Вогнетривка цеглина для обертової печі, складальний вузол із вогнетривких цеглин для обертової випалювальної печі та обертова випалювальна піч

Номер патенту: 74379

Опубліковано: 15.12.2005

Автори: Док Ніл Р., Мачеєвскі Едуард

Є ще 2 сторінки.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Вогнетривка цеглина для обертової випалювальної печі, що включає в себе:

власне цеглину, що складається з вогнетривкого матеріалу, причому згадана цеглина має лицьову грань, тильну грань, верхню грань, нижню грань і протилежні торцеві грані;

головний повітряний канал, утворений в згаданій нижній грані, який тягнеться від згаданої лицьової грані до згаданої тильної грані;

верхній повітровипускний хід, утворений в згаданій лицьовій грані, який опускається від згаданої верхньої грані до нижнього його кінця, що знаходиться між згаданою верхньою гранню і згаданою нижньою гранню;

і нижній повітровипускний хід, утворений в згаданій тильній грані, який підіймається від згаданої нижньої грані до верхнього його кінця, що знаходиться між згаданою нижньою гранню і згаданою верхньою гранню.

2. Складальний вузол із вогнетривких цеглин для обертової випалювальної печі, що включає в себе:

першу і другу цеглини, кожна з яких складається з вогнетривкого матеріалу і має лицьову грань, тильну грань, верхню грань, нижню грань і протилежні торцеві грані;

причому кожна із згаданих першої і другої цеглин додатково оснащена головним повітряним каналом, утвореним в нижній грані кожної цеглини, який тягнеться від її лицьової грані до її тильної грані;

причому кожна із згаданих першої і другої цеглин додатково оснащена верхнім повітровипускним ходом, який утворений в лицьовій грані кожної цеглини і опускається від верхньої грані до нижнього його кінця, що знаходиться між її верхньою гранню і її нижньою гранню;

причому кожна із згаданих першої і другої цеглин додатково оснащена нижнім повітровипускним ходом, який утворений в тильній грані кожної цеглини і підіймається від її нижньої грані до верхнього його кінця, розташованого між її нижньою гранню і її верхньою гранню;

причому згадана друга цеглина розташована таким чином, що її лицьова грань прилягає до тильної грані згаданої першої цеглини, щоб суміщалися головні повітряні канали згаданих першої і другої цеглин, і таким чином, щоб її верхній повітровипускний хід і нижній повітровипускний хід згаданої першої цеглини суміщалися, утворюючи повітровипускний канал, що сполучає згадані суміщені головні повітряні канали з верхніми гранями згаданих першої і другої цеглин.

3. Вогнетривка цеглина за п. 1 або 2, в якій згаданий головний повітряний канал має по суті U-подібну форму в поперечному перерізі.

4. Вогнетривка цеглина за будь-яким із попередніх пунктів, в якому нижній кінець згаданого верхнього повітровипускного ходу має похилу поверхню.

5. Вогнетривка цеглина за п. 4, в якій згадана похила поверхня відхилена від вертикалі приблизно на 15-45°.

6. Вогнетривка цеглина за будь-яким із попередніх пунктів, в якій верхній кінець згаданого нижнього повітровипускного ходу має похилу поверхню.

7. Вогнетривка цеглина за п. 6, в якій згадана похила поверхня відхилена від вертикалі приблизно на 15-45°.

8. Вогнетривка цеглина за будь-яким із попередніх пунктів, в якій нижній кінець згаданого верхнього повітровипускного ходу розташований нижче верхнього кінця згаданого нижнього повітровипускного ходу.

9. Вогнетривка цеглина за п. 8, в якій нижній повітровипускний хід заглиблений в згаданій тильній грані більше, ніж верхній повітровипускний хід заглиблений в згаданій лицьовій грані.

10. Вогнетривка цеглина за будь-яким із попередніх пунктів, в якій згаданий головний повітряний канал, згаданий верхній повітровипускний хід і згаданий нижній повітровипускний хід мають однакову ширину, причому меншу, ніж ширина згаданої цеглини.

11. Вогнетривка цеглина за п. 10, в якій згаданий головний повітряний канал, згаданий верхній повітровипускний хід і згаданий нижній повітровипускний хід суміщені вертикально.

12. Обертова випалювальна піч, яка включає в себе:

циліндричної форми барабан, який має внутрішню камеру, внутрішню поверхню і зовнішню поверхню і який визначає поздовжню вісь, із можливістю обертання навколо якої згаданий барабан виконаний;

вогнетривкий матеріал, який футерує внутрішню поверхню згаданого барабана, причому згаданий вогнетривкий матеріал включає в себе певну множину цеглин, розміщених поздовжньо по колу, прилягаючи одна до одної; і

систему подавання повітря для його підведення у внутрішню камеру згаданого барабана, причому згадана система подавання повітря включає в себе впускний повітряний вузол, вбудований у вказаний барабан, головну повітряну магістраль, яка сполучається із згаданим впускним повітряним вузлом, утворену в згаданому вогнетривкому матеріалі, і яка тягнеться поздовжньо і паралельно осі згаданого барабана, і щонайменше один повітровипускний канал, який сполучається із згаданою головною повітряною магістраллю і який тягнеться через згаданий вогнетривкий матеріал у внутрішню камеру згаданого барабана, причому згадана система подавання повітря включає в себе певну множину повітровипускних каналів, розміщених на деякій відстані один від одного вздовж згаданої головної повітряної магістралі, і кожний із згаданих повітровипускних каналів тягнеться через суміжні цеглини згаданого вогнетривкого матеріалу, і згадані повітровипускні канали утворені між суміжними цеглинами згаданого вогнетривкого матеріалу;

причому до барабана кріпляться замкові камені, для запобігання зміщенню вогнетривких цеглин відносно барабана печі при обертанні.

