного торца, присоединен к трубопроводу подачи водяного пара. В дымоохладителе установлен газопроницаемый контейнер с жаростойкой стружкой, а в дымоотводе укреплено сопло для вдувания в дымовые газы паровоздушной смеси. 5 ил.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в производстве ферротитана, жаропрочных и прецизионных сплавов, цветных металлов и пр. , где применяется обезжиренная, очищенная от металлических включений металлошихта, в частности стружка.

Известно устройство для тепловой обработки промпродуктов химико-металлургического производства, содержащее футерованный барабан, загрузочную и разгрузочную камеры, дымоотвод и подводящий газоход с горелочным устройством, торец которого расположен в полости барабана.

Недостатками этого устройства являются загрязненность обработанного промпродукта частицами футеровки при его движении в барабане, ненадежность оборудования при обработке легкоокисляющихся промпродуктов типа замасленной стружки титана, магния и их сплавов из-за повышенной опасности воспламенения паров масел на поверхности кусочков промпродуктов с развитием высоких локальных температур и сгорания металла, а также выброс с дымовыми газами в атмосферу смолисто-сажевых аэрозолей и пылеобразных окислов металла, образующихся при горении масел и металла.

Известно также устройство для подачи парогазовой смеси во вращающуюся печь, содержащее закрепленные на установленном у головки печи механизме перемещения консольные коаксиальные трубы с соплами, расположенные над слоем обрабатываемого материала, снабженное перфорированными трубами для подачи хладоагента.

Недостатками такого устройства являются ненадежность в эксплуатации при обезжиривании металлической стружки вследствие подачи горючего газа непосредственно на нагретую во вращающейся печи стружку и возможности развития локальных температур на поверхности кусочков стружки свыше 1000^оС, что недопустимо для цветных металлов и сплавов из-за их угара, а также загрязнение окружающей атмосферы смолисто-сажевыми аэрозолями и пылевидными окислами металла, выходящими из печи с дымовыми газами.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является вращающаяся печь для термообезжиривания стружки жаропрочных сплавов, содержащая барабан с металлическим вкладышем, форсунку для увлажнения стружки, загрузочную камеру с дымоотводом, разгрузочную камеру с приемником стружки, топку с горелками и дымоохладитель с системой циркуляции воды.

Однако в известной вращающейся печи невозможно достижение высокого качества продукта вследствие загрязнения обезжиренной стружки на выходе из барабана водой, подаваемой на охлаждение стружки из системы циркуляции воды, которая всегда содержит некоторое количество масел, а также большие эксплуатационные расходы на обогрев трубопроводов в зимнее время в условиях температур воздуха ниже 0^оС и сжигание масел в топке.

Цель изобретения - повышение качества продукта и сокращение эксплуатационных расходов.

Это достигается тем, что во вращающейся печи, содержащей барабан с металлическим вкладышем, загрузочную камеру с дымоотводом, дымоохладитель и разгрузочную камеру с горелочным устройством и газоходом для вдувания в барабан теплоносителя, конец газохода выполнен с цилиндрическим пустотелым насадком, внутренняя стенка которого и торец со стороны барабана перфорированы, а наружная стенка снабжена патрубками, один из которых, укрепленный за перфорированным торцом по ходу теплоносителя, присоединен к трубопроводу подачи воды, а другой, укрепленный до перфорированного торца, присоединен к трубопроводу подачи водяного пара, при этом в дымоохладителе установлен газопроницаемый контейнер с жаростойкой стружкой, а в дымоотводе укреплено сопло для подачи воздуха и водяного пара.

Благодаря выполнению конца газохода с цилиндрическим пустотелым насадком, снабженным патрубками, присоединенным к трубопроводам подачи воды и водяного пара, обеспечивается регулирование температуры газообразного теплоносителя и его теплофизических свойств, что позволяет создавать оптимальные условия для термообезжиривания различных типов стружки цветных металлов и сплавов, охлаждать обработанную стружку на выходе из барабана в атмосфере водяного пара без доступа воздуха и повысить качество продукта.

