PL182846B1 - Urządzenie do suszenia i grzania kadzi odlewniczej - Google Patents

Abstract

Urządzenie do suszenia i grzania kadzi odlewniczej, zawierające samorekuperacyjny palnik umieszczony w pokrywie zamykającej nagrzewaną kadź usytuowaną w położeniu poziomym lub pod kątem odchylenia od poziomu do 30°, na mechanizmie przesuwu poziomego uruchamianego układem napędowym, znamienne tym, że wylotsamorekuperacyjnego palnika (1) znajduje się w płaszczyźnie pokrywy (2) zamykającej kadź (5), natomiast kadź (5) jest umieszczona na stanowisku w pozycji poziomej na mechanizmie przesuwu poziomego ustalającego jej położeniewzależności odpojemności kadzi (5).

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie do suszenia i grzania kadzi odlewniczej, w którym zastosowano palnik rekuperacyjny o dużym pędzie wypływu substratów.

Suszenie wymaga bardzo wolnego i równomiernego podnoszenia temperatury z regulowaną szybkością zależną od pojemności kadzi. Szybkość podnoszenia temperatury w procesie suszenia wynosi od kilku do kilkunastu K/h. Proces grzania przebiega przy znacznie większych szybkościach nagrzewania, wynoszących nawet powyżej 100 K/h. Dotychczas opracowano szereg sposobów suszenia i grzania kadzi.

Z polskiego opisu patentowego o numerze 158 841 jest znany sposób suszenia wymurowania ogniotrwałego kadzi stalowniczej oraz stanowisko suszenia wymurowania ogniotrwałego kadzi stalowniczej wykorzystujące entalpię fizyczną spalin pochodzącą z innego źródła. Ujawniony sposób polega na tym, że do nowo wymurowanej kadzi wkłada się wlewki stalowe o temperaturze początkowej 8000°C, które przetrzymuje się w kadzi pod nieszczelnym przykryciem do momentu uzyskania temperatury do 4500°C, a następnie wlewki te wymienia się na kolejne wlewki o wysokiej temperaturze, przy czym proces suszenia prowadzi się do momentu uzyskania temperatury pancerza na zewnątrz w wysokości od 60°C do 80°C.

Inna metoda suszenia i grzania kadzi z użyciem urządzenia zaopatrzonego w rekuperator została opisana przez H. Kroger i W. Schnabel w czasopiśmie „Steel Times”, zeszyt nrl0zl988r.

Znane jest również urządzenie do suszenia i wygrzewania kadzi stalowniczych z wykorzystaniem palnika samorekuperacyjnego, w którym grzanie kadzi następuje przez dysze wypływowe paliwa gazowego i powietrza usytuowane w głębi kadzi przy jej dnie. Wyrównanie rozkładu temperatury następuje w wyniku zastosowania wielootworowych dysz.

Do wad tego rozwiązania należy duża nieszczelność wynosząca od 10% do 30%, przy niezadowalającej jednocześnie gazodynamice palnika. Inne niedogodności to możliwość zniszczenia urządzenia w wyniku niewłaściwego usytuowania palnika względem dna kadzi, jak też możliwość stosowania palnika tylko do jednej wielkości kadzi. Dodatkowo proces suszenia kadzi jest realizowany w sposób niezadowalający z uwagi na lokalne przegrzewanie dna kadzi.

W trakcie przeprowadzonych badań eksperymentalnych stwierdzono, że istnieje możliwość bardzo dobrej stabilizacji płomienia w całym zakresie mocy cieplnej palnika przy bardzo dużym pędzie wypływających substratów. Uzyskano to przez zastosowanie odpowiedniego kształtu dyszy powietrza i dwudzielnego stabilizatora oraz umieszczenia wylotu samorekuperacyjnego palnika o dużej prędkości substratów wynoszącej od 60 do 100 m/s się w płaszczyźnie pokrywy zamykającej nagrzewaną przestrzeń. Przy tym kadź, przed rozpoczęciem procesu suszenia lub grzania wykonuje obrót do pozycji poziomej. Ma ona możliwość przesuwu poziomego, co pozwala na uniwersalne zastosowanie samorekuperacyjnego palnika do kadzi o pojemnościach od 5 do 350 Mg.

