RU2132523C1

RU2132523C1 - Rotary furnace chain curtain

Info

Publication number: RU2132523C1
Application number: RU97115028A
Authority: RU
Inventors: Н.Г. Срибнер; В.П. Ланкин
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Всероссийский алюминиево-магниевый институт"
Priority date: 1997-09-03
Filing date: 1997-09-03
Publication date: 1999-06-27

Abstract

FIELD: rotating technique in rotary furnaces; manufacture of building materials; metallurgy. SUBSTANCE: chain curtain is made from freely hanging chains secured on guide plates forming multi-start helical line; space between them is lined with reinforced heat-resistant concrete. besides that, reinforcing plates whose height is equal to 0.4 to 0.9 of helical guides are placed between helical guide plates; they are located at equal to 0.4 of angle of helical guides relative to generatrix of furnace to 90 deg; metal reinforcing spirals with diameter of turn equal to 0.6 to 0.95 of height of plates are laid between reinforcing plates. Distance between reinforcing plates over circumference is equal to 0.01 to 0.08 of pitch of helical guides and thickness of layer of heat-resistant concrete is equal to height of reinforcing plates. Edge of reinforcing plates adjoining the body have comb-like form. Additional reinforcing plates of equal height mounted between main reinforcing plates are located in parallel with helical guides. EFFECT: reduction of wear of lining in chain zone; reduction of dust entrainment and specific construction of fuel; enhanced productivity. 3 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к технике обжига материалов во вращающихся печах в промышленности строительных материалов, в металлургии. The invention relates to techniques for firing materials in rotary kilns in the building materials industry, in metallurgy.

Известна цепная завеса вращающейся печи, в горячей зоне которой выполнена футеровка из жаропрочного бетона со спиральной металлической арматурой (см. Е. И. Ходоров, Н.С.Шморгуненко. Техника спекания шихт глиноземной промышленности. М.: Металлургия, 1978г., с.79). A chain curtain of a rotary kiln is known, in the hot zone of which a lining is made of heat-resistant concrete with spiral metal reinforcement (see E.I. Khodorov, N.S. Shmorgunenko. Technique for sintering batch alumina industry. M: Metallurgy, 1978, p. 79).

Недостатком известного технического решения является интенсивный износ футеровки скользящими по ее поверхности цепями при вращении печи, что особенно сказывается при использовании свободновисящих (закрепленных одним концом) цепей. A disadvantage of the known technical solution is the intensive wear of the lining by chains sliding along its surface during rotation of the furnace, which is especially true when using free-hanging (fixed at one end) chains.

Известна цепная завеса из свободновисящих цепей, точки подвески которых расположены по многозаходному винту и закреплены на продольных рядах пластинах (а. с. СССР N 1670316, МПК F 27 В 7/18, опубл. 15.08.1991 г.). A chain curtain of free-hanging chains is known, the suspension points of which are arranged on a multi-screw and are fixed on the longitudinal rows of plates (a.c. USSR N 1670316, IPC F 27 B 7/18, published on 08/15/1991).

Недостатками известной цепной завесы являются повышенный пылеунос из-за воздействия выступающих над футеровкой продольных пластин для крепления цепей, сложность разметки при монтаже. The disadvantages of the known chain curtain are increased dust due to the impact of longitudinal plates protruding above the lining for fastening the chains, the complexity of the layout during installation.

Ближайшим аналогом изобретения, принятым нами за прототип, является цепная завеса вращающейся печи, содержащая свободновисящие цепи, точки подвески которых размещены на винтовых направляющих пластинах, жестко закрепленных на корпусе печи, между которыми уложена огнеупорная футеровка, имеющая продольные каналы с выступающими над их поверхностью ребрами, имеющими противоположное винтовым направляющим направление (а. с. N 1423902, МПК F 27 B 7/18, 7/28, опубл. 15.09.1988 г.). The closest analogue of the invention that we have adopted as a prototype is a chain curtain of a rotary kiln containing free-hanging chains, suspension points of which are placed on screw guide plates rigidly fixed to the kiln body, between which a refractory lining is laid, having longitudinal channels with ribs protruding above their surface, having an opposite direction to the screw guides (a.s. N 1423902, IPC F 27 B 7/18, 7/28, publ. 09/15/1988).

Недостатки прототипа состоят в следующем. The disadvantages of the prototype are as follows.

Выполнение футеровки из жаропрочного бетона приводит к его интенсивному износу свободновисящими цепями, скользящими по его поверхности. Lining of heat-resistant concrete leads to its intensive wear by free-hanging chains sliding along its surface.

Выполнение футеровки из футеровочных плит, поверхность которых, обращенная к корпусу печи, из армированного жаропрочного бетона, а обращенная в полость печи - из металлических плит, закрепленных на корпусе, приводит к зацеплению свободновисящих печей за углы плит, их поломке и выпадению, обрывам цепей. Отметим, что при гирляндной навеске цепей также футеровочные плиты обладают достаточно продолжительным сроком службы. The lining of the lining plates, the surface of which is facing the furnace body, of reinforced heat-resistant concrete, and facing the cavity of the furnace is made of metal plates fixed to the body, leads to free-hanging furnaces engaging at the corners of the plates, breaking them and falling out, breaking chains. Note that with a daisy chain link, the lining plates also have a sufficiently long service life.