13. Обертова випалювальна піч за п. 12, в якій згадана головна повітряна магістраль тягнеться вздовж внутрішньої поверхні згаданого барабана, прилягаючи до неї.

14. Обертова випалювальна піч за п. 12 або 13, в якій згадана система подавання повітря включає в себе певну множину повітровипускних каналів, розташованих на деякій відстані один від одного в поздовжньому напрямі вздовж згаданої головної повітряної магістралі.

15. Обертова випалювальна піч за будь-яким із пп. 12-14, в якій згаданий щонайменше один повітровипускний канал має верхню частину, що сполучається із згаданою внутрішньою камерою, нижню частину, що сполучається із згаданою головною повітряною магістраллю, і центральну частину, що сполучає згадані верхню і нижню частини, причому згадана верхня частина знаходиться на деякій відстані в поздовжньому напрямі відносно згаданої нижньої частини, так що згадана верхня частина зміщена відносно згаданої нижньої частини.

Текст

Цей винахід стосується обертових випалювальних печей, і, зокрема, системи подавання повітря по каналах для введення в шар оброблюваного матеріалу в обертовій випалювальній печі. В обертових випалювальних печах із подачею повітря під шар оброблюваного матеріалу, що використовуються в цей час, виконаний ряд отворів, що проходять через вогнетривку футерівку і барабан, які дозволяють повітрю поступати в піч для оптимізації процесу, що відбувається в ній. Звичайно кожний такий отвір обладнаний металевими гратами, встановленими урівень з внутрішньою поверхнею вогнетривкої футерівки печі, як показано [в патенті США №5,248,330]. І хоч грати такого типу ефективно запобігають попаданню великих часток матеріалу в повітропроводи, що підводять повітря, ці грати зазнають прямого впливу, як високої температури, так і гарячого матеріалу, що випалюється в робочому просторі обертової печі. Висока температура і фізичний контакт із матеріалом, що випалюється, призводять до зносу гратів, які, зрештою, доводиться замінювати. Крім того, розмір чарунки встановлених урівень гратів за попереднім рівнем техніки дозволяє дрібним часткам матеріалу попасти в повітропроводи. Ці дрібні частки можуть зрештою закупорити повітропроводи, спричиняючи зменшення або повне припинення припливу повітря для подавання під шар оброблюваного матеріалу. Якщо ж з якої-небудь причини подача повітря по таких повітропроводах припиняється, металеві грати швидко розплавляються внаслідок контакту з гарячим матеріалом, що випалюється, всередині печі. Обертова випалювальна піч, що пропонується згідно з цим винаходом, обладнана новою системою подавання повітря по каналах під шар матеріалу, який проходить через внутрішній простір печі. Ця нова система подавання повітря дозволяє відмовитися від способу за попереднім рівнем техніки, в якому використовувалися повітропровідні канали із встановленими урівень гратами, і позбутися супутніх проблем, пов'язаних із такими гратами. У систему подавання повітря, що пропонується, входить впускний повітряний вузол, вбудований у барабан печі, головну повітряну магістраль, сполучену з цим впускним вузлом, і щонайменше один повітровипускний канал, сполучений із згаданою повітряною магістраллю і внутрішньою камерою печі. Головна повітряна магістраль виконана повністю у вогнетривкому матеріалі, що футерує вн утрішню поверхню барабана печі, і тягнеться поздовжньо і паралельно осі обертання печі. Повітровипускний канал проходить крізь вогнетривкий матеріал по суті радіально відносно осі обертання печі. Вогнетривкий матеріал включає в себе множину нових особливої форми цеглин, що далі іменуються вогнетривкими каналотвірними цеглинами (refractory channel port bricks - RCP) або RCP-цеглинами, розташованими поздовжньо по колу, примикаючи одна до одної зі зміщенням, і згадані головна повітряна магістраль і певна множина повітровипускних каналів виконані цілком у них. Більш конкретно, в кожній цеглині утворений головний канал, що тягнеться від його лицьової грані до тильної. Після установлення цеглин по місцю ці головні повітряні канали в сусідніх цеглинах суміщаються, утворюючи згадану головн у повітряну магістраль. Головний повітряний канал у варіанті, якому віддається перевага, утворений в нижній грані кожної цеглини і має по суті U-подібний поперечний переріз, так що згадана головна повітряна магістраль тягнеться вздовж внутрішньої поверхні барабана печі. У кожній цеглині також утворений повітровипускний канал, що тягнеться від головної повітряної магістралі до верхньої грані цеглини. Кожний повітровипускний канал у варіанті, якому віддається перевага, має верхній повітровипускний хід, утворений заглибленням в лицьовій грані кожної цеглини, яке опускається від верхньої грані, і нижній кінець якого знаходиться між верхньою і нижньою гранями цеглини, і нижній повітровипускний хід, утворений заглибленням в тильній грані кожної цеглини, яке підіймається від верхньої грані, і верхній кінець якого знаходиться між нижньою і верхньою гранями цеглини. Таким чином, коли одна цеглина укладається так, що її лицьова грань прилягає до тильної грані іншої цеглини, що футерує піч, суміщаються не тільки головні повітряні канали кожної цеглини, утворюючи головн у повітряну магістраль, але і верхній повітровипускний хід однієї цеглини з нижнім повітровипускним ходом іншої цеглини, утворюючи бажаний повітровипускний канал у внутрішній простір печі. Повітровипускний