182 846

Urządzenie do suszenia i grzania kadzi odlewniczej, według wynalazku ma samorekuperacyjny palnik z podłączonymi do niego przewodem gazowym, powietrznym oraz przewodem odprowdzającym spaliny. Palnik składający się z dysz powietrznych usytuowanych współśrodkowo z wewnętrzną dyszą gazową nie zawirowującą strumienia gazu, jest osadzony w pokrywie, a u jego wylotu umiejscowionego w płaszczyźnie pokrywy zamykającej kadź jest umieszczony stabilizator spalania mający kształt rury. Pokrywa jest zamocowana do wspornika umocowanego do podstawy ustalonej na fundamencie, a kadź jest dosuwana do pokrywy przy użyciu wozu z kołami jezdnymi ustawionego na stalowych szynach i zaopatrzonego w mechanizm hydraulicznego przesuwu poziomego oraz obrotnicę lub łoże. Na wozie jest zamocowany luźny zespół kołowy oraz napędowy zespół kołowy zespolony z reduktorem napędzanym elektrycznym silnikiem. Na zespołach kołowych jest ustanowiona obrotnica z kadzią. Napędowy zespół kołowy posiada koło o uzębieniu łańcuchowym zazębione z wycinkiem obwodu zębatki sworzniowej wykonanej współosiowo do bieżni stanowiącej integralną część obrotnicy. Obrotnica posiada dwie ściany prostopadłe względem siebie, z których jedna stanowi podstawę do ustanowienia kadzi, a druga ma czopy o różnej wysokości stanowiące podparcie kadzi w położeniu roboczym, które pozwalają na poziomie ustalenie stożkowej powierzchni płaszcza kadzi podczas jej przemieszczania w kierunku pokrywy. W położeniu roboczym obrotnica wykonuje ruch, sprawdzając górną powierzchnię kadzi do położenia równoległego z pokrywą a skutkiem przemieszczania wozu w kierunku pokrywy, realizowanego za pomocą hydraulicznego cylindra ustalonego jarzmem do podstawy i tłoczyskiem do uchwytu zamocowanego do ramy tego wozu, jest dojazd kadzi do pokrywy i tym samym szczelne zamknięcie układu grzania.

Urządzenie według wynalazku umożliwia suszenie i nagrzewanie kadzi o różnej pojemności wsadu i o odmiennej konstrukcji, takich jak między innymi kadzie z mechanizmem zatyczkowym i kadzie dziobowe, a także pozwala na odzysk ciepła ze spalin, możliwy do wykorzystania podczas suszenia i podgrzewania materiałów wsadowych do topienia.

Przedmiot wynalazku pokazano w przykładach wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia rzut pionowy urządzenia do suszenia i grzania kadzi odlewniczej z pokrywą umieszczoną na podstawie i kadziąna obrotnicy w położeniu wyjściowym, fig. 2 - to samo rozwiązanie lecz w położeniu roboczym, fig. 3 - rzut pionowy urządzenia z kadziąumieszczonąna siedlisku w położeniu roboczym, fig. 4 - rzut pionowy odmiany wykonania urządzenia z pokrywą umieszczoną na stojaku i kadzią umieszczoną na łożu podpierającym.

Jak pokazano na rysunku według fig. 1 - fig. 3, samorekuperacyjny palnik 1 z przewodami doprowadzającym gaz i powietrze oraz przewodem odprowadzającym spaliny jest osadzony w pokrywie 2 kadzi 5. Pokrywa 2 jest zamocowana do wspornika 3 umocowanego do podstawy ustalonej na fundamencie. Wóz 4 z kołami jezdnymi 7 jest ustawiony na szynach. Na wozie 4 jest zamocowany luźny zespół kołowy 8 oraz napędowy zespół kołowy 9 zespolony z reduktorem 11 napędzanym elektrycznym silnikiem 10. Na zespołach kołowych 8 i 9 jest ustanowiona obrotnica 12. Napędowy zespół kołowy 9 posiada koło o uzębieniu łańcuchowym 13 zazębione z wycinkiem obwodu zębatki sworzniowej 14 wykonanej współosiowo do bieżni obrotnicy 12. Obrotnica 12 posiada dwie ściany prostopadłe względem siebie, z których jedna stanowi podstawę do ustanowienia kadzi 5, a druga ma czopy o różnej wysokości stanowiące podparcie kadzi 5 w położeniu roboczym i pozwalające na poziome ustalenie stożkowej powierzchni płaszcza kadzi 5, co zapewnia bezpieczeństwo układu w czasie jazdy wozu 4 z kadzią 5 w kierunku pokrywy 2.