Наличие выступающих ребер в продольных каналах футеровки приводит к увеличению пылеуноса, а их выполнение в направлении, противоположном винтовым направляющим, способствует задержке и переизмельчению материала в цепной завесе, что сказывается особенно при термообработке малопластичного материала. The presence of protruding ribs in the longitudinal channels of the lining leads to an increase in dust extraction, and their implementation in the direction opposite to the screw guides contributes to the delay and overgrowing of the material in the chain curtain, which affects especially the heat treatment of the non-plastic material.

Технической задачей применения изобретения является уменьшение износа футеровки в цепной зоне, снижение пылеуноса из печи и удельного расхода топлива, повышения производительности. The technical task of applying the invention is to reduce the wear of the lining in the chain zone, to reduce the dust extraction from the furnace and the specific fuel consumption, to increase productivity.

Указанный технический результат достигается тем, что в цепной завесе вращающейся печи, содержащей свободновисящие цепи, закрепленные на направляющих пластинах, образующих многозаходную винтовую линию, пространство между которыми футеровано армированным жаропрочным бетоном, между винтовыми направляющими пластинами помещены армирующие пластины высотой 0,4-0,90 винтовых направляющих, расположенные в направлении последних под углом к ним в пределах от 0,4 угла винтовых направляющих к образующей печи до 90 ^o, а между армирующими пластинами размещены металлические армирующие спирали с диаметром витка 0,6-0,95 высоты пластин, при этом расстояние между армирующими пластинами по окружности составляет 0,01-0,08 шага винтовых направляющих, а толщина слоя жаропрочного бетона равна высоте армирующих пластин. Армирующие пластины по кромке, примыкающей к корпусу, выполнены гребенчатой формы, при этом расстояние между соседними выступами составляет 0,02-0,08 диаметра печи, а высота выступов 0,15-0,25 высоты пластин. Между армирующими пластинами на корпусе могут быть установлены дополнительные армирующие пластины равной высоты, расположенные параллельно винтовым направляющим.The specified technical result is achieved by the fact that in the chain curtain of a rotary kiln containing free-hanging chains fixed on guide plates forming a multi-helix line, the space between which is lined with reinforced heat-resistant concrete, reinforcing plates of 0.4-0.90 height are placed between the screw guide plates screw guides located in the direction of the latter at an angle to them ranging from 0.4 the angle of the screw guides to the forming furnace up to 90 ^o , and between the reinforcing plates ra metal reinforcing spirals with a coil diameter of 0.6-0.95 height of the plates are placed, while the distance between the reinforcing plates along the circumference is 0.01-0.08 of the pitch of the screw guides, and the thickness of the layer of heat-resistant concrete is equal to the height of the reinforcing plates. The reinforcing plates along the edge adjacent to the casing are made in the form of a comb, and the distance between adjacent protrusions is 0.02-0.08 of the diameter of the furnace, and the height of the protrusions is 0.15-0.25 of the height of the plates. Between the reinforcing plates on the casing, additional reinforcing plates of equal height located parallel to the screw guides can be installed.

Для исключения недостатков прототипа в предлагаемом изобретении при винтовой свободновисящей цепной завесе армирование жаропрочной бетонной футеровки между винтовыми направляющими пластинами осуществляют путем сочетания армирующих спиралей и армирующих пластин с соблюдением дополнительных соотношений конструктивных характеристик. To eliminate the disadvantages of the prototype in the present invention with a free-hanging spiral chain curtain, the reinforcement of heat-resistant concrete lining between the screw guide plates is carried out by combining reinforcing spirals and reinforcing plates in compliance with additional ratios of structural characteristics.

На фиг. 1 приведена развертка цепной зоны печи, на фиг. 2 - развертка цепной зоны с использованием дополнительных армирующих пластин, на фиг.3 - продольный разрез цепной зоны, на фиг.4 - армирующая пластина. In FIG. 1 shows a scan of the chain zone of the furnace, FIG. 2 - scan of the chain zone using additional reinforcing plates, figure 3 is a longitudinal section of the chain zone, figure 4 is a reinforcing plate.

На фигурах приняты обозначения: 1 - корпус печи, 2 - винтовые направляющие пластины, 3 - цепи, 4 - армирующие пластины, 5 - армирующие спирали, 6 - дополнительные армирующие пластины. The following notation is used in the figures: 1 - furnace body, 2 - screw guide plates, 3 - chains, 4 - reinforcing plates, 5 - reinforcing spirals, 6 - additional reinforcing plates.

