Плавильный агрегат

Плавильный агрегат

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СОЮЗ СОИЕТСНИХ

HVI

РЕСПУБЛИН

ГОСУДАРСТВЕЮ1ЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н asTopcNOMV СвиаатВЪСтви

У г

?? (21) 3426560/29-33 (22) 16.03.82 (46) 15.04.84. Бюл. Ф 14 (72) В.А.Куханов, Л.А.Ревин.

С.Д.Власов, И.А.Схоблов и Д.Е.Несмеянов

{71) Приморское производственное объединение "Бор" им. 50-летия СССР (53) 628.54(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 447373, кл. С 03 В 5/12, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 330114, кл. С 03 В 5/14, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР

В 846958, кл. F 27 В 15/00, 197

„„su„„ A

3(50 С 03 8 5/04; F 27 В 15/00,54) (57) 1. ПЛАВИЛЬНЬЙ АГРЕГАТ, в)ипо-; чающий циклонную печь, хо,"одильник и газоход для вывода отработанных газов, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента использования сырья, холодильник выполнен в виде камер смешения и сепарации, между которыми установлена псрегоропка с полостью, кольцевым каналом и регулирующими элементами, а газоход для вывода отработанных газов расположен в камере смешения и выполнен в виде фильтрующего элемента.

1085943

2. Агрегат по и. 1, о тл ич аю шийся тем, что фильтрующий элемент выполнен в виде насаженных на полый вал дисков из сетчатого материала, на одну или каждую сторону которого нанесен слой готового продукта.

3. Агрегат по пп. 1 и 2, о т л и— ч а ю шийся тем, что фильтрующий элемент снабжен отрезными приспособлениями.

4. Агрегат по пп. 1 — 3, о т л ич а ю шийся тем, что отрезные приспособления смонтированы с возможИзобретение относит"я к промьппленности строительных материалов, в част. ности к оборудованию для получения плавленых боропродуктов..

Известна кольцевая циклонная печь s для варки силикатных расплавов, включающая камеру, осветлительный бассейн, установленный внутри его полый элемент, находящийся над уровне стекломассы и охлаждаемый водой либо распланом металла. Полый элемент способеп вращаться (1) .

Данная конструкция не предусматривает защиты футеровки от соприкосновения ее с расплавом, а сжигание 15 топлива происходит в присутствии силикатного расплава. Частицы внедряются в расплав, ухудшают его качество и, соответственно, качество готовой продукции. Сепарация расплава происходит под действием сил инерции.

Расплав собирается в копильнике. Газ отводится по газоходу. Б газе содержатся микрочастицы расплава, которые с течением времени оседают на стен- 25 ках газоходов и газоочистительного оборудования и требуют чистки и ремонта. Расплав из копильника поступает на охлаждение, выполненное в виде валкового, дискового либо другого зб типа гранулятора, где он охлаждается, а затем дробится. Узел охлаждения и дробления представляет собой целую цепь аппаратов.

Известна также циклонная стекло- 35 варенная печь, которая содержит бункер шахты с питателем, вертикальную ностью вращения по отношению к фильтрующим элементам или фильтруюшие элементы смонтированы с возможностью вращения по отношению к отрезным приспособлениям. >. Агрегат по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что фильтрующий элемент выполнен из матерчатого материала в виде дисков или рукавов.

6. Агрегат по и. 1, о т л и ч а ю шийся тем„ что фильтрующий эле— мент выполнен в виде циклона. циклонную камеру для тепловой обработки материала и бассейн для гомогенизации, осветления и охлаждения стекломассы. Шихта в виде аэровзвеси вдувается в камеру, подхватывается нисходящим высокотемпературным вихрем газон и в виде расплава поступает в бассейн. Сепарация расплавов и газа осуществляется в бассейне. Охлаждение, дробление и измельчение расплав; — при помощи внешних устройств типа гранулятора, дробилки„ мельниц I 2J.

Однако данная печь не обеспечивает полноты сгорания топлива, не предотвращает зашлакования поверхностей топочной. камеры и насыщение продукта несгоревшими частицами топлива. С га. зовой фазой уносятся частицы расплаI ва, которые засоряют запечные газоходы и газоочистительное оборудование. Охлаждающие и измельчающие устройства усложняют технологию плавки, способствуют загрязнению окружающей среды и снижают эффективность использования сырья и материалов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является плавильный агрегат, включающий циклонную печь, холодильник и газоход для вывода отработанных газов (3) .

Холодильник с целью повышения эффективности работы выполнен из распределителя и емкости с мешалкой.

Такое выполнение холодильника обеспечивает желаемый результат термообра1085!

Циклонная печь 1 выполнена из камеры 3 горения и камеры 4 тепловой обработки материала, разделенных между собой перегородкой 5.

