PL166627B1 - Urzadzenie do obróbki cieplnej i/lub do przewiewania materialów ziarnistych PL PL PL PL PL PL PL PL - Google Patents

Abstract

1. Urzadzenie do obróbki cieplnej i/lub do przewiewania materialów ziarnistych, zwlaszcza do suszenia, prazenia i/lub spieka- nia surowców drobnoziarnistych, stosowanych w hutnictwie zelaza, z rusztem, przyjmujacym na siebie poddawane obróbce materialy z usy- tuowana pod rusztem ssawka, która ksztaltuja jej sciany, ciagnace sie ku dolowi od bocznych krawedzi rusztu, oraz z polaczonymi z bocz- nymi krawedziami rusztu, lezacymi mniej wie- cej w jego plaszczyznie, nieprzepuszczajacymi gazu, nakladkami, znamienne tym, ze urzadze- nie ma ciagnace sie od rusztu (1) ku górze sciany boczne (10), a sciany te sa polaczone z krawedziami zewnetrznymi (9) nakladek (5). Fig. 1 PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy urządzenia do obróbki cieplnej i/lub do przewiewania materiałów ziarnistych, zwłaszcza do suszenia, prażenia i/lub spiekania materiałów drobnoziarnistych, stosowanych w hutnictwie żelaza, z rusztem, przyjmującym ^na siebie poddawane obróbce surowce, z usytuowaną pod rusztem ssawką, którą kształtują jej ściany, ciągnące się ku dołowi od bocznych krawędzi rusztu, oraz z połączonymi z bocznymi krawędziami rusztu, leżącymi mniej więcej w jego płaszczyźnie, nieprzepuszczającymi gazu, nakładkami.

Tego rodzaju urządzenie, w którym ruszt spiekalniczy zrealizowany jest w postaci rusztu taśmowego, jest znane z niemieckiego opisu C 563 859.

W trakcie obróbki materiałów ziarnistych za pomocą urządzenia do ich spiekania pojawiają się powszechnie następujące problemy.

W wyniku mającego miejsce podczas procesu spiekania nagrzewania i następującego potem ochładzania większość zasypów doznaje skurczu. Zgodnie z naturą rzeczy, skurcz zachodzi w trzech wymiarach, ale jego wielkość zależy od składu materiałowego zasypu na ruszcie spiekalniczym, przy czym na przebieg procesu ma niekorzystny wpływ skurcz w płaszczyźnie poziomej i związane z nim pęknięcia w masie spieku, zwłaszcza powstające w nim szczeliny, skierowane ku bocznym obszarom ograniczającym, przez szczelinę, postępującą w przebiegu tego procesu nadążnie za frontem spiekania, umożliwiony jest ułatwiony dostęp do stałego składnika palnego (węgla) w zasypie powietrza ewentualnie mieszanki tlenowej, niezbędnych do spalania się tego składnika.

Zwiększone natężenie przepływu gazu na brzegach powoduje nie tylko wyprzedzanie frontu spiekania w tym obszarze względem obszarów bliskich środka, ale w ograniczonym stopniu jest również powodem pojawienia się zimnego biegu (pozostawanie materiału, który nie uległ spieczeniu) wskutek przerwania frontu prażenia lub wskutek zwiększonego dopływu gazu (przeważnie powietrza), powodującego zbyt szybkie wypalanie składnika palnego bez właściwego spiekania.

Nierównomierne przepalanie się obszarów brzegowych i środka zwiększa przedwcześnie przepuszczalność obszarów brzegowych masy spieku, a przewidziana do spalenia składnika stałego

166 627 mieszanina gazowa przepływa w korzystny dla siebie sposób drogą najmniejszego oporu przez gotowy spiek obszarów brzegowych i upośledza przez to obszary środkowe i daje w wyniku niepożądane, bo przedwczesne, ochładzanie rusztu spiekalniczego.