канал у варіанті, якому віддається перевага, має подвійний злам, щоб уникнути утворення прямолінійного шляху передачі тепла з робочого простору печі безпосередньо в барабан внаслідок випромінювання. Однак, в залежності від конструкції печі і/або оброблюваного матеріалу, кожний повітровипускний канал міг би бути і прямим. Крім того, хоч вер хні і нижні повітровипускні ходи у варіанті, якому віддається перевага, виконуються в формі прямокутних заглиблень у лицьовій і тильній гранях кожної цеглини, вони можуть бути утворені і всередині кожної цеглини, наприклад, шляхом просвердлення отвору або формування його при виготовленні. Ще однією відмітною особливістю даного винаходу є використання замкових каменів, що кріпляться до барабана печі, для запобігання зміщенню вогнетривких цеглин відносно барабана печі при обертанні. Ці замкові камені таким чином зберігають сполучення впускних повітряних вузлів, вбудованих у барабан, з утвореною в цих цеглинах головною повітряною магістраллю. Різні інші відмітні особливості, цілі і переваги цього винаходу стануть очевидні з подальшого опису, що ілюструється прикладеними кресленнями. Ці креслення ілюструють спосіб здійснення даного винаходу, що представляється найбільш оптимальним на даний момент. На цих кресленнях: Фіг.1 - схематичне представлення процесу виготовлення легкого заповнювача із зольного пилу і осаду стічних вод із застосуванням обертової випалювальної печі, виконаної з можливістю вводити повітря по каналах під шар оброблюваного матеріалу з використанням нової системи подавання повітря, що пропонується цим винаходом; Фіг.2 - схематичне представлення обертової випалювальної печі з Фіг.1, яке ілюструє введення у обертову випалювальну піч біля її завантажувального кінця повітря для подавання по каналах під шар оброблюваного матеріалу; Фіг.3 - поперечний переріз обертової випалювальної печі, що ілюструє подавання повітря по каналах під шар оброблюваного матеріалу і схематично представляє вогнетривкий матеріал, що футерує вн утрішню поверхню печі; Фіг.4 - збільшений місцевий перспективний вид ряду вогнетривких цеглин як звичайного типу, так і нових особливої форми вогнетривких каналотвірних цеглин (RCP), що футерують внутрішню поверхню обертової випалювальної печі, а також ряду замкових каменів, призначених для утримання вогнетривких цеглин на місці; Фіг.5 - вид звер ху складеного ряду вогнетривких каналотвірних цеглин; Фіг.6 - перетин впускного повітряного вузла у обертовій випалювальній печі, виконаний по лінії 6-6 Фіг.5; Фіг.7 - збільшений поперечний перетин складеного ряду вогнетривких каналотвірних цеглин; Фіг.8а - перспектива вогнетривкої каналотвірної цеглини, що зображає його лицьову грань; Фіг.8b - перспективу вогнетривкої каналотвірної цеглини, що зображає його тильну грань; Фіг.9 - вид збоку вогнетривкої каналотвірної цеглини з Фіг.8; Фіг.10 - вид зверху вогнетривкої каналотвірної цеглини з Фіг.8; Фіг.11 - вид із торця вогнетривкої каналотвірної цеглини з Фіг.8; Фіг.12 - вид збоку замкового каменя; Фіг.13 - вид в розрізі замкового каменя з Фіг.12; Фіг.14 - вид збоку, що зображає три замкових камені, складені в ряд. Потрібно зазначити, що хоч даний винахід буде описува тися далі в зв'язку з обробкою зольного пилу і осаду стічних вод для отримання як кінцевого продукту легкого наповнювача, не треба вважати, що він обмежений використанням в такому процесі. Навпаки, обертова випалювальна піч, вогнетривкі матеріали і система подавання повітря, які будуть описані нижче, можуть використовуватися в будь-якому процесі, в якому звичайно застосовується обертова випалювальна піч. Наприклад, ще одним використанням може бути випалення залізорудних котунів. Звернемося спочатку до Фіг.1: зольний пил і осад стічних вод спочатку змилуються на ділянці 10 підготовки матеріалу, що може здійснюватися як періодичним, так і безперервним способом. При цьому зольний пил і осад стічних вод змішуються в пропорції приблизно 35-99% зольного пилу у сухій вазі до 1-65% осаду стічних вод у сухій вазі. Для належного грудкування може виявитися необхідною і бажаною добавка зв'язуючого, такого як бентоніт, яке сприяє формуванню грудок змішаних часток. Вміст зв'язуючого не повинен перевищувати приблизно 20% загальної сухої ваги одержуваної суміші, і у варіанті, якому віддається перевага, не перевищує приблизно 4%. Приготована суміш зольного пилу і осаду стічних вод подається в перший гранулятор 12, в якому суміш обкочується в невеликі котуни діаметром 1/8-3/4 дюйма (3,17-6,35мм). Сирі котуни, отримані в першому грануляторі 12, подаються у другий гранулятор 14, в якому на котуни може бути нанесене покриття, що запобігає злипанню сирих котунів один з одним під час термообробки у обертовій випалювальній печі. Покриттям, якому віддається перевага, є зольний пил із низькими втратами при прожарюванні. В альтернативному варіанті як покриття може використовува тися доломіт, вапняк, портландцемент або інший матеріал. Хоч сирі котуни, що ви ходять із другого гранулятора 14, складаються з суміші зольного пилу і осаду стічних вод, потрібно мати на увазі, що згаданий осад стічних вод можна було б замінити або розбавити іншими типами відходів виробництва з великим вмістом горючих речовин, такими як пульпа з паперової фабрики, не виходячи за межі обсягу цього винаходу. Пульпа з паперової фабрики, подібно осаду стічних вод, містить