Камера 3 горения имеет форсунку 6 и фурмы 7, а камера 4 тепловой обработки, способствует утилизации тепла и качественному Охлаждению продукта,, но в качестве хладагента в данной конструкции можно использовать лишь

ЖИДКОСТЬ ° ЧТО ДЛЯ МНОГИХ ВИДОВ IIPO дуктов, например плавленого борного ангидрида, делает данное устройство неприемлемым, так как, соприкасаясь с жидкостью, он насыщается ею и снижает свои свойства.

Целью изобретения является повышение коэффициента использования сырья.

Поставленная цель достигается тем, ! что в плавильном агрегате, включающем циклонную печь, холодильник и газоход для вывода отработанных газов, холодильник выполнен в виде камер смешения и сепарации, между которыми установлена перегородка с полостью, кольцевым каналом и регулирующими элементами, а газоход для вывода отработанных газов расположен в камере смешения и выполнен в виде фильтрующего элемента. 25

При этом фильтрующий элемент выполнен в виде насаженных на полый вал дисков из сетчатого материала, на одну или каждую сторону которого нанесен слой готового продукта, и снабжен отрезными приспособлениями.

Отрезные приспособления смонтированы с возможностью вращения по отношению к фильтрующим элементам или фильтрующие элементы смонтированы с возможностью вращения по отношению к отрезным приспособлениям

Фильтрующий элемент выполнен из матерчатого материала в виде дисков или рукавов. 40

Фильтрующий элемент выполнен в ви. де циклона.

На фиг. 1 показано предложенное устройство; на фиг. 2 — узел 1 на фиг. 1 (увеличено); на фиг. 3 — сече 15 ние А-А на фиг. 1 (увеличено); на фиг. 4 — плавильный агрегат, в котором в качестве фильтрующего элемента используется циклон; на фиг. 5 — сечение Б-Б на фиг. 4.

Плавильный агрегат состоит иэ цик лонной печи 1 и холодильника 2.

943 4 ботки материала оборудована фигурными соплами 8, конфузором 9 и штуцером 10 для подвода воздуха.

Холодильник 2 состоит иэ камеры 11 смешения и камеры 12 сепарации, разделенных друг от друга перегородкой 13 с каналами в виде кольцевого сопла 14 и регулирующими клапанами 15. Камера 11 смешения оборудована фурмами !6, а камера 12 сепарации снабжена газоходом с фильтрующим элементом 17 и штуцером 18 вывода газа, а также патрубком 19 вывода продукта.

Перегородка 5 циклонной печи 1 обо. рудована приемными окнами 20.

Фильтрующий элемент, выполненный в виде дисков (фиг. 2 и 3), состоит из отрезных приспособлений 21, сборника 22 отработанного теплоносителя с окнами 23, фильтрующего слоя 24, сетки 25, обода 26, ребер 27, полости 28.

Отрезные приспособления 21 крепятся к корпусу камеры 12 сепарации (если вращается фильтрующий элемент) или к корпусу сборника 22 отработанного теплоносителя (если вращается камера сепарации).

Твердые частицы иэ потока газовзвеси, поступающей в камеру сепарации, оседают на внешней стороне сетки и создают фильтрующий слой, через который стработанный теплоноситель попадает в полость 28 и из нее через окна 23 по тупает в сборник 22 отработанного теплоносителя и удаляется через штуцер 18.

Фильтрующий элемент, выполненный в виде циклона, изображен на фиг. 4 и 5. Он состоит из наружного корпуса 29, оборудованного фурмами 30. Внутри корпуса 29 коаксиально расположен штуцер 18 отработанного теплоносителя. Фурмы 30 расположены тангенциально. Поток газовзвеси из камеры 12 сепарации поступает в фурмы 30, приобретает вращательное движение, происходит разделение твердой и газообразной фаз, твердая фаза удаляется через кольцевые отверстия патрубков 19, газообразная — через штуцер !8.

Плавильный агрегат работает следующим образом.

В камеру 3 горения через форсунку 6 поступает топливо, а из фурм 7 воздух. Количество подаваемого воз1085943 духа регулируется. Топливо сжигают с коэффициентом избытка воздуха оС 1,03 — 1„05, что обеспечивает высокую экономичность процесса и высокую температуру факела. 5

Образовавшиеся продукты сгорания иэ камеры 3 поступают в камеру 4 тепловой обработки материала через кольцевое отверстие в перегородке 5.

Количество подаваемого воздуха к фур- 10 мам 7, фигурным соплам 8, перегородке 5 и конфузору 9 регулируется специальными устройствами (не показаны), что позволяет регулировать относительную скорость движения между воздухом и частицами топлива и между обрабатываемым продуктом и продуктами сгорания топлива, а это изменяет интенсивность теплообмена, а также время пребывания топлива и продукта в камерах термообрабатки, что позволяет получить продукт требуемого качества, более полно используется тепла топлива, так как обеспечивается полнота его сгорания., Эта осуществляется следующим образом, Воздух через штуцер 10 и приемные окна 20 в стенке перегородки 5 и коль цевое отверстие поступает в камеру 3.

