Ротационная наклоняемая печь для выплавки чугуна, стали и других тугоплавких сплавов из дисперсных и кусковых материалов

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ РОТАЦИОННАЯ НАКЛОНЯЕМАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ВЫПЛАВКИ ЧУГУНА, СТАЛИ И ДРУГИХ ТУГОПЛАВКИХ СПЛАВОВ ИЗ ДИСПЕРСНЫХ И КУСКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Белорусский металлургический завод(72) Авторы Андрианов Николай Викторович Маточкин Виктор Аркадьевич Прохоренко Виктор Николаевич Ровин Леонид Ефимович Ровин Сергей Леонидович Кукуй Давыд Михайлович(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Белорусский металлургический завод(57) 1. Ротационная наклоняемая печь для выплавки чугуна, стали и других тугоплавких сплавов из дисперсных и кусковых материалов, содержащая выполненную с возможностью вращения камеру, имеющую цилиндрическую и коническую секции, сопряженные между собой со стороны большего основания конической секции крышку, закрывающую камеру со стороны конической секции горелочное устройство и устройство для отвода продуктов горения, встроенные в крышку, отличающаяся тем, что камера снабжена устройством для подачи газов, представляющим собой полый хвостовик, расположенный таким образом, что выходное отверстие из него находится заподлицо с внутренней поверхностью футеровки камеры и перекрывается пористой пробкой, а входное имеет шарнирное уплотнительное соединение с трубопроводом подачи газов. 49892009.02.28 2. Ротационная наклоняемая печь по п. 1, отличающаяся тем, что снабжена устройством для ввода кислорода в факел горящего топлива. 3. Ротационная наклоняемая печь по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что снабжена устройством для ввода в горелку обогащенного дутья, то есть смеси воздуха с кислородом, содержащей свыше 21 и не более 30 кислорода. 4. Ротационная наклоняемая печь по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что снабжена устройством для ввода кислорода или обогащенного дутья в камеру печи над или под слой шихты. 5. Ротационная наклоняемая печь по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что снабжена устройством для ввода дисперсных и порошкообразных присадок, флюсов одновременно с обогащенным дутьем.(рекламный проспект) (прототип). 3. Патент 2770 РБ, МПК 27 7/00, 2006. Полезная модель относится к областям металлургии и литейного производства, а более конкретно к конструкции печей для плавки полидисперсных и кусковых материалов. Известна установка 1, применяемая для плавки дисперсных и кусковых материалов проходного типа (горелочное устройство и устройство для отвода продуктов горения встроены с противоположных сторон камеры установки одно - в крышку, другое - в торцевую стенку). Установка в процессе работы может вращаться, наклоняться вверх и вниз от линии горизонта для загрузки, плавки и слива расплавленного металла. Ее камера выполнена в виде сопряженных между собой последовательно секций, а именно цилиндрической и усеченной конической (со стороны ее большего основания), с противоположной стороны цилиндрическая секция ограничивается плоской футерованной стенкой. Установка имеет крышку, закрепленную на общей с установкой качающейся раме, закрывающую камеру со стороны конической секции. Обрабатываемый материал загружают через коническую секцию, когда ось камеры отклонена от оси горизонта вверх на 10-15. В этом же положении камеры происходит процесс плавки. Такая конструкция позволяет перемешивать расплавляемый материал и тем самым интенсифицировать процесс термообработки, держать камеру с закрытой крышкой при всех возможных наклонных положениях камеры, т.е. от момента нагрева материала до момента слива, устраняя тем самым его подстуживание. Однако в таких установках незначительная интенсификация нагрева, материал нагревается неравномерно, футеровка камеры имеет повышенный износ в местах удара потока продуктов горения о ее поверхность. Причиной этого является то, что горелочное устройство встроено в торцевую стенку, закрывающую цилиндрическую секцию, а устройство для отвода продуктов горения с противоположной стороны - в крышку. Это не позволяет циркулировать газам в камере по сложной траектории, неоднократно соприкасаясь с нагреваемым материалом теплоноситель практически имеет прямолинейное движение (прямоточное) над слоем материала, он проходит от горелочного устройства к устройству для отвода продуктов горения за короткий промежуток времени, а следовательно, нет интенсификации процесса. Материал при наклонном положении камеры неравномерно размещается в ней более толстый слой образуется ближе к торцевой стенке камеры, что понижает равномерность прогрева и не позволяет с высокой интенсивностью обрабатывать материал. Конструкция установки ограничивает наклон камеры, т.