значну кількість органічного палива, і добре зв'язується із зольним пилом. Сирі котуни, що вийшли із другого гранулятора 14, підсушуються на рухомій колосниковій сушарці 16. При цьому сирі котуни у варіанті, якому віддається перевага, підсушуються до абсолютної вологості менше ніж 5%. Підсушені котуни потім подаються у обертову випалювальну піч 18, сконструйовану відповідно до даного винаходу. Підсушені котуни завантажуються з того ж кінця обертової випалювальної печі 18, з якого підводиться зовнішнє паливо через пальник 20, і подається повітря через повітряну піку 22. Котуни повільно переміщаються по нахиленій обертовій випалювальній печі 18 в одному напрямі з потоком гарячих газів через піч (тобто паралельно ним), як показано стрілкою 24. Обертова випалювальна піч 18, що пропонується згідно з цим винаходом, включає в себе повітродувку 26 для подавання повітря по каналах під садку котунів, що зібралася в першій зоні 28 подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу і другій зоні 30 подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу. Конкретні процеси, що відбуваються в першій зоні 28 подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу і другій зоні 30 подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу будуть описані більш детально нижче. Однак потрібно зазначити, що дві зони подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу необов'язкові для всіх випадків. Так, в деяких випадках може використовуватися лише одна зона безперервного подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу, тоді як в інших випадках може використовуватися більша кількість зон подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу. Кінцевий продукт, що ви ходить з обертової випалювальної печі 18, подається в охолоджувач 32, в якому може використовуватися водяне або повітряне охолодження, щоб довести температуру продукту до такої, при якій його можна транспортувати або складувати. Теплота з охолоджувача 32 може бути рекуперована і використана для різних цілей, включаючи підсушування сирих котунів в р ухомій колосниковій сушарці 16. Невикористані гази подаються на газоочищення і викидаються через газову витяжну трубу 34. Звернемося тепер до Фіг.2 і Фіг.3: повітря, призначене для подавання під шар оброблюваного матеріалу, підводиться біля завантажувального кінця 36 обертової випалювальної печі 18 повітродувкою 26 подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу. У даному варіанті здійснення цього винаходу повітря для подавання під шар оброблюваного матеріалу вводиться біля завантажувального кінця 36 обертової випалювальної печі 18 в першу зону 28 подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу і другу зону 30 подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу. Для кожної із згаданих першої і другої зон 28 і 30 подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу передбачається головний повітряний колектор 38, що оперізує обертову випалювальну піч 18 ззовні. Повітря для подавання під шар оброблюваного матеріалу нагнітається в кожний з колекторів 38 повітродувкою 26 подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу по підвідному повітропроводу 40. Потік повітря в кожну із згаданих першої і другої зон 28 і 30 подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу регулюється заслінкою 42, розміщеною в повітропроводі 40 між повітродувкою 26 подавання повітря під шар матеріалу і відповідним повітряним колектором 38. Кожною регулюючою повітряний потік заслінкою 42 керує привід, який регулює кількість повітря, що поступає у відповідну зону 28 або 30 подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу за сигналом із витратоміра 44, розміщеного між регулюючою заслінкою 42 і відповідним колектором 38. Поєднання двох регулюючи х повітряний потік заслінок 42 дозволяє подавати в дві зони 28 і 30 подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу різні об'єми повітря. У кожній із зон 28 і 30 подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу є ряд розподільних повітропроводів 46 подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу, розміщених на деякій відстані один від одного навколо обертової випалювальної печі 18. Кожний з цих розподільних повітропроводів 46 подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу тягнеться паралельно обертовій випалювальній печі 18 і сполучений з колектором 38, так що повітря від повітродувки 26 для подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу може поступати по підвідному повітропроводу 40 і колектору 38 в розподільні повітропроводи 46 подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу. У варіанті здійснення цього винаходу, якому віддається перевага, навколо обертової випалювальної печі 18 може бути розміщено або вісім, або дванадцять окремих розподільних повітропроводів 46 подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу. Кожний з розподільних повітропроводів 46 подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу обладнаний перекидним клапаном 48 і певною множиною патрубків 50, що відходять від розподільних повітропроводів 46 подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу всередину обертової випалювальної печі 18, як найкраще показано на Фіг.3. Як видно на Фіг.3, кожний патрубок 50 тягнеться крізь барабан 52 обертової випалювальної печі 18. Повернемося до Фіг.2: кожний з розподільних