Плавильна піч

1 Плавильна піч, що включає басейн з каналом вироблення, фідер печі, перегородковий брус фідера, плавильну зону, дно плавильної печі, склепіння плавильної печі, басейн гомогенізації, отвір для завантаження сировини, пальники, яка відрізняється тим, що дно плавильної печі забезпечено поперечними порогами, ВІДДІЛЯЮЧИМИ плавильну зону від зони гомогенізації, а зона гомогенізації розділяється поперечними порогами на Винахід відноситься до промисловості будівельних матеріалів, а саме до плавильних печей для виробки волокон із термопластичних гірничих матеріалів і може бути використаний на підприємствах промисловості будівельних матеріалів, в ХІМІЧНІЙ промисловості, металургії та інших галузях, які виробляють волокно із гірничих порід Відома плавильна піч для одержання розплаву із мінеральних матеріалів (патент України № 17730, МПК СОЗВ 5/04, бюл № 5, 1997) Вона включає басейн з лотками, розташованими ступінчасте на певній відстані один від одного, над кожним з яких закріплено підігрівачі електронагріву Кожен з лотків забезпечений порогом Лотки вмонтовані в корпус печі, в склепінні якого розташований завантажений сировиною отвір, а в донній частині розташований отвір для видачі розплаву на виробку Недоліком такої конструкції печі являється відсутність візуального спостереження за процесом плавки, наслідком чого є відсутність можливості управління процесом плавки та гомогенізації розплаву Оскільки, на кожному з лотків знаходиться в безперервному русі певна КІЛЬКІСТЬ роз підзони, а кожний з порогів забезпечений від внутрішнього простору плавильної печі кишеневими каналами, при цьому остання підзона гомогенізації забезпечена наскрізним поперечним брусом, змонтованим на відстані від дна плавильної печі з можливістю проходу як під ним, так і за ним розплаву на виробку, а верхня частина якого знаходиться вище висоти перегород ко во го бруса 2 Піч за п 1, яка відрізняється тим, що кишеневі отвори порога, ВІДДІЛЯЮЧОГО зону гомогенізації від зони плавильноі.та поперечні пороги підзон гомогенізації забезпечені патрубками подачі холодоагента 3 Піч за п 1, яка відрізняється тим, що КІЛЬКІСТЬ ПІДЗОН гомогенізації регламентується КІЛЬКІСТЮ включень в сировині з більшою температурою розплаву, ніж температура розплавлення останніх компонентів плаву, дзеркало якого створюється завдяки дії сили земного тяжіння, то необхідно на кожному з цих лотків витримувати однакову глибину басейну, що при такій конструкції практично неможливо, так як відсутня можливість регулювання положень лотків відносно дії сили земного тяжіння Отже, в процесі роботи такої печі можливі утворення застійних зон розплаву, що практично не дає можливості використання такої печі для видобутку волокон із термопластичних матеріалів Внаслідок наявності глибоких каналів в місцях переливу розплаву з лотка на лоток відсутня можливість регулювання нагріву розплаву, що також веде до згущення розплавів, особливо з вузьким температурним інтервалом виробки, до яких відносяться розплави з гірських порід Компенсація браку підігріву розплаву за рахунок його перегріву також має свої негативні наслідки По-перше, суттєво знижується строк використання печі, а подруге, додаткове використання тепла відбивається на собівартості виготовленої продукції із розплаву термопластичних матеріалів Гомогенізація розплаву на ступінчасте розташованих один відносно одного лотках потребує строгого нівелювання роз 00 00 ю 54788 ташування лотків відносно дм сили гравітації, оскільки досягти цього шляхом кладки печі з окремих блоків практично неможливо без настроювання рівня кожного окремого лотка В варіанті сталої закритої конструкції печі коректування положення лотків відносно дії сили земного тяжіння відсутні, що приведе до згущення розплаву в одних місцях лотків і зменшення глибини розплаву в інших, що веде до неефективного використання площі лотків Крім того, в даній конструкції печі не вирішено питання відводу газів Відзначені недоліки конструкції печі обумовлюють можливості и використання Найбільш близьким рішенням за технічною сутністю та досягнутому результату являється піч для одержання розплаву із гірничих порід (патент України № 119367, МПК СОЗВ 5/04, бюл № 6,1997) Така піч включає басейн з виробіточним каналом, склепіння, в якому змонтовані пальники, плавильний басейн печі, виконаний в вигляді площини, піднятої над верхньою площиною з кутом нахилу на 7 - 10° відносно площини поверхні вогнетривкого басейну, а зливний кінець площини скошений під гострим кутом в МІСЦІ переходу розплаву в зону гомогенізації 3 метою інтенсифікації процесу гомогенізації розплаву, площадка, розташована в зоні підтримання найбільшої температури в печі В площадку вмонтовано ряд сопел для барботажу розплаву, кожне з яких розташоване одне відносно одного на відстані 100 - 150мм Для захисту матеріалу площадки від руйнівного характеру високої температури та підвищеної швидкості переміщення розплаву в тонкому шарі, площадка забезпечена ІЗОЛЯЦІЙНИМ жаростійким та ХІМІЧНО СТІЙКИМ відносно розплаву матеріалом Така ванна піч значно простіша конструктивно за вище розглянутий аналог Недоліком такої ванної печі для одержання розплаву з гірських порід є відсутність можливості управління температурним режимом печі в процесі підготовки розплаву Це суттєво стримує досягнення потрібної якості розплаву за рахунок його гомогенізації по довжині плавильної ванни від її завантаження однокомпонентною чи багатокомпонентною шихтою для її оплавлення до видачі в фідер печі на виробку розплаву Саме це суттєво стримує