ПЕЧЬ С КОЛЬЦЕВЫМ ВРАЩАЮЩИМСЯ ПОДОМ

Предлагаемое техническое решение относится к технологии восстановления металла посредством нагрева слоя материала, содержащего оксид металла и углеродистый восстановитель с последующим расплавлением полученного продукта, охлаждением и отделением товарного продукта и получением передельного гранулированного чугуна. Может быть использовано в производстве металлизированного продукта в печи с вращающимся подом.
Извлечение с пода печи полученных в процессе продуктов реакции, представляющих собой спек разнородных материалов, достаточно сложная техническая задача.
Известна печь для получения губчатого железа, включающая корпус с герметичной термокамерой, сплошной под с приводом вращения, устройство для загрузки шихты и выгрузки готового продукта, систему водяного охлаждения, которая снабжена крышкой, установленной в термокамере над подом и образующей с ним рабочую камеру, и водоохлаждаемым скребком, расположенным между крышкой и подом (А.с. СССР №808805, F27B 3/06, C21D 13/08, 1981 г., [1]).
Водоохлаждаемый скребок в известном решении создает в процессе эксплуатации дополнительные нагрузки на механизм вращения и приводит к более быстрому износу деталей этого механизма и к снижению срока службы как скребка, так и механизма вращения.
Известно устройство для получения восстановленного металла, содержащее подвижный под, выполненный из подовых элементов, перемещающихся по направляющим по замкнутой траектории с помощью приводного устройства, корпус печи, перекрывающий весь под сверху, устройство для загрузки материала, нагревающие устройства, встроенные в корпус печи, разгрузочное устройство, устройство для разделения продукта на восстановленное железо и шлак, в котором направляющие выполнены в виде кругового рельсового пути, под выполнен в виде подовых элементов, установленных на платформы, которые снабжены колесами и скреплены между собой соединительными элементами, а разгрузочное устройство выполнено в виде шнека, снабженного внутренним каналом для подачи охлаждающей жидкости и установлен с возможностью вертикального перемещения.
Причем, соединительные элементы могут быть выполнены в виде сегментов и снабжены штырями, а ответные части крепежа на платформах снабжены отверстиями под штыри, канал для подачи охлаждающей жидкости может быть выполнен с развитой поверхностью (патент РФ на полезную модель №86950 C21D 13/10, 2009 г., [2]).
По назначению, технической сущности, наличию сходных признаков данное техническое решение принято в качестве ближайшего аналога.
Основной недостаток известного решения - использование для выгрузки с пода печи продуктов реакции шнека, снабженного внутренним каналом для подачи охлаждающей жидкости и установленного с возможностью вертикального перемещения создает в процессе эксплуатации дополнительные нагрузки на механизм вращения и приводит к более быстрому износу деталей этого механизма и к снижению срока службы как шнека, так и механизма вращения шнека. Возможны остановки оборудования для очистки шнека, а также для перенастройки установки шнека по вертикали.
Задачей предлагаемого технического решения является повышение технико - экономических показателей процесса за счет стабилизация технологического режима работы печи и повышения срока эффективной эксплуатации оборудования.
Техническим результатом является повышение эффективности разгрузки продуктов реакции с пода и увеличение безостановочного периода работы печи.
Технические результаты достигаются тем, что в печи с кольцевым вращающимся подом для получения передельного гранулированного чугуна прямым восстановлением железа из оксида, содержащей кольцевой вращающийся под, снабженный приводом, корпус печи, перекрывающий весь под сверху, при этом печь снабжена устройством для загрузки материала, устройствами для термообработки материала, устройством для выгрузки продуктов реакции шнекового типа с водяным охлаждением, отличающаяся тем, что устройство для выгрузки выполнено в виде двух шнеков с развитой поверхностью, которые установлены V-образно и выполнены с возможностью вращения навстречу друг другу.
При этом привод пода печи выполнен в виде торцевого цевочного механизма, причем перемещение цевок ограничено дополнительным рельсом, а канал для подачи охлаждающей воды в каждом шнеке выполнен с развитой поверхностью.
Техническая сущность предлагаемого решения заключается в следующем.
В результате термообработки шихтовых материалов на вращающемся поде печи образуется спек, включающий корольки затвердевшего металла, агломераты шлака и материала «постели» - подсыпки на под печи перед загрузкой основных шихтовых материалов. Выгрузка такого конгломерата с движущегося пода печи и разделение продуктов реакции является достаточно сложной технической задачей.
В предлагаемом решении задача разгрузки полученного в процессе материала решается установкой в зоне разгрузки печи двух шнеков с водяным охлаждением. Шнеки установлены V-образно и выполнены с возможностью вращения навстречу друг другу. При этом канал для подачи охлаждающей воды в каждом шнеке выполнен с развитой поверхностью.
