УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЛАВЛЕНИЯ ПЕРФОРИРОВАННОЙ БАЗАЛЬТОВОЙ ШИХТЫ

Заявленное техническое устройство относится к области производства волокон из базальтовых, вулканических пород, а именно, служит для плавления брикетированной перфорированной шихты базальтового щебня.
Для повышения эффективности плавки применяется предварительный подогрев шихты отходящими газами. С увеличением температуры подогрева, увеличится экономический эффект, получаемый при плавке в результате экономии топлива. При нагреве шихты должно обеспечиваться равномерное и беспрепятственное прохождение отходящих газов, предотвращение прогара отдельных участков несущей оболочки. Теплоносителем при нагреве шихты являются продукты горения топлива, причем вид топлива не имеет значения, в противоточном движении с базальтовой шихтой.
Наиболее близким к заявленному устройству является шахтная печь (патент на изобретение RU №2441850, МПК: С03В 5/12 (2006.01), опубликованный 10.02.2012) для варки стекла.
Шахтная стекловарная печь цилиндрической формы применяется для предварительного подогрева расплавляемой перфорированной шихты отходящими газами. Способ варки шихты включает процесс подачи шихтового материала, его распределение по сечению шахты, формование брикетов шихты непосредственно в загрузочно-формующем элементе. В данном устройстве обеспечивается равномерное стабильное движение перфорированного слоя шихтового материала по высоте шахты и снижение потерь тепла как через стенки шахты, так и с уходящими газами. Предусмотрено охлаждение высокотемпературных участков в случае, если режим прогрева выходит за пределы допустимых температур.
Данное устройство обладает следующими недостатками: конструкция не обеспечивает гарантированное совпадение каналов вновь загружаемых брикетов с расположенными в шахте, что может привести к перекрытию каналов с последующим прекращением процесса.
Технической задачей настоящего устройства является обеспечение и поддержание равномерного подогрева базальтовой шихты отходящими газами при последующих загрузках шихты в плавильную печь, плавление, а также минимизация потерь тепла с уходящими газами, снижение потребления топлива, расходуемого на плавление базальтовой шихты.
Поставленная задача решается тем, что известное устройство для подогрева и плавления базальтовой шихты с предварительно сформованным перфорированным слоем шихтового материала, включающее цилиндрический корпус, газоотводящий коллектор, согласно полезной модели, снабжено загрузочным устройством в виде цилиндрической емкости, диаметр которой равен внутреннему диаметру цилиндрического корпуса, и сообщенным с ней механизмом загрузки в виде толкателятакже снабжено теплообменником в виде трубы, диаметром в 4-5 раз меньшим диаметра брикета, расположенным вертикально в корпусе, противоположно загрузочному устройству.
На рисунке 1 представлено заявленное устройство плавления базальтовой шихты. Устройство содержит цилиндрический корпус 1, в который загружена перфорированная брикетированная базальтовая шихта 3 (рис. 2), оснащенный вертикальным теплообменником в виде трубы 8 с коллекторами холодного и горячего воздуха, газоотводящий коллектор 2, цилиндрическую емкость 5 для загрузки брикетов шихты, толкатель 6, шибер 7, отсекающий газ после подачи брикета, внизу располагается расплав базальта 9.
Выемка в брикете предназначена для обеспечения соосности отверстий в брикетах (см. рис. 2), распределение каналов выполняется так, чтобы обеспечить плавление брикетов и поддержание перфорированного слоя в расплаве (см. рис. 1).
Устройство (рис. 1) работает следующим образом. В цилиндрический корпус 1, в который с помощью емкости для загрузки брикетов 5 и толкателя 6 загружают брикетированную шихту 3. Во время загрузки шибер 7 отсекает поток отходящих газов, перфорации в брикетах 4 соосно совпадают с вновь загружаемой шихтой благодаря направляющей стенке теплообменника 8 и образуют каналы для отходящих газов, шихта нагревается и, плавясь в нижней части, опускается вниз, одновременно с этим происходит загрузка новых брикетов. Отходящие газы поступают в газоотводящий коллектор 2. В коллектор холодного теплоносителя теплообменника 8 подается теплоноситель и, нагреваясь от теплоты расплавленного базальта, выходит через коллектор горячего теплоносителя.
Вид теплоносителя, а также его движение в теплообменнике 8 может быть разным, в зависимости от того будет ли использоваться снимаемая теплота и в каких целях.
В предлагаемой полезной модели обеспечивается нагрев базальтовой шихты 3, загружаемой в плавильные печи, до температуры плавления базальта, составляющей 1150°С, далее происходит плавление шихты, подогрев позволяет снизить расход энергии на плавку и максимально эффективно использовать теплоту отходящих газов. При этом предлагаемое устройство имеет упрощенную конструкцию, небольшие габариты, организована соосность перфораций, позволяющая стабилизировать процесс нагрева и плавления. Попутно устройство решает следующие задачи: снижение потребления газа на плавление в печи, снижение потребления объемов воздуха, идущего на горение, обеспечивает снижение выбросов NOx, и, как следствие, снижение экономических затрат.