ШАХТНАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ОБЖИГА КУСКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель относится к шахтным печам для обжига кусковых материалов, например известняка, и может быть использована в черной и/или цветной металлургии, химической и строительной промышленности.
Известны шахтные печи для обжига кускового материала, содержащие футерованную шахту с зонами подогрева, обжига и охлаждения, а также газораспределительный керамический керн крестообразной формы, внутри которого выполнены жаровые каналы с отверстиями для выхода газов в слой обжигаемого материала. Печь снабжена периферийными дымоотборами в верхней части печи и дымоотводящей балкой, расположенной ниже верхнего уровня материала в печи на 1 м. В качестве топливосжигающих устройств использованы периферийные горелки и керновые топки, установленные на верхнем и нижнем ярусах (см. Монастырев А.В., Галиахметов Р.Ф. Печи для производства извести. Справочник. - Воронеж: Истоки, 2011, с.101-110).
Недостатком известных печей является нарушение их газодинамики вследствие неравномерного распределения кускового материала различной крупности по сечению шахты печи, что отрицательно влияет на качество обжига и, следовательно, на качество получаемого материала.
При этом возможно разрушение сварных швов дымоотводящей балки крупными кусками материала, а отбор дымовых газов через периферийные дымоотборы в верхней части печи и через дефекты в сварных швах дымоотводящей балки также ведет к разбалансированию газовых потоков в печи.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является обжиговая печь для обжига кусковых материалов, содержащая сверху вниз вдоль вертикальной оси (x-x) печи зону ввода для материала, всасывающее устройство для отходящих газов, зону предварительного нагрева, одну зону кальцинации, горелки, зону охлаждения и зону вывода, при этом она дополнительно содержит зону посткальцинации, размещенную между, по меньшей мере, одной зоной кальцинации и зоной охлаждения и дополнительное всасывающее устройство, размещенное между зоной посткальцинации и зоной охлаждения, для всасывания охлаждающего воздуха после его контактирования с подвергнутым обжигу материалом и охлаждения подвергнутого обжигу материала в зоне охлаждения, при этом дополнительное всасывающее устройство содержит короб, проходящий в продольном направлении вдоль оси (Y-Y) печи и снабженный всасывающими сквозными отверстиями, сообщающимися с внутренним каналом, оканчивающимся отверстием, причем дополнительно всасывающее устройство соединено с всасывающим вентилятором, расположенным с внешней стороны печи (см. RU 2413913 С2, 10.03.2011).
Данное устройство принято за прототип.
К недостаткам прототипа следует отнести выполнение всасывающего устройства для отходящих газов в виде короба и расположение его в слое движущегося сверху вниз кускового материала, что ведет к постоянным усиленным механическим воздействиям на данное устройство и приводит к разрушению сварочных швов и самого устройства. Размещение всасывающего устройства в слое подогретого материала, где температура отсасываемых газов достигает 400-450°С, также приводит к разрушению короба и дымоотводов.
Поскольку всасывающее устройство размещено в зоне подогретого материала, то высокотемпературные отсасываемые газы, подаваемые на всасывающий вентилятор (дымосос), необходимо охлаждать, разбавляя наружным воздухом как минимум в 2 раза, что требует увеличения мощности дымососа. Кроме того, при загрузке материала в печь происходит неравномерное распределение кускового материала различной крупности по сечению шахты печи, что приводит к нарушению газовых потоков в печи и снижению качества обжига материала.
Задачей, на решение которой направлена данная полезная модель, является совершенствование конструкции шахтной печи и повышение качества получаемого продукта.
Сущность полезной модели заключается в том, что в шахтной печи для обжига кусковых материалов, содержащей футерованную шахту с зонами подогрева, обжига и охлаждения, периферийные топливосжигающие устройства, установленные на верхнем и нижнем ярусах в зоне обжига, газораспределительный керн с выносными керновыми топками, загрузочное и разгрузочное устройства и дымосос, особенность состоит в том, что в зоне загрузки кускового материала в шахте печи установлено распределительное устройство, выполненное в виде стального полого цилиндра, снабженного коаксиально установленной снаружи его стальной рубашкой, замкнутой сверху и открытой снизу, при этом верхняя часть рубашки сообщена посредством дымохода с дымососом.
Предлагаемая совокупность существенных признаков позволяет получить следующий технический результат.
Установка в зоне загрузки кускового материала в шахте печи распределительного устройства, выполненного в виде стального полого цилиндра, обеспечивает равномерное ссыпание и распределение кускового материала различной крупности по сечению шахты печи, что положительно влияет на газодинамику печи, а следовательно, на качество конечного продукта.
Снабжение распределительного устройства коаксиально установленной снаружи его стальной рубашкой, замкнутой сверху и открытой снизу, причем верхняя часть рубашки сообщена посредством дымохода с дымососом, стабилизирует температурное поле за счет равномерного отсоса дымовых газов, а также исключает необходимость в периферийном отборе дымовых газов и дымоотводящей балке.
На фиг.1 изображен вертикальный разрез шахтной печи; на фиг.2 - узел 1 на фиг.1; на фиг.3 - сечение А-А на фиг.2.
Шахтная печь для обжига кусковых материалов содержит футерованную шахту 1 с зонами подогрева 2, обжига 3 и охлаждения готового продукта 4, газораспределительный керн 5 с выносными керновыми топками 6, 7, а также загрузочное 8 и разгрузочное 9 устройства. В зоне обжига 3 установлены периферийные горелки 10, 11, расположенные соответственно на верхнем и нижнем уровнях и снабженные подводами 12, 13 топлива и подводами 14, 15 кислородосодержащих газов. Эвакуация дымовых газов из шахты 1 производится посредством дымососа 16 через рекуператор 17.
В верхней части шахты 1, в зоне загрузки, установлено распределительное устройство 18, выполненное в виде стального полого цилиндра, снаружи которого коаксиально установлена стальная рубашка 19, замкнутая сверху и открытая снизу, при этом ее верхняя часть сообщена посредством дымохода 20 через рекуператор 17 с дымососом 16.
Кусковой материал загружается в воронку загрузочного устройства 8 скиповым подъемником 21.
Печь работает следующим образом.
Подлежащий обжигу кусковой материал, например известняк, из скипового подъемника 21 посредством устройства 8 загружается в распределительное устройство 18, откуда поступает в зону подогрева 2.
Из зоны 2, где происходит подогрев обжигаемого материала продуктами сгорания топлива, последний проходит через зону обжига 3 и поступает в зону охлаждения готового продукта 4, откуда разгружается устройством 9. После выгрузки готового продукта разгрузочным устройством 9 уровень материала в зоне 2 печи снижается.
В устройстве 18 поддерживается постоянное количество кускового материала за счет загрузки его устройством 8. Постепенная разгрузка материала из устройства 18 в зону 2 при снижении уровня в ней после выгрузки готового продукта позволяет поддерживать конфигурацию материала в верхней части зоны 2 в виде правильного усеченного конуса.
Дымовые газы из шахты 1 отсасываются из кольцевого пространства между устройством 18 и рубашкой 19 дымососом 16 и по дымоходу 20 поступают в рекуператор 17, где происходит их теплообмен с воздухом, поступающим из внешней среды, а затем эта воздушная смесь подается в топливосжигающие устройства 6, 7, 10, 11.
Заявляемая полезная модель по сравнению с прототипом обеспечивает более качественный процесс получения конечного продукта вследствие повышения равномерности распределения кускового материала различной крупности по сечению шахты печи, а также стабилизации температурного поля за счет равномерного отсоса дымовых газов при упрощении конструкции дымоотводящего устройства.