W efekcie opisanych przebiegów masa spieku wykazuje niejednolitą jakość, a ostateczne zakończenie procesu spiekania ulega opóźnieniu. Energia wprowadzanego składnika palnego zostaje wykorzystana niedostatecznie, a część przeznaczonej do wykorzystania podczas obróbki technologicznej przessanej mieszaniny gazowej (15 do 20%) musi być bez zysku wciągnięta w koszty, ewentualnie obniża ona nawet stężenie surowców wtórnych lub zanieczyszczeń w spalinach, przez co przewidziana ewentualnie dalsza obróbka gazu staje się nieskuteczna.

Dla rozwiązania tych problemów skonstruowanych zostało kilka urządzeń do spiekania, jednakże, jeśli chodzi o obszar brzegowy, żadne z tych znanych urządzeń nie jest w praktyce zadowalające.

Według wspomnianego wcześniej dokumentu DE-C 563859, usiłowano uniknąć udziału nadmiarowego powietrza przez poszerzenie rusztu taśmowego, mianowicie przez dołączanie z boku do rusztu spiekalniczego nieprzepuszczających gazu nakładek. Okazało się jednak, że rozwiązanie to daje się stosować tylko przy bardzo nieznacznej wysokości zasypywanej warstwy, wynoszącej nie więcej niż około 13 cm, że występują trudności z zapalaniem, a przy większej wysokości zasypanej warstwy jakość spieku w obszarze brzegowym ulega znacznemu pogorszeniu.

Przez długi czas po ukazaniu się opisu C - 563 859 została w niemieckim opisie nr B - 1006 163 opublikowana kolejna próba rozwiązania omówionych wyżej problemów. Według tego dokumentu udział nadmiarowego powietrza powinien wynikać z zakrycia zasypu w obszarze brzegowym, na jego górnej powierzchni. Jednakże przy takim rozwiązaniu nie daje się uzyskać w obszarze brzegowym produktu o wysokiej jakości, ponieważ nieosiągalne jest dokładne i gazoszczelne zakrycie zasypu.

Z niemieckiego opisu nr C - 3 446 845 jest znane również rozwiązanie, według którego ruszt spiekalniczy jest zastąpiony w obszarze brzegowym rusztem nieprzelotowym. Rozwiązanie to, zwłaszcza przy przebudowywaniu istniejących urządzeń, prowadzi wskutek zmniejszenia powierzchni rusztu do znacznego zmniejszenia współczynnika sprawności dmuchawy. Dotychczas tego rodzaju strata energii była uważana za mało znaczącą, jednakże obecnie, w wyniku wysokich kosztów jej wytwarzania, pogląd ten uległ zmianie.

Natomiast niemiecki opis patentowy nr B-1758983 dotyczy urządzenia do spiekania, w którym płyty rusztu są usytuowane między bocznymi ogniwami łańcucha. Ogniwa te, występując wewnątrz ssawki, są powodem zwężenia jej przekroju poprzecznego, a przez to i zmniejszenia współczynnika sprawności, tak że to znane urządzenie do spiekania ma taki sam współczynnik sprawności, jak urządzenie znane z opisu C - 3 446 845, i jest obarczone jego wadami.

Wynalazek ma na celu usunięcie tych wad i problemów i stawia sobie zadanie opracowania urządzenia w rodzaju opisanego na wstępie, w którym obszary brzegowe są przenikane równomiernie również przy większej wysokości zasypu, tak że również i te materiały, które występują w obszarze brzegowym, mają po obróbce w szerokim zakresie tę samą jakość, co znajdujące się w środkowej części rusztu. Powinien zostać zwłaszcza uzyskany wzrost mocy urządzenia przy równoczesnym obniżeniu charakterystycznych parametrów eksploatacyjnych - zużywanej przez dmuchawę energii elektrycznej i zawartości koksiku w zasypie - a jednocześnie winna być uzyskana równomierna jakość obrabianego produktu w całym przekroju poprzecznym zasypu.