Figura 2 pokazuje kadź 5 po dokonaniu obrotu sprowadzającego górną powierzchnię kadzi 5 do położenia równoległego z pokrywą 2 i dojechaniu do niej na styk. Jazda wozu 4 jest zrealizowana za pomocą hydraulicznego cylindra 6 ustalonego jarzmem do podstawy i tłoczyskiem do uchwytu 16 zamocowanego do ramy wozu 4. Jak pokazano na fig. 4 rysunku, kadź 5 jest umieszczona na łożu 18 umocowanym do jezdnego wozu 4 napędzanego analogicznie jak w wersji z zastosowaniem obrotnicy 12.

Działanie urządzenia do suszenia i grzania kadzi według wynalazku jest następujące. Samorekuperacyjny palnik 1 z podłączonymi przewodami gazowym, powietrznym i spalinowym jest osadzony w pokrywie 2 wyłożonej włóknem kaolinowym, a pokrywa 2 jest umocowana do wspornika 3 umocowanego do podstawy ustalonej na fundamencie. Kadź 5 ustawa się na

182 846 obrotnicy 12 za pomocą suwnicy, a obrót kadzi 5 do położenia roboczego następuje po uruchomieniu elektrycznego silnika 10, który za pośrednictwem reduktora 11 uruchamia koło 13 z uzębieniem łańcuchowym zespołu kołowego 9, współpracujące z zębatką sworzniową 14 obrotnicy 12. W wersji z łożem podpierającym 18 obrót kadzi 5 do położenia roboczego jest realizowany przy użyciu suwnicy. Wóz 4, na którym umiej scowiono obrotnicę 12 bądź łoże 18 z kadzią 5 przemieszcza się w kierunku pokrywy 2 ustabilizowanej poziomo do wspornika 3, doprowadzając tym samym do szczelnego przykrycia kadzi 5. Po zamknięciu kadzi 5 następuje zapłon palnika 1 pracującego w dwóch programowalnych trybach pracy, i rozpoczyna się proces suszenia wymurówki kadzi 5 prowadzony przy szybkości nagrzewania wynoszącej od 30°C/h do 1o0°C/h co odpowiada pierwszemu zaprogramowanemu trybowi pracy palnika 1. Po osiągnięciu we wnętrzu kadzi 5 temperatury izotermicznego wytrzymania, najczęściej zbliżonej do 2000°C przerywa się proces suszenia i przestawia się pracę palnika 1 w drugi z jego bistabilnych stanów pracy, po czym wznawia się nagrzewanie z wyższą prędkością wypływu substratów z wylotu palnika, korzystnie wynoszącą od 60 m/s do 120 m/s i prowadzi się grzanie wymurówki kadzi 5 do momentu uzyskania żądanej temperatury. Po osiągnięciu pożądanej temperatury kadź 5 odsuwa się za pomocąwozu 4 od pokrywy 2 i przy użyciu znanych urządzeń mechanicznych, na przykład suwnicy przemieszcza się kadź 5 na stanowisko wytopu.

182 846

fig. 2

182 846

fig. 3

182 846

fig-i

182 846

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Urządzenie do suszenia i grzania kadzi odlewniczej, zawierające samorekuperacyjny palnik umieszczony w pokrywie zamykającej nagrzewaną kadź usytuowana w położeniu poziomym lub pod kątem odchylenia od poziomu do 30°, na mechanizmie przesuwu poziomego uruchamianego układem napędowym, znamienne tym, że wylot samorekuperacyjnego palnika (1) znajduje się w płaszczyźnie pokrywy (2) zamykającej kadź (5), natomiast kadź (5) jest umieszczona na stanowisku w pozycji poziomej na mechanizmie przesuwu poziomego ustalającego jej położenie w zależności od pojemności kadzi (5).