повітропроводів 46 подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу обладнаний трьома патрубками 50, розташованими на деякій відстані один від одного по довжині розподільного повітропроводу 46, так що кожний з них входить всередину обертової випалювальної печі 18. Подавання повітря, що поступає по розподільному повітропроводу 46 подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу, регулюється впускним клапаном, таким як звичайний перекидний клапан 48. Перекидний клапан 48 являє собою спеціальний механізм, який, взаємодіючи з нерухомим перекидальним механізмом (не показаний), відкриває і закриває перекидний клапан 48 при обертанні обертової випалювальної печі 18 навколо своєї поздовжньої осі. Звернемося знов до Фіг.3: в варіанті здійснення цього винаходу, якому віддається перевага, перекидний клапан 48 в кожному розподільному повітропроводі 46 подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу влаштований таким чином, щоб відкриватися при попаданні кожного патрубка 50 розподільного повітропроводу 46 подавання повітря під шар 60 садки обкатаного матеріалу, що знаходиться у обертовій випалювальній печі 18. При обертанні обертової випалювальної печі 18 в напрямі, показаному стрілкою 62, перекидний клапан 48 кожного розподільного повітропроводу 46 подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу відкривається в положенні, позначеному позицією А. У положенні, позначеному буквою А, патрубок 50 знаходиться під шаром 60 садки обкатаного матеріалу. При продовженні обертання обертової випалювальної печі 18 в напрямі, показаному стрілкою 62, другий перекидальний механізм закриває перекидний клапан 48 розподільного повітропроводу 46 подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу, коли розподільний повітропровід 46 виходить в положення, вказане позицією В. У варіанті здійснення цього винаходу, якому віддається перевага, перекидний клапан 48 відкривається приблизно під кутом 180° і закривається приблизно під кутом 270° при вимірюванні проти годинникової стрілки, як указано позиціями А і В на Фіг.3. Таким чином, повітря, призначене для подавання під шар оброблюваного матеріалу, поступає в камеру обертової випалювальної печі 18 тільки тоді, коли кожний патрубок 50 знаходиться під шаром 60 садки обкатаного матеріалу. Хоч в даному варіанті здійснення цього винаходу, якому віддається перевага, показане підведення повітря в дві окремі зони подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу, потрібно мати на увазі, що можна було б використати одну єдину зону подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу, що тягнеться на загальну довжину першої зони 28 подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу і другої зони 30 подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу, показаної на Фіг.2. Необхідність в парі зон 28 і 30 подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу, показаній на Фіг.2, викликана розташуванням між цією парою зон подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу вінця 51 приводу обертання печі. Важливо лише, щоб повітря, призначене для подавання під шар оброблюваного матеріалу, вводилося під шар садки обкатаного матеріалу біля завантажувального кінця 36 обертової випалювальної печі 18. Повітря, що підводиться як в першу зону 28, так і у др угу зону 30 подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу, дозволяє більш ефективно спалювати у обертовій випалювальній печі 18 з паралельним (супутнім) струменем паливо, що міститься в садці обкатаного матеріалу, що поступає в завантажувальний кінець 36 обертової випалювальної печі 18. Ефективність згоряння летких горючих речовин і зв'язаного вуглецю в садці обкатаного матеріалу сильно підвищується добре спланованою подачею в шар 60 матеріалу біля завантажувального кінця 36 обертової випалювальної печі 18 достатньої кількості повітря за допомогою повітродувки 26 для подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу. Додатково до випалення зв'язаного вуглецю в обкатаному матеріалі подача повітря під шар матеріалу значно знижує споживання зовнішнього палива пальником 20 і збільшує здатність досягнення деякої міри склування (рідкофазного спікання) обкатаного матеріалу, що підвищує якість готового продукту. Кількість повітря, що нагнітається повітродувкою 26 для подавання під шар оброблюваного матеріалу, вибирається таким чином, щоб здійснити випалення більшості летких горючих речовин і зв'язаного вуглецю в шарі 60 садки обкатаного матеріалу і контролювати температур у шару і газу. Кількість повітря, що підводиться в кожну із зон 28 і 30 подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу, яке необхідне для спалення летких горючих речовин і більшості вуглецю, знаходиться в межах 14-17 стандартних кубічних футів повітря на фунт сухої садки (0,874-1,061м 3/кг). Загальна кількість повітря, що підводиться, яка необхідна для згоряння і контролювання температури шару і газу, за винятком повітря, що вводиться через повітряну піку 22, знаходиться в межах 20-26 стандартних кубічних фути повітря на фун т сухого загрузочного завантажувального матеріалу (1,249-1,623м 3/кг). При збільшенні загального вмісту горючого матеріалу (зв'язаного вуглецю) в садці обкатаного матеріалу для спалення збільшеної кількості горючого матеріалу і контролювання температури шару і газ у кількість повітря необхідно збільшити. У