Продукты сгорания топлива неремеши- 30 ваются с этим воздухом, частицы более крупные отбрасываются обратно в камеру 3 нод действием кинетической энергии и там догорают.

В камеру 4 тепловой обработки мате риала тангенциально вводят обрабатываемый продукт и воздух через фигурные сопла 8. Воздух защищает от абразивного износа, охлаждает футеравку печи снижает цикличность абразова- до ния настылей.

Воздух вводят между слоем материала и футеровкой печи с большей скоростью и относительно низкой темпера45 туран. Воздух должен растекаться па всей поверхности футеровки печи, BO этому сопла 8 выполняется специальной формы.

Из камеры 4 расплав продукта в ви де отдельных частиц, рассеянных по объему продуктов сгорания топлива, поступает в камеру 11 смешения. Через

Фурмы 1б в камеру смешения 1 1 подается хладагент, например воздух, который смешивается с продуктами сгорания топлива, содержащего частицы расплава.

Во время смешения продукты сгорания охлаждаются. Частицы расплава, содержащиеся в них, также охлаждаются.

Это происходит до тех пар, пока частицы расплава полностью не затвердеют и утратят способность деформироваться и слипаться под действием собственного веса. Охлаждать топочные газы можно до температуры не выше точки росы, иначе начинается конденсация влаги и возможно впагапаглощение расплава, а это брак.

Чтобы охладить смесь до необходимой температуры, нужно определенное время выдержать ее в камере смешения, причем крупные частицы расплава охлаждаются дольше, чем мелкие. Так как движение газового патока в камере смешения тангенциальное, то под действием центробежных сил происходит расслоение потока и более крупные частицы прижимаются к периферии.

Чтобы их дольше задержать в камере 11 смешения, ана оборудована перегородкой 13 с кольцевым соплом 14 и регулирующими клапанами 15. Сечение кольцевого сопла постоянно, поэтому чем больше расход воздуха через кольцевое сопла 14, тем больше ега скорость выхода, с чем большей скоростью он выходит, тем большей кинетической энергией обладает струя, а чем больше кинетическая энергия струи, тем большего диаметра твердые частицы эта струя отбрасывает внутрь камеры 11 смешения и тем больше времени они там находятся.

Таким образом, наличие разделительной перегородки 13 между камерой 11 смешения и камерой 12 сепарации обеспечивает требуемое время охлаждения продукта и ега качество.

Когда процесс затвердения продукта завершен, та образовавшиеся гранулы поступают в камеру 12 сепарации, где праисходит разделение твердой и газообразной фаз.

Разделение твердой и газообразной фаз производят при помощи газахада, вь.палненнога в виде фильтрующега элемента 17.

Фильтрующий элемент должен обеспечивать качественное разделение фаз, поэтому его можно выполнить в виде известных высокоэффективных устройств, например в виде дисковых элементов, на которые нанесен самовосстанавливающийся слой готавага

1085943 продукта. Элементы выполняются, например, из сетки либо ткани. Толщина слоя регулируется отрезными приспособлениями, например ножами. Элементы могут вращаться, либо могут вращаться отрезные ножи. Элементы могут устанавливаться как горизонтально, так и с наклоном, иметь одну либо несколько рабочих поверхностей, т.е. верхнюю или нижнюю или ту и другую.

Фильтрующий элемент может быть вы полнен также в виде матерчатых, например рукавных, фильтров без нанесения самовосстанавливающего слоя продукта; в виде циклона.

Готовый продукт удаляют через пат рубки 19, а газы отводят через штуцер 18.

Выполнение холодильника из двух частей: камеры смешения и камеры сепарации с фильтруюшим элементом, между которыми установлена разделительная перегородка с полостью и кольцевым каналом, позволяет исключить иэ технологической схемы производства

5 сепарацию газового потока от частиц расплава, сбор расплава в копильник, охлаждение, дробление и измельчение расплава, что, в свою очередь, повышает технико-экономические показатели процесса получения плавленых боропродуктов и дает воэможность исключить оборудование для указанных операций; снизить расход условного топлива на

20 — 25 7 повысить коэффициент ис15 пользования сырья на 8 — 10 Х; снизить удельную материалоемкость устройства в 1,5 — 2 раза.

В условиях объединения "Бор" внедрение данного технического решения позволит снизить стоимость 1 т готового продукта на 10-20 руб.

i085943

1085943

Составитель И.Ильиных

Редактор М.Циткина Техред С.Легеза Корректор А. »<Н

Заказ 2162/22 Тираж 469 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород, ул.Проектная, 4