Спосіб безперервного спікання мінерального матеріалу і обладнання для спікання

Реферат: Спосіб безперервного спікання мінерального матеріалу в печі (S) спікання, який включає формування шару (2) матеріалу на транспортуючій основі (1), переміщення шару (2) матеріалу транспортуючою основою (1) крізь зони (І-VII) технологічної обробки печі спікання, які мають різні температури, пропускання газу крізь транспортуючу основу і шар (2) матеріалу, коли шар матеріалу проходить крізь зони (І-VII) технологічної обробки, циркулювання газу в каналі (3) для циркулюючого газу від останньої зони (VII) охолодження до зони (І) сушіння. Зони (І-VII) технологічної обробки печі спікання зони включають щонайменше одну зону (І) сушіння, щонайменше одну зону (VII) охолодження і щонайменше одну іншу зону (II, III, IV, V, VI) технологічної обробки між зазначеною зоною сушіння і зоною охолодження. Частину газового потоку, який пропускають у зону (І) сушіння в каналі (3) циркулювання газу, видаляють, як потік (В) відпрацьованого газу, крізь канал (4) для відпрацьованого газу. Здійснюють регулювання об'ємних витрат потоку (В) відпрацьованого газу для регулювання температури газового потоку, який проходить крізь шар матеріалу в зоні сушіння. UA 104529 C2 (12) UA 104529 C2 UA 104529 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Галузь техніки Винахід стосується способу, визначеного в обмежувальній частині пункту 1 формули винаходу. Винахід, крім того, стосується обладнання для спікання, визначеного в обмежувальній частині пункту 7 формули винаходу. Рівень техніки При безперервному спіканні мінерального матеріалу шар матеріалу формують на транспортуючій основі у печі спікання, далі цей шар будемо називати шаром матеріалу. Шар матеріалу транспортують транспортуючою основою крізь зони технологічної обробки печі спікання, які мають різні температури. Під час транспортування газ пропускають крізь транспортуючу основу і шар матеріалу, коли шар матеріалу проходить крізь зони технологічної обробки. З останньої зони охолодження газ рециклюють у канал циркулювання газу до зони сушіння, яка утворює першу зону технологічної обробки. Під час сушіння енергію газу використовують для нагрівання шару матеріалу і випаровування води. Газ охолоджується і зволожується, коли він передає тепло на випаровування. Відпрацьований газ забирає вологу з шару матеріалу. Так як вода виноситься, то для балансу всієї печі суттєвим є, щоб потік газу крізь шар залишався постійним. Баланс матеріалів і енергії відомої печі спікання є достатньо складним, тому що три окремі циркуляції газу відбуваються від зон охолодження назад до зон сушіння, нагрівання і спікання. Регулювання технологічного процесу базується на фіксації параметрів процесу всієї технологічної обробки, починаючи від сировинного матеріалу і т.д., для підтримання балансу. Принципом регулювання печі спікання є не регулюванням окремих зон тільки у фіксованих точках, а балансування температур в окремих зонах у прийнятних рівнях, так щоб параметри печі залишалися збалансованими. На практиці, у відомих рішеннях температура сушки у зоні сушіння регулюють шляхом регулювання об'ємної витрати газового потоку, який проходить крізь шар матеріалу, пропусканням частини гарячого газового потоку каналу циркулювання газу як обхідного потоку повз шару матеріалу у вентилятор для відпрацьованого повітря. Регулювання виконують за допомогою регулюючого клапана, який розташований в обхідному газовому каналі і який у відкритому стані підвищує потік і зменшує температуру, а у закритому стані зменшує потік і підвищує температуру в зоні сушіння. Одна з проблем існуючих систем, зокрема, полягає в тому, що якщо і коли зміна положення регулюючого клапана є великою, то це також впливає на потік газу крізь шар матеріалу в зоні сушіння