УСТАНОВКА ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ

Полезная модель относится к промышленности строительных материалов, и может быть использована для вспучивания и обогащения зернистых материалов, например, вермикулита.
Известен агрегат для вспучивания и обогащения зернистого материала, содержащий печь с наклонным подом, осадительную камеру с вытяжным устройством, бункеры для сырья и пустой породы, при этом он снабжен пневмо-эжекционным устройством для загрузки сырья и экраном установленными в нижнем торце канала печи. / SU A.C. СССР №765628, 1980/
Известный агрегат характеризуется относительно высокой энергозатратностью загрузочного устройства и не достаточно качественной обработкой сырья из-за высокой скорости прохождения потока по каналу печи, не высоким качеством продукта от частичного переизмельчения, происходящего при контактах с отбойниками и стенками канала.
Известна установка для обжига минеральной зернистой шихты типа вермикулитовой, включающая вертикальную трубчатую печь, в нижней части которой расположены форсунка, сопло для подачи шихты и осадительная камера, при этом форсунка и сопло для подачи шихты установлены в центре печи, над верхней частью которой смонтирован конусный отражатель, соединеннйй с приемной камерой, разделенной на концентрические секции. / SU A.C. СССР №187605, 1966, бюл. №20/.
Известная установка не достаточно эффективна, т.к. обжиг в ней части сырья не равномерен и не качественен, что вытекает из прямого и высокоскоростного потока газа в канале, что в свою очередь не позволяет обрабатываемому сырью находиться в обжиговой зоне достаточное время, вместе с тем, неизбежно повышенное самоизмельчение из-за высокой
скорости потока и дополнительное измельчение в конусном отражателе, высокая энергозатратность загрузочного устройства
Наиболее близким является устройство для производства вспученного материала, содержащее вертикальную трубчатую печь, в нижней части которой расположены устройство для подачи сырья и форсунка, а в верхней части - отражатель и приемные камеры, снабжено осадительно-вытяжной камерой, соединенной в нижней части с приемными камерами, отражатель выполнен в виде шатрового свода, а устройство для подачи сырья - в виде сопла Лаваля.. / SU А.С. СССР №1043456, 1983/
Это устройство не технологично в обслуживании, обладает повышенной энергозатратностью загрузки, не высоким и не стабильным качеством обработанного сырья из-за высокой скорости потока в канале и недостаточностью времени нахождения обрабатываемых частиц в реакционной зоне, переизмельчения частиц.
Задачей полезной модели является повышение качества обжига минерального сырья, снижение переизмельчения частиц, снижение энергоемкости установки, повышение технологичности ремонтных работ.
Задача решается тем, что в установке для термической обработки минерального сырья, включающей вертикальную трубчатую печь с загрузочным каналом, окно газогорелочного устройства, форсунку, осадительную камеру и систему очистки газов, согласно решению загрузочный канал выполнен на трубчатой печи над форсункой, выше верхней зоны факела форсунки, а внутренний канал трубчатой печи выполнен из последовательно соединенных секций коленчатой формы, при этом каждая секция коленчатой формы снабжена двумя фланцами и установлена со смещением направления колена на угол 45° относительно контактирующей с ней соседней секции.
Отличительными признаками являются:
- загрузочный канал выполнен на трубчатой печи над форсункой, (что позволяет подавать минеральное сырье в направлении противоположном движению потока и увеличить время нахождения частиц в зоне обработки);
- загрузочный канал выполнен на высоте, соответствующей верхней зоне факела форсунки, (что обеспечивает оптимальное положение канала с предотвращением уноса с потоком необожженных частиц и одновременно обеспечивает максимальное время нахождения в самой термоактивной зоне факела);
- внутренний канал трубчатой печи выполнен из последовательно соединенных секций коленчатой формы, (что позволяет инициировать турбулентность потока с равномерностью термообработки частиц, что в свою очередь обеспечивает высокое и стабильное качество термообработки сырья);
- каждая секция коленчатой формы снабжена двумя фланцами, (что снижает трудоемкость ремонтных работ, обеспечивает возможность замены отдельного прогоревшего участка печи);
- каждая секция установлена со смещением направления колена на угол 45° относительно контактирующей с ней соседней секции, (что инициирует вращение движущегося потока с вытеснением к стенкам канала недостаточно термообработанных частиц с высокой плотностью и низкой парусностью, что в свою очередь увеличивает время нахождения последних в зоне обработки и обеспечивает высокое и стабильное качество обжига сырья);
Сравнение заявляемого решения с аналогами и другими известными решениями не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию «изобретательский уровень».
Конструкция установки поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена общая схема с разрезом, а на фиг.2 - фрагмент разреза канала печи, на фиг.3 - вид А с разрезами.
Установка содержит вертикальную трубчатую печь 1 с загрузочным каналом 2, внутренний канал 3, окно газогорелочного устройства 4, форсунку 5, нижнее окно 6, секции коленчатой формы 7, теплоизоляцию 8, каркас 9, осадительную камеру 10 и систему очистки газов 11.
Установка работает следующим образом. В установившемся рабочем режиме форсунка 5 через окно 4 инициирует во внутреннем канале 3 разогретый до 900÷1100°С поток газа, при этом хвост факела достигает загрузочного канала 2. Через последний непрерывно поступает минеральное сырье, например, вермикулит. Первично, при попадании во внутренний канал 3 относительно крупные и средние частицы сырья «проваливаются» в нижнюю зону канала, но под влиянием температуры вспучиваются, увеличивая свою парусность и, изменив направление на противоположное, устремляются с потоком на выход из печи. Это обеспечивает увеличение периода термического воздействия на крупные и средние частицы. Менее крупные частицы сразу подхватываются потоком и после относительно короткого термического воздействия движутся на выход из печи. Таким образом, происходит автоматическая дифференциация времени термообработки в зависимости от размеров и плотности частиц сырья. Учитывая то, что все секций коленчатой формы 7 одинаковы, но каждая последующая, смещена относительно вертикальной оси печи на угол 45° за счет поворота фланца, поток приобретает дополнительно вращательное движение (своеобразная закрутка потока). При вращении потока частицы с высокой плотностью и низкой парусностью вытесняются к стенкам канала аналогично процессу в циклоне. К
таких частиц в первую очередь относятся недостаточно термообработанные. Нахождение в зоне стенок увеличивает время нахождения этих частиц в зоне обработки и обеспечивает большее вспучивание и последующую транспортировку потоком в осадительную камеру 10. Некондиционные частицы сырья и крупные включения «пробивают» встречный поток газов и проваливаются в нижнее окно 8, что обеспечивает параллельную классификацию обрабатываемого сырья. Каждая секции коленчатой формы 7, может быть легко заменена в процессе ремонтных работ путем снятия секции каркаса 9 и участка теплоизоляции 8, что повышает технологичность ремонтных работ и снижает затраты.
Установка для обжига минерального сырья обеспечивает высокое качество обжига независимо от неоднородности состава, позволяет параллельно обжигу вести классификацию с отделением некондиционных частиц сырья и крупных включений, снизить энергоемкость процесса обжига и конструктивную сложность установки, что в свою очередь снижает стоимость последней, повышает технологичность ремонтных работ и снижает ремонтные затраты.