обертовій випалювальній печі 18 пальник 20 на завантажувальному кінці 36 забезпечує первинне розігрівання і служить джерелом займання. При надходженні садки обкатаного матеріалу в завантажувальний кінець 36 пальник 20 підсушує матеріал і випаровує здатні займатися горючі речовини. Повітря для подавання під шар оброблюваного матеріалу вводиться в шар матеріалу під час підігрівання цього матеріалу у завантажувального кінця 36 пальником 20. Спочатку це повітря просочується крізь шар матеріалу з горючими речовинами, що випаровуються, і згоряє на виході з цього шару. Потім повітря, що подається під шар оброблюваного матеріалу, і невелика кількість повітря, що подається через повітряну піку 22, забезпечує повітря для горіння, необхідне для завершення згоряння горючого матеріалу над шаром матеріалу. Горючий матеріал, що міститься в садці, починає згоряти в шарі матеріалу при підвищенні температури матеріалу. Повітря, що подається під шар оброблюваного матеріалу, забезпечує потім кисень, необхідний для спалення зв'язаного вуглецю в садці при наближенні температури шару до 1670°F (910°С). Підведення призначеного для подавання під шар садки обкатаного матеріалу повітря в першу зону 28 подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу і у другу зону 30 подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу має ефект додаткових пальників, що спалюють горючий матеріал, що міститься в шарі 60 обкатаного матеріалу. Спалення горючого матеріалу в шарі 60 дозволяє знизити кількість палива, що подається в пальник 20, все ще перетворюючи на розвантажувальному кінці 64 обертової випалювальної печі 18 обкатаний матеріал в такий же легкий наповнювач. При оптимальному припливі призначеного для подавання під шар оброблюваного матеріалу повітря в працюючу обертову випалювальну піч 18, яка включає в себе першу зону 28 подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу і другу зону 30 подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу, вироблюваний легкий наповнювач виходить міцним, легким, склоподібним продуктом із низькими насипною питомою вагою (SSD) і індексом водопоглинання. Подавання повітря під шар матеріалу призводить також до зниження витрати палива пальником 20. У варіанті здійснення цього винаходу, якому віддається перевага, оцінна витрата повітря, необхідного для згоряння горючого матеріалу в садці, приблизно становить 4800 стандартні кубічних фути в хвилину (2,26м 3/с), а загальна витрата повітря для згоряння і регулювання температури твердих частинок і газу приблизно становить 7500 стандартних кубічних фути в хвилину (3,54м 3/с). У варіанті здійснення цього винаходу, якому віддається перевага, 33% повітря, призначеного для подавання під шар оброблюваного матеріалу, припадає на першу зону 28 подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу, тоді як 67% повітря, призначеного для подавання під шар оброблюваного матеріалу, припадає на другу продувальну зону 30 подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу. Наприклад, фактична витрата повітря через першу зону 28 подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу приблизно становить 2000-2500 стандартних кубічних футів в хвилину (0,94-1,18м 3/с), тоді як витрата повітря через другу зону 30 подавання повітря під шар оброблюваного матеріалу становить приблизно 3000-5000 стандартних кубічних фути в хвилину (1,42-2,36м 3/с). Однак абсолютно очевидно, що фактична потреба в повітрі для подавання під шар оброблюваного матеріалу буде варіювати в залежності від вмісту горючого матеріалу в садці обкатаного матеріалу, що подається в завантажувальний кінець 36 обертової випалювальної печі 18. Легкий заповнювач, що ви ходить із розвантажувального кінця 64 обертової випалювальної печі 18, подається в охолоджувач 32, де його температура знижується настільки, щоб цей легкий заповнювач можна було транспортувати з використанням звичайних способів транспортування матеріалів. Відхідні гази печі відводяться в обладнання 66 для боротьби із забрудненням атмосфери і, зрештою, скидаються через газову витяжну трубу 34. Звернемося тепер до Фіг.4, на якій зображена частина вогнетривкого матеріалу, що ним футерована внутрішня поверхня обертової випалювальної печі 18. Вогнетривкий матеріал включає в себе певну множину виготовлених із вогнетривкого матеріалу цеглин, розміщених поздовжньо по колу, прилягаючи одна до одної. Цеглини утворюють поздовжні ряди, що тягнуться паралельно осі печі 18, і є або цеглинами звичайного типу, що традиційно використовується у випалювальних печах, як позначені позицією 70, або цеглинами нової конструкції, що пропонується згідно з цим винаходом, як позначені позицією 71, і які іменуються далі вогнетривкими каналотвірними цеглинами (RCP). У одному варіанті здійснення цього винаходу на кожний ряд вогнетривких каналотвірних цеглин 71 припадає шість рядів звичайних цеглин 70. У результаті всередині, або на внутрішній поверхні барабана 52 печі 18, розміщується в загальній кількості дванадцять рядів вогнетривких каналотвірних цеглин 71. Однак, як вже зазначалося вище, в залежності від застосування печі 18 може використовува тися будь-яке поєднання рядів звичайних цеглин 70 і вогнетривких каналотвірних цеглин 71. Потрібно зазначити, що цеглини 70 і 71 розміщені зі зміщенням, внаслідок чого створюється конфігурація, що забезпечує більш стійку футерівку при