Благодаря установке в дымоохладителе контейнера с жаростойкой стружкой и укреплению в дымоотводе сопла для подачи смеси воздуха и водяного пара обеспечивается фильтрация выходящих из барабана дымовых газов и улавливание содержащихся в них вредностей - смолисто-масляных аэрозолей и пылевидных окислов металла, что существенно упрощает эксплуатацию печи и снижает энергозатраты, поскольку отпадает необходимость в системе циркуляции воды для охлаждения дымовых газов и сжигании масляного конденсата.

На фиг. 1 изображен общий вид вращающейся печи; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 2; на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 3.

Вращающаяся печь для термообезжиривания стружки содержит барабан 1 с металлическим вкладышем 2, загрузочную камеру 3 с дымоотводом 4, дымоохладитель 5 и разгрузочную камеру 6 с горелочным устройством 7 и газоходом 8 для вдувания в барабан теплоносителя.

Конец газохода 8 выполнен с цилиндрическим пустотелым насадком 9, внутренняя стенка 10 которого и торец 11 со стороны барабана перфорированы. Наружная стенка 12 насадка 9 снабжена патрубками 13 и 14. Насадок 9 изготавливается из жаростойкого металла. Патрубок 13, укрепленный в стенке 12 за перфорированным торцом 11 по ходу теплоносителя, присоединен к трубопроводу 15 подачи воды, а патрубок 14, укрепленный в стенке 12 до перфорированного торца 11, присоединен к трубопроводу 16 подачи водяного пара.

В дымоохладителе 5 установлен газопроницаемый контейнер 17, заполненный жаростойкой стружкой 18, например стружкой хромоникелевого сплава ЭИ-692, предварительно отсортированной до размера кусочков 3. . . 40 мм. Верх дымоохладителя 5 закрыт съемной крышкой 19 для возможности установки и снятия контейнера 17. В дымоотводе 4 укреплено сопло 20 для подачи смеси воздуха и водяного пара в отходящие из барабана 1 дымовые газы. Печь оборудована дымососом 21 и дымовой трубой 22. Для подачи воздуха в горелочное устройство 7 служит вентилятор 23.

Вращающаяся печь для термообезжиривания стружки цветных металлов и сплавов работает следующим образом.

Вначале производят разогрев печи, для чего включают привод барабана 1, дымосос 21, вентилятор 23 и разжигают горелочное устройство 7. Открывают вентиль на трубопроводе 16 и подают в насадок 9 водяной пар. Открывают вентиль на трубопроводе 15 и подают на конец стенки 10, выступающий за торец 11, воду. При движении водяного пара в кольцеобразной полости между стенками 10, 12 происходит охлаждение стенок 10, 12 и перегрев пара, одна часть потока которого через отверстия 24, 25 вдувается в продукты сгорания топлива, например природного газа, сжигаемого в горелочном устройстве 7, а другая часть потока через отверстия 26 обдувает конец стенки 10, распыляя вытекающую из патрубка 13 воду, образуя пароводяную кольцеобразную струю. Регулировку температуры и химсостава теплоносителя, выходящего из газохода 8, представляющего собой смесь продуктов сгорания топлива и водяного пара, производят путем изменения соотношения расхода топлива, воздуха и водяного пара. На входе в барабан 1 температуру теплоносителя в центре потока газа устанавливают в пределах 6000. . . 800^оС, а по периферии - в пределах 200. . . 300^оС.

После прогрева печи загружают барабан 1 стружкой. Через сопло 20 в дымоотвод 4 вдувают паровоздушную смесь для понижения температуры дымовых газов на входе в дымоохладитель до 200. . . 250^оС. При движении стружки в барабане 1 и ее нагреве содержащиеся в ней масла испаряются и, смешиваясь с теплоносителем, поступают в дымоотвод 4 и далее в дымоохладитель 5 и контейнер 17 с жаростойкой стружкой 18, откуда отсасываются дымососом 21 и через дымовую трубу 22 удаляются в атмосферу. При обезжиривании стружки скорость потока теплоносителя, выходящего из насадка 9, поддерживают в пределах от 20 до 30 м/с, обеспечивая интенсивный теплообмен со стружкой. Соприкасаясь со стружкой перед выходом из барабана 1, распыленная вода испаряется. Образующийся при этом водяной пар препятствует подсосам в барабан 1 атмосферного воздуха. В дальнейшем водяной пар и теплоноситель смешиваются. Стружка на выходе из барабана интенсивно охлаждается, ее температура снижается до 110. . . 200^оС. Охлажденная обезжиренная стружка высыпается в приемник, откуда транспортируется к месту складирования.