можливості досягнення однорідності розплаву в його об'ємі без відхилень від потрібної якості за в'язкістю, ЩО ЯВЛЯЄТЬСЯ найважливішою передумовою досягнення високої якості виробів із розплаву В основу пропонованого винаходу поставлена задача розробки плавильної печі, яка б дала можливість підвищити якість гомогенізації розплавів гірничих порід з вузьким температурним інтервалом виробки Поставлена задача вирішується тим, що в плавильній печі, яка включає басейн з виробочним каналом, фідер печі, загород ний брус фідера, плавильну зону, дно плавильної печі, склепіння плавильної печі, басейн гомогенізації, отвір для завантаження сировини, пальники, згідно з винаходом, дно плавильної печі забезпечено поперечними порогами, ВІДДІЛЯЮЧИМИ плавильну зону від зони гомогенізації, а кожний з порогів забезпечений від внутрішнього простору плавильної печі кишеневими каналами, при цьому остання підзона гомогенізації забезпечена наскрізним поперечним брусом, змонтованим на відстані від дна плавильної печі з можливістю проходу як під ним, так і за ним розплаву на виробку Крім того, кишеневі отвори порога, ВІДДІЛЯЮЧОГО зону гомогенізації від зони плавильної та поперечні пороги підзон гомогенізації забезпечені патрубками подачі холодоагенту Також, згідно з винаходом, КІЛЬКІСТЬ ПІДЗОН гомогенізації регламентується КІЛЬКІСТЮ включень в сировині з більшою температурою розплаву, ніж температура розплавлення останніх компонентів Завдяки такому конструктивному виконанню печі розплав термопластичного матеріалу з плавильної зони через поперечний поріг тонкою плівкою переливається в зону гомогенізації, де глибина розплаву більша Над порогом плівка розплаву перегрівається і заповнює гомогенізаційну ванну При цьому найбільш нагріта зріднена зона плівки переміщується швидше і підігріває нижню частину розплаву гомогенізаційної ванни та перемішується з ним А нижня частина, менше нагріта, накриває дзеркало розплаву ванни гомогенізації за рахунок чого і досягається найбільший ефект усереднення розплаву по температурі За рахунок перегріву розплаву над кожним з порогів досягається оплавлення включень розплаву з найвищою температурою плавлення За рахунок відбору тепла з поперечних порогів досягається усереднення і зд однорідністю та в'язкістю різнокомпонентних розплавів Відбором тепла розплаву з поперечних порогів досягається управління процесом гомогенізації КІЛЬКІСТЬ поперечних порогів на дні каналу печі регламентується ХІМІЧНИМ складом розплаву та КІЛЬКІСТЮ в ньому включень, температура плавлення яких значно вища від температури плавлення решти компонентів Виконання процесу регулювання підготовки розплаву для виробки з нього волокон дає можливість суттєво підвищити якість виготовленої продукції, а саме зменшити діаметр вироблених волокон, зменшити обривність волокон в процесі їх виробки, а також спростити складність обслуговування процесу виробки Запропонована піч представлена фронтальною проекцією в розрізі (фиг 1) та горизонтальною проекцією в розрізі (фіг 2) Плавильна піч включає басейн 1 з каналом фідера 2, склепіння фідера З, в якому вмонтовані пальники 4, отвір завантаження печі сировиною 5, поперечний поріг 6, ВІДДІЛЯЮЧИЙ плавильну зону 7 від зони гомогенізації 8, поперечний поріг 9, розділяючий зону гомогенізації на підзони на дні плавильної печі 10, поперечний брус 11, змонтований на певній відстані від дна плавильної печі дляпроходу під ним розплаву, кишеневі канали 12 виконані в поперечних порогах, патрубки подачі холодоагентів 13, 14, загородний брус 15 Працює плавильна піч слідуючим способом Сировина, подрібнена до розмірів 5 - 8мм через отвір завантаження сировини 5 завантажується в піч для плавлення в плавильну зону 7 В цій зоні сировина розплавляється під дією продуктів горіння газу в суміші з повітрям, поступаючим від пальників 4 Внаслідок цього плавильна зона заповнюється розплавом, який через поперечний поріг 6 переливається в зону гомогенізації тонким шаром 54788 На дзеркало цього шару діє розріджений газ, який перегріває розплав в верхній частині, а знизу подається періодично в кишеневі канали ^холодоагент по патрубках подачі холодоагенту 13, 14, який відбирає частину тепла Внаслідок цього тонкий шар розплаву зверху набуває більшого нагріву, через що оплавляються включення з високою температурою плавлення Знизу менш нагрітий більш в'язкий розплав переміщується з меншою швидкістю, ніж більш нагрітий зріджений шар розплаву Цей зріджений шар розплаву заповнює донну частину зони гомогенізації 8 При заповненні цієї зони розплав через поперечний поріг 9 тонким шаром направляється в наступну підзону гомогенізації, де він також перегрівається пальниками в тонкому шарі та періодично охолоджується завдяки відбору тепла Верхня перегріта його частина з оплавленими включеннями, які не встигли оплави тися в попередній зоні гомогенізації дооплавляються і заповнюють зону, переливаючись через наступний поперечний поріг, заповнюючи всі підзони зони гомогенізації, їх КІЛЬКІСТЬ регламентується наявністю КІЛЬКОСТІ включень в сировині, температура розплавлення яких більша, ніж температура плавлення інших компонентів сировини Після проходження всіх підзон розплав проходить через щілину під поперечним брусом 11 в канал фідера 2 на виробку через загородний брус 15 Така конструкція плавильної печі дає можливість забезпечити необхідну однорідність розплаву в його об'ємі що дає стабільну однорідність його за в'язкістю Це дає можливість максимально підвищити якість вироблених з розплаву як штапельних, так і неперервних волокон Z77777/7S?77777777f)