обертанні печі 18. На Фіг.4 також зображений ряд замкових каменів 72. Кожний камінь 72 має верхню грань 73, розташовану з верхніми гранями цеглин 70 і 71. Камені 72 мають також нижню грань (дивись Фіг.12-14), прилеглу до вн утрішньої поверхні барабана 52. Камені 72 приварюють до барабана 52, як буде описано нижче, і таким чином запобігають зміщенню цеглин 70 і 71, які ніяк не кріпляться до барабана 52, відносно барабана 52 при обертанні печі 18. Оскільки цеглини 70 і 71 не прикріплені до барабана 52, замкові камені 72 таким чином підтримують суміщення цеглин 71 із каналами системи подавання повітря, що описуються На Фіг.5 зображений вид зверху складеного ряду вогнетривких каналотвірних цеглин 71. Завдяки видаленню суміжного ряду звичайних цеглин 70 ясно видно зміщене розташування цеглин 71. Потрібно також зазначити, що горизонтальними пунктирними лініями на Фіг.5 зображена головна повітряна магістраль 74, утворена в цеглинах 71, тоді як вертикальними пунктирними лініями зображена певна множина повітровипускних каналів 75, розташованих між кожною суміжною цеглиною 71, обидві з яких будуть більш детально описані нижче. Фіг.6 являє собою переріз через середину ряду цеглин 71, показаних на Фіг.5. На Фіг.6 більш детально показано, що головна повітряна магістраль 74 розташована вздовж внутрішньої поверхні барабана 52 і тягнеться поздовжньо і паралельно осі барабана 52. Головна повітряна магістраль 74 сполучається із впускними повітряними вузлами 50, а також із повітровипускними каналами 75. Повітровипускні канали 75 сполучаються з головною повітряною магістраллю 74 і тягнуться крізь цеглини 71 у внутрішню камеру барабана 52, як буде більш детально описано нижче. На Фіг.7 зображено збільшений поперечний переріз складеного ряду вогнетривких каналотвірних цеглин 71. Фіг.7 більш детально показує, що повітровипускні канали 75 утворені між кожною суміжною цеглиною 71, і що кожний повітровипускний канал 75 виконаний з подвійним зламом. Також потрібно зазначити, що донна або нижня частина 76 кожного каналу 75 ширша, ніж верхівка або верхня частина 77 каналу 75. Центральна частина 78 кожного каналу 75 розташована під кутом відносно частин 76 і 77, і сполучає між собою частини 76 і 77. Як зображено на фігурі, поздовжня вісь верхньої частини 76 зміщена відносно поздовжньої осі нижньої частини 77, що забезпечує зображений подвійний злам. Фіг.8а і Фіг.8b є перспективними видами однієї вогнетривкої канало твірної цеглини 71, що зображають відповідно види спереду і ззаду. Кожна цеглина 71 має лицьову грань 79, тильну грань 80, верхню грань 81, нижню грань 82 і протилежні торцеві грані 83 і 84. Головний повітряний канал 85 утворений в нижній грані 82 цеглини 71, і тягнеться від його лицьової грані 79 до тильної грані 80. Головний повітряний канал 85 має по суті U-подібну форму в поперечному перерізі, хоч можуть використовуватися і інші форми поперечного перерізу. Для утворення повітровипускних каналів 75 в кожній цеглині 71 виконаний верхній повітровипускний хід 86 у вигляді заглиблення в лицьовій грані 79 кожної цеглини 71. Верхній повітровипускний хід 86 опускається від верхньої грані 81, і його нижній кінець 87 розташований між верхньою гранню 81 і нижньою гранню 82. У варіанті, якому віддається перевага, нижній кінець 87 знаходиться трохи вище повітряного каналу 85, як найкраще показано на Фіг.8а. Нижній кінець 87 утворює по хилу поверхню, що відхиляється від вертикалі приблизно на 15-45°, у варіанті, якому віддається перевага, 30°, як найкраще показано на Фіг.11. Також, як найкраще показано на Фіг.10, краї повітровипускного ходу 86 закруглені або оброблені по радіусу, щоб звести до мінімуму напруження. У варіанті, якому віддається перевага, повітровипускний хід 86 виконаний в формі прямокутного заглиблення в лицьовій грані 79, яке, як найкраще показано на Фіг.11, у варіанті, якому віддається перевага, заглиблене приблизно на 0,19 дюйма (4,83мм) відносно площини, що утворюється лицьовою гранню 79. Потрібно зазначити, що глибина ходу 86 залежить від матеріалу, що завантажується в піч для обробки. Звернемося тепер до Фіг.8b, на якій показаний нижній повітровипускний хід 88, утворений заглибленням в тильній грані 80 кожної цеглини 71. Нижній повітровипускний хід 88 підіймається від нижньої грані 82, і його верхній кінець 89 розташований між нижньою гранню 82 і верхньою гранню 81. Як найкраще показано на Фіг.11, верхній кінець 89 утворює похилу поверхню, що відхиляється від вертикалі приблизно на 15-45°, у варіанті, якому віддається перевага, 30°. Як найкраще показано на Фіг.8b, нижній повітровипускний хід 88 утворений заглибленням в тильній грані 80, і, як показано на Фіг.10, його бічні краї закруглені або оброблені по радіусу, щоб звести до мінімуму напруження. На Фіг.11 показано, що нижній повітровипускний хід 88 заглиблений відносно площини, що утворюється тильною гранню 80 цеглини 71, приблизно на 0,25 дюйма (6,35мм), і, таким чином, трохи глибше верхнього повітровипускного ходу 86. Глибина ходу 88, як і глибина ходу 86, залежить від матеріалу, що завантажується в піч для обробки. Таким чином, після складання нижня частина 76 повітровипускного каналу 75 буде тро хи ширша , ніж верхня частина 77, як зображено на Фіг.7. Важливо також зазначити, що нижній кінець 87 верхнього повітровипускного ходу 86 знаходиться нижче верхнього кінця 89 нижнього повітровипускного