ПОДОГРЕВАТЕЛЬ ШИХТЫ

Подогреватель шихты относится к устройствам для предварительного нагрева материалов и предназначен для использования в технологических линиях с периодической схемой производства анодной массы, в частности для подогрева коксовой шихты перед ее смешиванием с пеком.
Известен подогреватель шихты фирмы Gustav Eirich (Германия) (см. Янко Э.А. «Аноды алюминиевых электролизеров», 2001 г. стр.296), содержащий корпус, по противоположным сторонам которого установлены электронагреватели в виде нескольких пар токоподводящих электродов, расположенных один против другого. Электрический ток проходит непосредственно через шихту, нагревая ее. Недостатком указанного подогревателя является то, что при прохождении электрического тока наблюдается пассивация поверхности частиц шихты вследствие воздействия на них микро-дуг от коротких замыканий при прохождении через подогреватель одновременно всех компонентов коксовой шихты. Это воздействие ухудшает смачивание и пропитку шихты пеком.
Наиболее близким к предлагаемому объекту по технической сущности и достигаемому результату является подогреватель шихты, описанный в книге Янко Э.Я., Воробьев Д.Н. «Производство анодной массы», М., «Металлургия», 1984, стр.73. Указанный подогреватель содержит корпус с наружной теплоизоляцией. Внутри корпуса размещены трубчатые, нагреватели в виде собранных в «узел» труб, причем трубы расположены параллельно с небольшими зазорами между стенками. Внутрь корпуса подают перегретый пар, который нагревает снаружи стенки труб. При контакте с «узлом» труб шихта нагревается за счет теплопередачи стенок труб. Недостатком указанного подогревателя является то, что, применяя пар в качестве теплоносителя, невозможно обеспечить нагрев до требуемой по
технологии температуры 200°С, и он может применяться только как вспомогательный агрегат.
Задачей предлагаемого технического решения является разработка такого подогревателя шихты, который надежно обеспечил бы заданный технологический режим равномерного нагрева шихты, был бы компактен и легко вписывался в технологическую схему производства.
Поставленная задача решается тем, что в подогревателе шихты, содержащем теплоизолированный корпус и расположенные в нем трубчатые нагреватели, последние установлены между противоположными стенками корпуса и закреплены на них с уклоном от стенок, обеспечивающим скатывание шихты под действием силы тяжести, при этом нагреватели сгруппированы в вертикальные параллельные секции для размещения шихты между ними, причем секции из нагревателей, имеющих уклон от противоположных стенок корпуса, чередуются, а каждый нагреватель содержит закрепленный внутри него электронагревательный элемент, выполненный в виде проволоки из материала с высоким удельным электрическим сопротивлением и снабжен изолирующими элементами.
Такое конструктивное решение обеспечивает равномерное и симметричное распределение нагревателей по всему объему корпуса и, следовательно, равномерный прогрев всей массы шихты. Тепловой поток от нагревателей, использующих тепловую энергию электрического тока, выделяющуюся в проволоке с высоким удельным сопротивлением, обеспечивает нагрев шихты до 200°С с высокой скоростью 24°С/ мин., что при использовании другого теплоносителя, например, пара, невозможно. Электронагрев получается не прямой, а косвенный, не ухудшающий физические свойства шихты такие, как способность к смачиванию и пропитке пеком, так как исключено прямое воздействие электрического тока на шихту. Кроме того, нагреватели обеспечивают более равномерный прогрев массы шихты, так как нагрев может управляться группами нагревателей, объединенных по зонам.
На фигуре схематически показан вид подогревателя шихты в разрезе. Подогреватель шихты содержит корпус 1, снабженный верхним приемным 2 и нижним разгрузочным 3 окнами. Внутри корпуса размещены нагреватели 4 в виде труб, закрепленных своими концами на противоположных стенках корпуса 1 и с уклоном к стенкам, обеспечивающим беспрепятственное скатывание шихты под действием силы тяжести. Нагреватели 4, расположенные с уклоном к одной стенке корпуса, параллельны между собой. Они сгруппированы в секции 5 и 6, плоскости которых вертикальны и параллельны. Секции 5 нагревателей 4, имеющих уклон от одной стенки корпуса, и секции 6 нагревателей 4, имеющих уклон от противоположной стенки, располагаются поочередно. Количество секций 5 и 6 определяется необходимой производительностью подогревателя. В каждую трубу нагревателя 4 помещен, соединенный с токоподводами (на фигуре не показаны) изолированный электронагревательный элемент в виде проволоки 7 с высоким удельным электрическим сопротивлением, уложенной в керамические изоляторы (на фигуре не показан). Разгрузочное окно 3 снабжено шиберным затвором 8. Корпус 1 покрыт слоем теплоизоляции 9 и закреплен на опорной раме 10.
Подогреватель шихты работает следующим образом. Шихта поступает в приемное окно 2 корпуса 1 и заполняет пространство между секциями 5 и б нагревателей 4 и внутренними поверхностями стенок корпуса 1. Приемное окно 2 закрывают. На проволоку 7 электронагревателей подают напряжение, вследствие чего они нагреваются и передают тепло шихте. Равномерный нагрев шихты по зонам подогревателя достигается включением или выключением тока в зоне нагрева. Температура в зоне контролируется термопарами (на фигуре не показаны). Нагрев регулируется на всех этапах технологического процесса. Повышение интенсивности теплопередачи позволяет выполнить подогреватель более компактным, сохраняя необходимую производительность. По окончании процесса нагрева, открывают при
помощи шиберного затвора 8 разгрузочное окно 3, шихта выгружается и направляется в дальнейший технологический процесс. Затем цикл подогрева шихты повторяется.