і, таким чином, на власно технологічну обробку і баланс печі. Практично і ефективно регулюють регулюючий клапан вручну, що пов'язане з довгим часом спрацьовування в процесі регулювання і з проблемою, зазначеною вище. В принципі, користувачі змінюють регулювання регулюючого клапана, що повинно відбуватися автоматично, в порушення інструкцій. Проблема з використанням автоматики полягає в тому, що вона спричиняє варіювання якості технологічної обробки і продукту. Якщо і коли регулюючий клапан намагається утримувати температуру в зоні сушіння на одній стандартній величині, регулюючий клапан трохи коливається від одного боку в інший. Одночасно це призводить також до коливання потоку газу крізь шар матеріалу. Задача винаходу Задачею винаходу є подолання недоліків зазначених вище. По суті, задачею винаходує створення способу і обладнання, за якими легко підтримувати баланс печі спікання. Іншою задачею винаходу є створення способу і обладнання, в яких вентилятор, який протягує газ з зони сушіння крізь шар матеріалу і, пристрій очищення, наприклад, газовий скрубер, міг би бути меншим, ніж існуючі. Крім того, канал циркулювання газу, по якому проходить газ від останньої зони охолодження до зони сушіння, міг би бути меншим, ніж існуючі. Суть винаходу Спосіб за винаходом характеризується ознаками, наведеними в першому пункті формули винаходу. Обладнання за винаходом характеризується ознаками, наведеними в сьомому пункті формули винаходу. За винаходом, згідно способу, частину газового потоку, який проходить у зону сушіння по каналу циркулювання газу, видаляють, як потік відпрацьованого газу через канал для відпрацьованого газу, а об'ємну витрату потоку відпрацьованого газу регулюють для регулювання температури газового потоку, який проходить крізь шар матеріалу в зоні сушіння. За винаходом, обладнання включає канал для відпрацьованого газу, з'єднаний з каналом циркулювання газу, що пропускає газ від останньої зони охолодження до зони сушіння, який 1 UA 104529 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 слугує для видалення частини газового потоку, який проходить в каналі циркулювання газу, як потоку відпрацьованого газу. Крім того, обладнання включає вентилятор для відпрацьованого газу, який розташований в каналі для відпрацьованого газу для створення потоку відпрацьованого газу. Додатково, обладнання включає регулюючий пристрій для регулювання потужності дуття вентилятора для відпрацьованого газу, щоб регулювати об'ємну витрату потоку відпрацьованого газу для регулювання температури газового потоку, який проходить крізь шар матеріалу в зоні сушіння. За винаходом, температуру зони сушіння печі спікання легко регулюють шляхом регулювання об'ємної витрати газу, який видаляють, перед шаром матеріалу, з каналу циркулювання газу, по якому проходить газ від останньої зони охолодження в зону сушіння, за допомогою окремого вентилятора для відпрацьованого газу з регульованою швидкістю. Таким чином, існуючий вентилятор під зоною сушіння регулює швидкість газового потоку крізь шар матеріалу, а окремий вентилятор для відпрацьованого газу регулює температуру газу, що сушиться. Регулювання температури може бути автоматизоване. У втіленні винаходу, обладнання включає обхідний газовий канал для проходження газу від каналу циркулювання газу, по якому газ проходить від останньої зони охолодження в зону сушіння, обходячи шар матеріалу, у канал для відпрацьованого газу зони сушіння, і регулюючий клапан для регулювання об'ємної витрати обхідного газового потоку в каналі обхідного газового потоку. Такі відомі обхідний газовий канал і регулюючий клапан можуть бути залишені для регулювання температури відпрацьованого газу в зоні сушіння до 100 °C для сушіння відпрацьованого газу, якщо потрібно, при холодних умовах. Але це не