Zadanie to zostało według wynalazku rozwiązane w ten sposób, że urządzenie ma ciągnące się od rusztu ku górze ściany boczne, a ściany te są połączone z krawędziami zewnętrznymi nakładek. Nakładki są przeważnie mocowane zawsze do części ramowej, na której wspiera się ruszt, a ściany boczne są oparte na nakładkach.

Według korzystnej formy wykonania ściany boczne są każdorazowo przymocowane do części ramowej, przykręconej za pośrednictwem kołnierza do ramy, na której wspiera się ruszt, w pewnej odległości od rusztu, a nakładki są osadzone między rusztem a ścianami bocznymi i również przymocowane luźno do części ramowej. Końce dźwigarów ramowych, na których opiera się ruszt, ciągną się przy tym korzystnie ponad częścią ramową, są pokryte nakładkami i są za pomocą bolców zabezpieczone, ewentualnie unieruchomione w ich położeniu.

166 627

Szerokość powierzchni nakładki wynosi korzystnie 10 do 35 cm, a dołączona do niej ściana boczna ciągnie się na wysokość mniej więcej podwójnie większą. Wspomniana szerokość wynosi około 10 cm przy małych powierzchniach rusztu i nieznacznych wysokościach zasypu i sięga 35 cm przy szerokich taśmach spiekalniczych z wysokimi zasypami.

Urządzenie według wynalazku przynosi szereg korzyści. Możliwe jest dzięki niemu zwiększenie mocy istniejących urządzeń do spiekania aż do 20% bez zmiany dmuchawy, tylko w wyniku lepszego wykorzystania jej możliwości we właściwym procesie spiekania, przy najczęściej tylko nieznacznej przebudowie samego urządzenia, ewentualnie uzyskanie przy budowie nowych urządzeń, urządzeń krótszych, bardziej zwartych. Ponadto istniejące dmuchawy mogą być wykorzystane w procesie optymalnie i otrzymuje się korzystniejszą przepustowość mieszaniny powietrza (gazu) na tonę produktu. Wyższe stężenia zanieczyszczeń ewentualnie surowców wtórnych w gazach odlotowych pozwalają na skuteczniejsze ich oczyszczanie (płukanie). Zwłaszcza w przypadku szerokich powierzchni rusztu powstają w wyniku istnienia wystających na boki obciążeń statyczne korzyści dla konstrukcji elementów nośnych, na których wspiera się ruszt (mniejsza podatność na wyginanie, lżejsza konstrukcja). Przy taśmach spiekalniczych, w wyniku obniżenia stosunku poprzecznego doszczelnienia pod rusztem do szerokości masy spieku pomiędzy bocznymi ściankami, osiąga się dalsze zmniejszenie niepożądanej ilości nadmiarowego powietrza.

Wynalazek jest objaśniony bliżej na podstawie rysunku, na którym każda z fig. 1 do 3 przedstawia w przekroju postać realizacji obszaru brzegowego urządzenia spiekalniczego.

Według postaci wykonania, przedstawionej na fig. 1 tylko schematycznie, ruszt spawalniczy 1 ma usytuowaną pod nim, ale bezpośrednio z nim powiązaną ssawkę 2 rusztu spiekalniczego 1 jej ściany boczne 4 i do której przyłączona jest nie pokazana dmuchawa zasysająca. Do rusztu spiekalniczego 1 przylega do jego każdej krawędzi bocznej 3 położona mniej więcej w płaszczyźnie rusztu 1 nakładka 5, którą stanowi nieprzepuszczająca gazu płytka 6, na której leży poddawany obróbce materiał ziarnisty 7, ewentualnie inny obrabiany materiał 7, usytuowany w postaci zasypu o wysokości 8, mniej więcej równej wysokości zasypu na ruszcie spiekalniczym 1.

Do każdej krawędzi bocznej 9 nakładki 5 przylega ciągnąca się ku górze ściana boczna 10, podtrzymująca z boku, co najmniej w fazie początkowej obróbki, naniesiony na ruszt spawalniczy 1 zasyp poddawanego obróbce materiału 7. W miarę postępującej obróbki materiału 7 dochodzi do wykształcenia się opisanego wyżej skurczu i kształtowania się przez to szczeliny 11 przy ścianah bocznych 10.