к. имеется 2 49892009.02.28 опасность затекания металла в горелку, а значит, нельзя регулировать размещение материала в камере с целью выравнивания толщины образуемого им слоя. Так как положение горелки неподвижно, то нельзя регулировать угол направления факела по отношению к поверхности материала, а это необходимо по мере перехода обрабатываемого материала из состояния пористого слоя в расплав. Для высокой интенсификации процесса на начальной стадии факел должен быть направлен к поверхности слоя более круто, чем в конце процесса, т.к. сначала надо фактически разогреть рыхлый слой твердых частиц материала, а в конце прогреть до нужной температуры расплав, при этом факел достаточно направить параллельно поверхности расплава. Поток теплоносителя ударяется о футеровку крышки практически под прямым углом и способствует ее быстрому износу. В качестве прототипа принята установка 2, применяемая для плавки дисперсных и кусковых материалов (непроходного типа). Эта установка обеспечивает значительное улучшение процесса термообработки. Установка в процессе работы может вращаться, наклоняться вверх и вниз на определенный угол (10-15) от линии горизонта для загрузки,плавки и слива расплавленного металла. Камера установки выполнена в виде сопряженных между собой последовательно секций - цилиндрической и усеченной конической (со стороны ее большего основания). С противоположной стороны цилиндрическая секция ограничена плоской стенкой. Установка имеет крышку, закрывающую камеру со стороны конической секции в ее рабочем положении. Крышка закреплена на неподвижной стойке. Горелочное устройство и устройство для отвода продуктов горения встроены в крышку. Горелочное устройство неподвижно. Обрабатываемый материал загружают через коническую секцию, когда ось камеры отклонена от оси горизонта вверх на 10-15. В этом же положении камеры происходит процесс плавки. Это, с одной стороны, позволяет циркулировать газам в камере по сложной траектории, неоднократно соприкасаясь с нагреваемым материалом, улучшая теплообмен и частично интенсифицируя процесс с другой стороны, наблюдается высокий износ футеровки, не достигается высокой интенсивности нагрева. Причина заключается в том, что поток теплоносителя ударяется о футеровку стенки, закрывающей цилиндрическую секцию, и, изменив траекторию, возвращается в устройство для отвода продуктов горения. Форма стенки не способствует плавному изменению траектории потока продуктов горения, потоки в зоне соединения стенки с цилиндрической секцией завихряются, увеличивая сопротивление движению потока. Поток теплоносителя ударяется о футеровку стенки практически под прямым углом и способствует ее быстрому износу. Обрабатываемый материал при таком положении камеры образует слой, который имеет неоднородную толщину более толстая часть слоя образуется ближе к торцевой стенке камеры, что понижает равномерность прогрева, не позволяет с высокой интенсивностью обрабатывать материал. Такая конструкция не позволяет регулировать положение камеры в процессе плавки для равномерного распределения слоя материала внутри нее. Крышка, закрепленная на неподвижной стойке, закрывает установку только в одном определенном положении - в период плавки металла. Наклон камеры до положения слива металла происходит при открытой крышке, что способствует подстуживанию металла. Так как положение горелки неподвижно, то по мере перехода обрабатываемого материала из состояния пористого слоя в расплав нельзя регулировать угол направления факела по отношению к поверхности материала, а следовательно, интенсифицировать процесс. Более эффективным устройством является ротационная наклоняемая установка для плавки дисперсных и кусковых материалов 3. В этой установке камера имеет секцию в виде шарового сегмента, сопряженную с цилиндрической секцией с противоположной стороны конической, горелочное устройство имеет возможность поворачиваться относительно оси камеры на угол 15. Дополнительная секция в форме шарового сегмента обеспечивает плавное изменение траектории потока теплоносителя, смягчает удар о футеровку, снижает сопротивление 3 49892009.02.28 движению потока, значительно уменьшает износ футеровки. Так как крышка закреплена на общей наклоняемой раме с камерой установки, а горелочное устройство и устройство для отвода продуктов горения встроены в крышку, то это позволяет наклонять камеру на любой угол, тем самым повышать равномерность распределения материала в камере на всех стадиях работы, а следовательно, обеспечить наиболее равномерный нагрев материала. Возможность изменения угла наклона оси горелочного устройства относительно оси камеры позволяет направлять факел на материал под наиболее эффективным углом на всех стадиях работы, а следовательно, добиться высокой интенсификации процесса. Однако в известных ротационных установках невозможно осуществить плавку чугуна,стали и тугоплавких сплавов из-за недостаточно высокой температуры в рабочем пространстве печи при сжигании природного газа или жидкого топлива в смеси с воздухом, а устройств, обеспечивающих подачу кислорода, рассмотренные установки не имеют. Задача, решаемая полезной моделью, заключается в создании возможности нагрева и выплавки высокотемпературных сплавов, в том числе чугуна и стали из дисперсных и кусковых материалов. Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что ротационная наклоняемая печь для выплавки чугуна, стали и других тугоплавких сплавов из дисперсных и кусковых материалов содержит выполненную с возможностью вращения камеру. Камера имеет цилиндрическую и коническую секции, сопряженные между собой со стороны большего основания конической секции крышку, закрывающую камеру со стороны конической секции горелочное устройство и устройство для отвода продуктов горения, встроенные в крышку. Согласно полезной модели, камера снабжена устройством для подачи газов, например кислорода, представляющим собой полый хвостовик. Полый хвостовик расположен таким образом, что выходное отверстие из него находится заподлицо с внутренней поверхностью футеровки камеры и перекрывается пористой пробкой, а входное имеет шарнирное уплотнительное соединение с трубопроводом подачи газов. Ротационная наклоняемая печь снабжена устройством для ввода кислорода в факел горящего топлива. Ротационная наклоняемая печь снабжена устройством для ввода в горелку обогащенного дутья, то есть смеси воздуха с кислородом, содержащей свыше 21 и не более 30 кислорода. Ротационная наклоняемая печь снабжена устройством для ввода кислорода или обогащенного дутья в камеру печи над или под слой шихты. Ротационная наклоняемая печь снабжена устройством для ввода дисперсных и порошкообразных присадок, флюсов одновременно с обогащенным дутьем. Полезная модель поясняется чертежом, где на фигуре изображена ротационная наклоняемая печь для выплавки чугуна, стали и других тугоплавких сплавов из дисперсных и кусковых материалов. Ротационная печь состоит из камеры 1, образованной секциями конической 2, цилиндрической 3, в форме шарового сегмента 4 футеровки 5, крышки 6,наклоняемой рамы 7, привода 8, шарнирного соединения 11, полого хвостовика 12 и пористой пробки 13. В крышке смонтированы горелочное устройство 9 и устройство для отвода продуктов горения 10. Ротационная наклоняемая печь работает следующим образом. Крышку 6 печи открывают и загружают порцию материала в камеру 1 печи, через коническую 2 и цилиндрическую 3 секции к секции в форме шарового сегмента 4. При этом ось камеры 1 отклонена от оси горизонта вверх не менее 10-15 при помощи наклоняемой рамы 7. Крышку 6 закрывают, устанавливают требуемый наклон камеры 1, разжигают горелку 9. Наклоном горелочного устройства 9 факел направляют к поверхности материала под углом, близким к прямому. Продукты горения совершают сложное движение внутри камеры 1, интенсивно соприкасаясь с обрабатываемым материалом. Камера 1 начинает 4 49892009.02.28 вращаться при помощи привода 8, происходит интенсивный теплообмен между пересыпающимся по футеровке 5 дисперсным и кусковым материалом и потоком теплоносителя(факелом, продуктами горения, разогретой футеровкой), который выводится через устройство для отвода продуктов горения 10. После достижения температуры нагрева материала до 750-800 С через полый хвостовик 12, шарнирное соединение 11 и пористую пробку 13 подается кислород в факел горелочного устройства 9, что приводит к возрастанию температур в камере 1 печи до 2000-2300 С. В результате этого материал интенсивно разогревается до температуры плавления, расплавляется и перегревается на 200-250 С выше температуры плавления сплава, например сталь до температуры 1750-1800 С. По мере расплавления материала и перехода в жидкое состояние наклон камеры 1 при помощи наклоняемой рамы 7 изменяют до горизонтального положения, тем самым обеспечивая максимальную равномерность термообработки материала. Наклон горелочного устройства также меняется по ходу процесса при горизонтальном расположении камеры угол наклона факела к поверхности материала составляет не более 5. В конце процесса камеру 1 наклоняют для слива, открывается крышка 6, и сливается расплав. В предлагаемой полезной модели обеспечивается выплавка чугуна, стали и других тугоплавких сплавов из дисперсных и кусковых материалов. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5

МПК / Метки

МПК: F27B 7/00

Метки: чугуна, наклоняемая, ротационная, выплавки, других, кусковых, дисперсных, материалов, печь, стали, тугоплавких, сплавов

Код ссылки

<a href="http://bypatents.com/5-u4989-rotacionnaya-naklonyaemaya-pech-dlya-vyplavki-chuguna-stali-i-drugih-tugoplavkih-splavov-iz-dispersnyh-i-kuskovyh-materialov.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Ротационная наклоняемая печь для выплавки чугуна, стали и других тугоплавких сплавов из дисперсных и кусковых материалов</a>

Похожие патенты