впливає на газовий потік крізь шар матеріалу. При втіленні способу потік відпрацьованого газу створюють вентилятором відпрацьованого газу в каналі для відпрацьованого газу, а об'ємну витрату потоку відпрацьованого газу регулюють шляхом регулювання швидкості обертання вентилятора відпрацьованого газу. У втіленні способу, по суті майже половину об'ємної витрати каналу циркулювання газу видаляють, як потік відпрацьованого газу. У втіленні способу, частки пилу видаляють з потоку відпрацьованого газу, а очищений потік відпрацьованого газу виводять в атмосферу. При втіленні способу потік відпрацьованого газу очищають в пристрої очищення, наприклад в газовому скрубері. Згідно з винаходом, обладнання включає пристрій очищення, наприклад газовий скрубер, для очищення потоку відпрацьованого газу. Перелік фігур Далі винахід описується детально на прикладі втілення з посиланням на додане креслення, де схематично показане втілення обладнання для спікання за винаходом. Детальний опис винаходу На кресленні показане обладнання для безперервного спікання мінерального матеріалу, наприклад ферохрому. Обладнання включає піч S спікання у потоці, яка має декілька послідовних зон I-VII технологічної обробки, в кожній з яких переважають різні температурні умови, коли піч спікання працює. Зони включають: зону І сушіння, де температура приблизно 500 °C і де матеріал висушують, тобто видаляють воду з матеріалу; зону II нагрівання для нагріву висушеного матеріалу, де температуру підвищують до приблизно 1150 °C; зону III спікання, де температура складає приблизно 1350 °C і де матеріал спікається; і балансну зону IV. Після балансної зони IV є три послідовні зони V, VI, VII охолодження, де спечений матеріал поступово охолоджують так що, коли матеріал виходить з печі, його температура складає приблизно 400 °C. Транспортуюча основа 1, яка переміщує шар 2 матеріалу крізь згадані вище зони, є перфорованою стальною стрічкою, де перфорація дозволяє проходження газу крізь стрічку. Але винахід є також корисним для печі спікання так званого типу рухомої решітки. Мінеральний матеріал для спікання може бути, наприклад, у вигляді окатишів або іншої форми гранул. При роботі печі S спікання сировинний матеріал подають так, що утворюється шар 2 матеріалу товщиною у декілька дюжин сантиметрів поверх стальної стрічки 1 на передньому кінці печі S (зліва на фігурі). Стрічковий транспортер 1 рухається як нескінченний контур навколо натяжного барабана 25 і приводного барабана 24. Над стрічковим транспортером 8 знаходяться три верхні канали 3, 6, 7 циркулювання газу, по яких проходить газ від зон V, VI, VII охолодження до зон І, II, III сушіння, нагрівання і спікання, відповідно, поверх шару матеріалу. Кожен з каналів 6 і 7 циркулювання газу має пальник (не показаний) для нагрівання газу. Нижні 2 UA 104529 C2 5 10 15 20 25 30 35 канали 8, 9, 10 для відпрацьованого газу, які знаходяться під транспортуючою основою 1, відводять підсилений вентиляторами 14, 15, 16 газ, який проходить крізь шар 2 матеріалу і транспортуючу основу 1 від зон І, II, III сушіння, нагрівання і спікання відповідно. Нижні вхідні газові канали 11, 12, 13 пропускають газ знизу транспортуючої основи 1 у зони V, VI, VII охолодження. Переміщення газу у вхідні газові канали 11, 12, 13 виконується вентиляторами 17, 18 і 19 відповідно. Крім того, обладнання включає обхідний канал 20, крізь який газ може проходити від каналу 3 циркулювання газу, по якому проходить газ від останньої зони VII охолодження до зони І сушіння, обходячи шар 2 матеріалу, у канал 8 для відпрацьованого газу зони сушіння. Об'ємну витрату обхідного газового потоку регулюють в обхідному газовому каналі 20 шляхом регулювання регулюючого клапана 21. Обладнання додатково має канал 4 для відпрацьованого газу, який з'єднаний з каналом 