Według postaci wykonania przedstawionej na fig. 2 ruszt spiekalniczy jest wsparty na otaczającej go ramie 12. Ta rama 12 dźwiga na sobie wystające poza nią na boki nakładki 5, do których krawędzi zewnętrznej 9 przymocowane są ciągnące się od płaszczyzny rusztu spiekalniczego 1 ku górze ściany boczne 10. Zarówno nakładka 5 jak i ściana boczna 10 mogą być chronione izolacją cieplną.

Na figurze 3 jest przedstawiona zmodyfikowana forma wykonania, w której dźwigar ramowy 13 rusztu spiekalniczego 1 wspiera się na wystającym na zewnątrz kołnierzu 14 ramy 12. Do tego kołnierza 14, do wystającej poza nakładki 5 części 15, jest przymocowana ściana boczna 10, tak że uzyskuje się odstęp A między ścianą boczną a rusztem spiekalniczym. W powstałej w ten sposób przestrzeni jest zamocowana na ramie 12, za pomocą przenikających ścianę boczną 10 bolców 16, nakładka 5.

Urządzenie spiekalnicze według wynalazku daje się wykorzystać do wszystkich metod, w których przy przewiewaniu rusztów (między innymi również w granulacji metodą rusztu taśmowego) winno się co najmniej zmniejszyć z powodów ekonomicznych i ekologicznych zjawiska brzegowe - jak równomierna penetracja przepuszczalnego zasypu przez bieg obrzeżny.

Urządzenie według wynalazku nadaje się do stosowania zwłaszcza w hutnictwie żelaza do przygotowania drobnoziarnistych surowców jako wsadu do wielkiego pieca, jak również do spiekania taśmowego surowców siarczkowych lub do wytwarzania klinkieru cementowego.

W urządzeniu spiekalniczym według wynalazku ruszt spiekalniczy może być ukształtowany w różny sposób, na przykład jako wózkowy lub panwiowy.

Claims (5)

1. Urządzenie do obróbki cieplnej i/lub do przewiewania materiałów ziarnistych, zwłaszcza do suszenia, prażenia i/lub spiekania surowców drobnoziarnistych, stosowanych w hutnictwie żelaza, z rusztem, przyjmującym na siebie poddawane obróbce materiały z usytuowaną pod rusztem ssawką, którą kształtują jej ściany, ciągnące się ku dołowi od bocznych krawędzi rusztu, oraz z połączonymi z bocznymi krawędziami rusztu, leżącymi mniej więcej w jego płaszczyźnie, nieprzepuszczającymi gazu, nakładkami, znamienne tym, że urządzenie ma ciągnące się od rusztu (1) ku górze ściany boczne (10), a ściany te są połączone z krawędziami zewnętrznymi (9) nakładek (5).

2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że każda z nakładek (5) jest umocowana na wspierającej ruszt (1) części ramowej (12) a ściany boczne (10) są oparte na nakładkach (5).

3. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że każda ze ścian bocznych (10) jest przymocowana do części ramowej (12), przymocowanej połączeniem kołnierzowym do wspierającej ruszt (1) ramy (4) w odległości (A) od tego rusztu (1) i że nakładki (5) są osadzone pomiędzy rusztem (1) a ścianami bocznymi (10) i również przymocowane luźno do części ramowej (12).

4. Urządzenie według zastrz. 3, znamienne tym, że końce dźwigarów ramowych (13), o które wspiera się ruszt (1), wystają ponad części ramowe (12), są pokryte nakładkami (5) i są przez nie w ich położeniu zabezpieczane, ewentualnie unieruchamiane, bolcami (16).

5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że szerokość powierzchni nakładki (5) wynosi 10 do 35 cm, a dołączona do niej ściana boczna (10) jest mniej więcej dwukrotnie wyższa.