ходу 88, як найкраще видно на Фіг.11. Іншими словами, нижній кінець 87 зустрічається, або збігається з лицьовою гранню 79 приблизно на 6 дюймів (152,4мм) нижче верхньої грані 81, тоді як верхній кінець 89 зустрічається, або збігається з тильною гранню 80 приблизно на 5,5 дюйма (139,7мм) нижче верхньої грані 81. У результаті, після складання утворюється кутова центральна частина 78 повітровипускного каналу 75, як зображено на Фіг.7. Таким чином, коли одна цеглина 71 встановлюється так, щоб її лицьова грань 79 прилягала до тильної грані 80 сусідньої цеглини 71, головні повітряні канали 85 кожної цеглини 71 суміщаються, утворюючи головну повітряну магістраль 74. Крім того, верхній повітровипускний хід 86 однієї цеглини суміщається з нижнім повітровипускним ходом 88 суміжної цеглини, утворюючи бажаний повітровипускний канал 75 у внутрішній простір випалювальної печі 18, як найкраще показано на Фіг.7. Нарешті, потрібно зазначити, що головний повітряний канал 85 суміщається вертикально (дивись лінію 90 на Фіг.9) із верхнім повітровипускним ходом 86 і нижнім повітровипускним ходом 88, кожний з яких має приблизно однакову ширину. Однак, головний повітряний канал 85, верхній повітровипускний хід 86 і нижній повітровипускний хід 88 також зміщені відносно вертикальної осі, що тягнеться через центр цеглини 71. Це необхідно, оскільки цеглини 71 монтуються зі зміщенням, як найкраще показано на Фіг.5. Іншими словами, якщо ширина цеглини 71 становить 12 дюймів (304,8 мм), лінія 90 знаходиться в 7 дюймах (177,8мм) від торцевої грані 84 і в 5 дюймах (127мм) від торцевої грані 83. Звернемося тепер до Фіг.12-14, на яких більш детально зображені замкові камені 72, згадувані раніше в зв'язку з Фіг.4. Замкові камені 72 кріпляться до барабана 52 випалювальної печі для запобігання зміщенню вогнетривких цеглин 71 відносно барабана 52. Ці замкові камені 72 таким чином зберігають суміщення впускних повітряних вузлів 50 із головною повітряною магістраллю 74, утвореною цеглинами 71. Більш конкретно, кожний замковий камінь 72 має лицьову грань 91, тильну грань 92, верхню грань 93, нижню грань 94 і протилежні бічні грані 95 і 96. Як найкраще показано на Фіг.12, нижня грань прилягає до внутрішньої поверхні барабана 52, і, як найкраще зображено на Фіг.4, верхня грань розташована урівень із верхніми гранями 81 цеглин 71. Кожний замковий камінь 72 виготовлений з плавленолитого вогнетривкого матеріалу, придатного для режиму роботи, подібного режиму роботи цеглин 71. Після закладення в плавленолитий вогнетривкий матеріал С-подібного стального швелера 98 і закріплення його анкерами від нижньої грані 94 всередину каменя утворюється канал 97 в формі жолоба, який тягнеться по каменю 72 від лицьової грані 91 до тильної грані 92. Як найкраще показано на Фіг.12, полиці стального швелера 98 розташовані урівень із нижньою гранню 94 каменя 72. Однак, як найкраще показано на Фіг.13, передній кінець 99 стального швелера відступає всередину від лицьової грані 91, тоді як задній кінець 100 стального швелера 98 виступає назовні за тильну грань 92 каменя 72. До внутрішньої поверхні стального швелера 98 на відстані один від одного приварюється пара стержнів 101 і 102, які, як найкраще показано на Фіг.13, виступають за передній кінець 99 назовні настільки, щоб вирівнятися з передньою гранню 91 каменя 72. Ці виступаючі кінці стержнів 101 і 102 знаходяться в заглибленні 103 в лицьовій грані 91. Для того щоб змонтувати камені 72, як показано на Фіг.14, до внутрішньої поверхні барабана 52 приварюється відрізок стального швелера (не показаний) довжиною 2 дюйми (50,8мм). Тоді перший камінь встановлюється таким чином, щоб стержні 101 і 102 увійшли під цей дводюймовий відрізок стального швелера. Перший камінь приварюється, як показано позицією 104, до внутрішньої поверхні барабана 52. Після цього другий камінь встановлюється за першим каменем таким чином, щоб його лицьова грань 91 прилягала до тильної грані 92 каменя 72, привареного до барабана 52. Цей другий камінь 72 потім також приварюється до барабана 52. Потрібно зазначити, що стержні 101 і 102 на другому камені використовуються для належного суміщення другого блока відносно першого блока, оскільки виступаючі кінці стержнів 101 і 102 входять в задній кінець 100 стального швелера 98 першого каменя 72. Описаний вище метод повторюється до складання всього ряду замкових каменів 72 всередині барабана 52, як показано на Фіг.4.

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Fire-proof brick for rotary kiln, assembled unit made of fire-proof bricks for the rotary kiln and the rotary calcining kiln

Назва патенту російською

Огнеупорный кирпич для поворотной печи, составной узел из огнеупорного кирпича для поворотной обжиговой печи и поворотная обжиговая печь

МПК / Мітки

МПК: F27D 1/04, F27B 7/36

Мітки: вогнетривких, вогнетривка, вузол, цеглина, обертова, складальний, цеглин, печі, випалювальна, випалювальної, обертової, піч

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/10-74379-vognetrivka-ceglina-dlya-obertovo-pechi-skladalnijj-vuzol-iz-vognetrivkikh-ceglin-dlya-obertovo-vipalyuvalno-pechi-ta-obertova-vipalyuvalna-pich.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Вогнетривка цеглина для обертової печі, складальний вузол із вогнетривких цеглин для обертової випалювальної печі та обертова випалювальна піч</a>

Подібні патенти