3 циркулювання газу, по якому проходить газ від останньої зони VII охолодження до зони І сушіння, тому частина газового потоку, яка проходить у каналі 3 циркулювання газу, може бути видалена як потік В відпрацьованого газу. Вентилятор 5 відпрацьованого газу створює потік відпрацьованого газу у каналі 4 для відпрацьованого газу, а регулюючий пристрій 22 може регулювати потужність дуття вентилятора 5 відпрацьованого газу. Шляхом регулювання потужності дуття регулюють об'ємну витрату потоку В відпрацьованого газу для регулювання газового потоку, який переміщується крізь шар матеріалу в зоні сушіння, а через це і температуру газу для сушіння, який проходить крізь шар матеріалу в зоні сушіння. Потужність дуття регулюють шляхом регулювання швидкості обертання привідного мотора М вентилятора 5 відпрацьованого газу за допомогою пристрою VSD (Variable Speed Drive - регулятор швидкості приводу). Обладнання також має пристрій 23 очищення, наприклад газовий скрубер, для очищення потоку В відпрацьованого газу перед виходом його в атмосферу. При використанні обладнання для спікання об'ємну витрату потоку газу, який проходить крізь шар 2 матеріалу в зону І сушіння, регулюють шляхом пропуску частини газового потоку каналу 3 циркулювання газу, як обхідного потоку А, який обходить шар матеріалу, і об'ємну витрату обхідного газового потоку А встановлюють по суті стандартною. Одночасно, частину газового потоку, який проходить у каналі 3 циркулювання газу до зони І сушіння, видаляють, як потік В відпрацьованого газу, по каналу 4 для відпрацьованого газу, а об'ємну витрату потоку В відпрацьованого газу регулюють для регулювання температури газового потоку, який проходить крізь шар матеріалу в зоні сушіння. Винахід не обмежується тільки наведеними прикладами, описаними вище, і багато модифікацій можливі в межах об'єму винаходу, визначеного формулою винаходу. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 40 45 50 55 60 1. Спосіб безперервного спікання мінерального матеріалу в печі (S) спікання, який включає - формування шару (2) матеріалу на транспортуючій основі (1); - переміщення шару (2) матеріалу транспортуючою основою (1) крізь зони (І-VII) технологічної обробки печі спікання, які мають різні температури, причому ці зони включають щонайменше одну зону (І) сушіння, щонайменше одну зону (VII) охолодження і щонайменше одну іншу зону (II, III,IV, V, VI) технологічної обробки між зазначеною зоною сушіння і зоною охолодження, і - пропускання газу крізь транспортуючу основу і шар (2) матеріалу, коли шар матеріалу проходить крізь зони (І-VII) технологічної обробки, - циркулювання газу в каналі (3) для циркулюючого газу від останньої зони (VII) охолодження до зони (І) сушіння, який відрізняється тим, що - частину газового потоку, який пропускають у зону (І) сушіння в каналі (3) циркулювання газу, видаляють, як потік (В) відпрацьованого газу, крізь канал (4) для відпрацьованого газу, і - регулюють об'ємну витрату потоку (В) відпрацьованого газу для регулювання температури газового потоку, який проходить крізь шар матеріалу в зоні сушіння. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що об'ємну витрату газового потоку, який проходить крізь шар (2) матеріалу в зоні (І) сушіння, регулюють пропусканням частини газового потоку в каналі (3), як обхідний газовий потік (А), який обходить шар матеріалу, і об'ємну витрату обхідного газового потоку (А) встановлюють по суті стандартного об'єму. 3. Спосіб за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що потік (В) відпрацьованого газу створюють за допомогою вентилятора (5) для відпрацьованого газу в каналі (4) для відпрацьованого газу, а об'ємну витрату потоку відпрацьованого газу регулюють шляхом регулювання швидкості обертання вентилятора (5) для відпрацьованого газу. 3 UA 104529 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 4. Спосіб за будь-яким з пунктів 1-3, який відрізняється тим, що по суті майже половину об'ємної витрати каналу циркулювання газу видаляють як потік (В) відпрацьованого газу. 5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що частки пилу видаляють з потоку (В) відпрацьованого газу, а очищений потік відпрацьованого газу виводять в атмосферу. 