При движении дымовых газов по дымоотводу 4 температуру их снижают до 150^оС путем увеличения расхода паровоздушной смеси из сопла 20. При охлаждении дымовых газов до 150^оС содержащиеся в них пары масел конденсируются в объеме газов, образуя масляный туман, состоящий из смолисто-масляных аэрозолей. Нагрев замасленной стружки в барабане 1 в условиях избытка водяного пара и недостатка кислорода протекает без образования пламени, причем при температуре нагрев стружки от 500 до 600^оС из нее испаряются практически все углеводороды. При фильтрации охлажденных до 150^оС дымовых газов через контейнер 17 со стружкой 18 происходит их очистка от смолисто-масляных аэрозолей и накопление в стружке 18 отложений (фильтрата). Отфильтрованные дымовые газы удаляются дымососом 21 через дымовую трубу 22 в атмосферу.

По мере обезжиривания в барабане 1 стружки происходит постепенное зарастание стружки 18 в контейнере 17 смолисто-масляными отложениями, вследствие чего гидравлическое сопротивление дымоохладителя 5 возрастает. При падении разрежения в дымоотводе 4 ниже предельно допустимого производят перезарядку контейнера 17. Для этого тушат горелочное устройство 7, закрывают вентили на трубопроводах 15, 16, прекращая подачу воды и пара, останавливают вентилятор 23, дымосос 21 и выключают привод барабана 1. При этом барабан 1 должен быть освобожден от обезжиренной стружки. Снимают крышку 19, извлекают из дымоохладителя 5 контейнер 17 с загрязненной фильтром жаростойкой стружкой 18, а на его место устанавливают контейнер 17 с чистой жаростойкой стружкой 18. Загрязненную фильтратом стружку 18 загружают в барабан 1, включают дымосос 21, вентилятор 23, разжигают горелочное устройство 7, открывают вентили на трубопроводах 15, 16 и подают воду и пар. Включают привод вращения барабана 1 и производят нагрев и обезжиривание жаростойкой стружки. Температуру нагрева жаростойкой стружки в барабане 1 поддерживают в пределах 760. . . 800^оС. При этом происходит сжигание фильтрата до полного удаления из стружки горючих веществ. Обезжиренную стружку на выходе из барабана 1 охлаждают распыленной в потоке водяного пара водой, движущемся из насадка 9 со скоростью 35. . . 40 м/с. Охлажденная до 110. . . 200^оС жаростойкая стружка высыпается из барабана 1 в приемник.

Обработанную жаростойкую стружку направляют на заполнение контейнера 17 перед установкой в дымоохладитель 5 или на переплав при производстве шихтового слитка.

Использование изобретения позволяет повысить качество продукта - обезжиренной стружки цветных металлов и сплавов, а также упростить эксплуатацию оборудования печи и снизить эксплуатационные расходы. (56) Авторское свидетельство СССР N 1165863, кл. F 27 D 7/20, 1984.

Формула изобретения

ВРАЩАЮЩАЯСЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ТЕРМООБЕЗЖИРИВАНИЯ СТРУЖКИ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ, содержащая барабан с металлическим вкладышем, загрузочную камеру с дымоотводом, дымоохладитель, разгрузочную камеру с горелочным устройством и газоходом для вдувания в барабан теплоносителя, отличающаяся тем, что, с целью повышения качества продукта и сокращения эксплуатационных расходов, конец газохода выполнен с цилиндрическим пустотелым насадком, внутренняя стенка которого и торец со стороны барабана перфорированы, с патрубками, размещенными на наружной стенке насадка, один из которых укреплен за перфорацией со стороны выходного торца и соединен с трубопроводами подачи воды, а другой укреплен до перфорации со стороны барабана и соединен с трубопроводом подачи водяного пара, в дымоохладителе установлен газопроницаемый контейнер с жаростойкой стружкой, а в дымоотводе укреплено сопло для подачи воздуха и водяного пара.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5