Такое конструктивное выполнение устройства выгрузки обеспечивает как разрушение спека по ширине пода печи и удаление материала с пода, так и достижение эффекта самоочищения шнеков, что значительно увеличивает безостановочный период работы всей установки. Выполнение внутри шнеков каналов с развитой поверхностью для охлаждающей жидкости способствует предотвращению перегрева шнеков и повышению срока их эксплуатации.
Сравнительный анализ предлагаемого технического решения с решением, выбранным в качестве ближайшего аналога, показывает следующее.
Предлагаемое решение и решение по ближайшему аналогу характеризуются сходными признаками:
- кольцевой вращающийся под;
- корпус печи, перекрывающий весь под сверху;
- устройство для загрузки материала;
- устройства для термообработки материала, встроенные в корпус печи;
- устройство для выгрузки продуктов реакции;
- - устройство для выгрузки продуктов реакции шнекового типа;
- устройство шнекового типа с водяным охлаждением; ----канал внутри шнека для подачи охлаждающей жидкости.
Предлагаемое устройство также характеризуется признаками, отличными от признаков, характеризующих решение по ближайшему аналогу:
- устройство для выгрузки продуктов реакции выполнено в виде двух шнеков, установленных V-образно;
- шнеки выполнены с возможностью вращения навстречу друг другу;
- каналы для охлаждения шнеков выполнены с развитой поверхностью;
- цевочный механизм привода кольцевого пода выполнен с дополнительным рельсом, ограничивающим перемещение цевок.
Наличие в предлагаемом решении признаков, отличных от признаков, характеризующих решение по ближайшему аналогу, позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого решения условию патентоспособности полезной модели «новизна».
Предлагаемая печь иллюстрируется чертежами:
Фиг.1 - поперечный разрез кольцевой печи;
Фиг.2, 3 - расположение шнекового механизма, фрагмент продольного разреза шнека.
Корпус печи 1 с футеровкой 2, образует печное пространство, которое перекрыто подвесными плитами 3 с помощью растяжек 4 и балочной системы 5. Рама кольцевого пода 6 заполнена футеровкой 7, рабочая поверхность пода облицована износостойкими и жаростойкими съемными плитами 8 для удобства ремонта. Рама пода 6 снабжена кольцевыми рельсами и вращается на стационарных роликовых опорах 10. Вращение рамы пода 6 производится торцевым цевочным механизмом, состоящим из цевок 11, расположенных по окружности рамы и червяка 12, связанного с редуктором. На фиг.1 редуктор условно не показан. Цевки 11, взаимодействуя с рельсом 13, удерживают раму пода от горизонтального смещения. Кольцевые желоба 14 и 15, заполненные водой, являются гидравлическими затворами, изолирующими печное пространство. Шнек 16 с левой винтовой линией и шнек 17 с правой винтовой линией установлены V-образно с возможностью вращения навстречу друг другу. Вершина угла между осями шнеков направлена в сторону снятия с пода продуктов обработки и составляет 3-8°. На вал шнеков 16 и 17, состоящих из внутренней трубы 18 и охватывающей ее трубы 19 с отверстиями 20, герметично закреплены винтовые спирали, образующие полости для охлаждающей жидкости, которые ограничены износостойкой частью в виде спиральной пружины 22 и стенок спирали 23.
Технологический процесс с использованием данной печи осуществляется следующим образом.
Через загрузочное устройство на вращающийся под печи подают «постель», представляющую собой сыпучий антипригарный материал, а на «постель» подают предварительно подготовленный шихтовой скомпонованный материал, содержащий железо-углеродсодержащую композицию. В рабочую зону печи, образованную подом печи и футеровкой корпуса 2, через устройства для термообработки материала в виде горелок, встроенных в корпус печи 1, поступает газо-воздушная топливная смесь. При нагреве шихтового материала на вращающемся поде происходит восстановление металла из оксида с образованием шлака. Затем продукты реакции в виде спека достигают разгрузочного устройства в виде двух водоохлаждаемых шнеков 16 и 17, установленных V-образно с возможностью вращения навстречу друг другу, и удаляются с пода печи.
Использование предлагаемого технического решения в реализации технологии получения передельного гранулированного чугуна прямым восстановлением железа из оксида в печи с кольцевым вращающимся подом позволяет повысить эффективность разгрузки продуктов реакции с пода, стабилизировать технологический режим работы печи, и увеличить срок службы оборудования.
ИНФОРМАЦИЯ
1. А.с. СССР №808805, F27B 3/06, C21D 13/08, 1981 г.
2. Патент РФ на полезную модель №86950 C21D 13/10, 2009 г.