6. Спосіб за будь-яким з пунктів 1-5, який відрізняється тим, що потік відпрацьованого газу очищують за допомогою очисного пристрою, наприклад газового скрубера. 7. Обладнання для безперервного спікання мінерального матеріалу, яке має - піч (S) спікання, що має послідовні зони (І-VII) технологічної обробки, які мають різні температурні умови, причому ці зони включають щонайменше одну зону (І) сушіння, щонайменше одну зону (VII) охолодження і щонайменше одну іншу зону (II, III, IV, V, VI) між зазначеною зоною сушіння і зазначеною зоною охолодження, - транспортуючу основу (1) для переміщення шару матеріалу крізь зони технологічної обробки, причому транспортуюча основа є газопроникною, - щонайменше один канал (3) циркулювання газу, який знаходиться вище транспортуючої основи (1), для проходження газу від щонайменше однієї зони (VII) охолодження до щонайменше однієї зони сушіння поверх шару матеріалу, - вихідні газові канали (8, 9, 10), які знаходяться під транспортуючою основою (1), для пропускання газу, який виходить з зон (І, II, III) технологічної обробки і пройшов крізь шар матеріалу і транспортуючу основу, - вхідні газові канали (11, 12, 13), які знаходяться під транспортуючою основою, для пропускання газу до зони (V, VI, VII) охолодження, - вентилятори (14-19), які розміщені у вихідних газових каналах (8, 9, 10) і у вхідних газових каналах (11, 12, 13) для створення газового потоку, яке відрізняється тим, що обладнання має - канал (4) для відпрацьованих газів, який з'єднаний з каналом (3) циркулювання газу, який пропускає газ від останньої зони (VII) охолодження до зони (І) сушіння, для видалення частини газового потоку, який проходить в каналі (3) циркулювання газу, як потоку (В) відпрацьованого газу, - вентилятор (5) відпрацьованого газу, який розміщений в каналі (4) для відпрацьованого газу для створення потоку відпрацьованого газу, і - регулюючий пристрій (22) для регулювання потужності дуття вентилятора (5) відпрацьованого газу для регулювання об'ємної витрати потоку (В) відпрацьованого газу, щоб регулювати температуру газового потоку, який проходить крізь шар матеріалу в зоні сушіння. 8. Обладнання за п. 7, яке відрізняється тим, що має обхідний газовий канал (20) для пропускання газу від каналу (3) циркулювання газу, який пропускає газ від останньої зони (VII) охолодження в зону (І) сушіння, обходячи шар (2) матеріалу, і в канал (8) відпрацьованого газу зони сушіння, а також має регулюючий клапан (21) для регулювання об'ємної витрати обхідного газового потоку в обхідному газовому каналі. 9. Обладнання за п. 7 або 8, яке відрізняється тим, що має пристрій (23) очищення, наприклад газовий скрубер, для очищення потоку (В) відпрацьованого газу. 10. Обладнання за будь-яким з пунктів 7-9, яке відрізняється тим, що щонайменше одна інша зона (II, III, IV, V, VI) технологічної обробки між зоною (І) сушіння і зоною (VII) охолодження є зоною (II) нагрівання для нагрівання висушеного шару матеріалу, зоною (III) спікання для спікання матеріалу, зоною (IV) балансування для балансування температури шару матеріалу і зонами (V, VI) охолодження для поступового охолодження шару спеченого матеріалу. 11. Обладнання за будь-яким з пунктів 7-10, яке відрізняється тим, що матеріал для спікання складається з гранульованого мінерального матеріалу. 4 UA 104529 C2 Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5