На корпус печи 1 жестко закреплены винтовые направляющие пластины 2, образующие многозаходную винтовую линию, на которых закреплены цепи 3, между винтовыми пластинами на корпусе жестко закреплены армирующие пластины 4 меньшей высоты, сориентированные в направлении винтовых пластин под углом к ним; между армирующими пластинами закреплены армирующие спирали 5, имеющие диаметр несколько меньшей высоты армирующих пластин; армирующие пластины 4 по кромке, примыкающей к корпусу печи 1, выполнены гребенчатой формы; толщина футеровки из жаропрочного бетона равна высоте армирующих пластин 4. Между армирующими пластинами 4 могут быть установлены дополнительные армирующие пластины 6, расположенные параллельно винтовым направляющим 2. On the furnace body 1, screw guide plates 2 are rigidly fixed, forming a multi-helix line, on which chains 3 are fixed, between the screw plates on the case, reinforcing plates 4 of lower height are rigidly fixed, oriented in the direction of the screw plates at an angle to them; between the reinforcing plates reinforcing spirals 5 are fixed having a diameter slightly lower than the height of the reinforcing plates; reinforcing plates 4 along the edge adjacent to the body of the furnace 1, are made comb-shaped; the thickness of the lining of heat-resistant concrete is equal to the height of the reinforcing plates 4. Between the reinforcing plates 4 can be installed additional reinforcing plates 6 located parallel to the screw guides 2.

Размещение свободновисящих цепей 3 по винтовым направляющим пластинам 2 обеспечивает создание винтовой свободновисящей цепной завесы, при которой достигаются интенсивная теплопередача, хорошие очистка внутренней поверхности печи от нароста и транспортирования подвергаемого термообработке материала, низкий пылеунос. Наличие футеровки из жаропрочного бетона снижает потери тепла через корпус. Наличие армирующих пластин 4 в сочетании с армирующими спиралями обеспечивают удовлетворительную абразивную устойчивость от истирания бетона цепями. Выполнение армирующих пластин 4 по примыкающей к корпусу печи 1 кромке гребенчатой формы снижает потери тепла через корпус и обеспечивает большую прочность связи пластины 4 с корпусом в условиях, имеющих место при работе термических деформаций. Placing the free-hanging chains 3 on the screw guide plates 2 ensures the creation of a free-hanging helical chain curtain, in which intensive heat transfer is achieved, good cleaning of the inner surface of the furnace from growth and transportation of the material subjected to heat treatment, low dust extraction. The presence of refractory concrete lining reduces heat loss through the housing. The presence of reinforcing plates 4 in combination with reinforcing spirals provide satisfactory abrasion resistance from abrasion of concrete by chains. The implementation of the reinforcing plates 4 along the comb-shaped edge adjacent to the furnace body 1 reduces heat loss through the body and provides greater bond strength between the plate 4 and the body under conditions that occur during thermal deformation.

Установка между армирующими пластинами дополнительных армирующих пластин 6, расположенных параллельно винтовым направляющим 2, повышает абразивную стойкость футеровки цепной зоны за счет увеличения количества износоустойчивых элементов и препятствия по мере износа бетона свободному скольжению цепей по кладке. The installation between the reinforcing plates of additional reinforcing plates 6 located parallel to the screw guides 2 increases the abrasion resistance of the lining of the chain zone by increasing the number of wear-resistant elements and obstacles as the concrete wears out and the chains slip along the masonry.

Высота винтовых направляющих 2 определяется необходимостью выполнения между ними футеровки для уменьшения потерь тепла и износа корпуса печи, а также условиями крепления цепей и пылеуноса. The height of the screw guides 2 is determined by the necessity of lining between them to reduce heat loss and wear of the furnace body, as well as the conditions for fastening the chains and dust collector.

Высота армирующих пластин 4 - Т в пределах 0,4-0,9 от высоты винтовых направляющих - N; при этой величине менее 0,4 не обеспечивается достаточная для уменьшения потерь тепла толщина футеровки; при величине более 0,9 затруднено крепление цепей на винтовых направляющих, чрезмерно перекрывается свободное сечение печи, что ведет к пылеуносу и потерям напора; лучшие результаты при этой величине 0,5-0,7. Угол между армирующими пластинами 4 и винтовыми направляющими - выбирают в пределах от 0,4 угла винтовых направляющих к образующей печи β до 90^o.The height of the reinforcing plates 4 - T within 0.4-0.9 of the height of the screw guides - N; at this value less than 0.4, the lining thickness sufficient to reduce heat loss is not provided; when the value is more than 0.9, it is difficult to fasten the chains on screw guides, the free section of the furnace is excessively blocked, which leads to dust removal and pressure loss; best results with this value of 0.5-0.7. The angle between the reinforcing plates 4 and the screw guides - choose from 0.4 angle of the screw guides to the generatrix of the furnace β to 90 ^o .

При вращении печи 1 цепи 3 скользят по поверхности бетонной футеровки, постепенно изнашивая ее, при этом выступают на поверхности менее изнашиваемые металлические армирующие пластины, ограничивающие возникшие впадины на поверхности футеровки. Между ними задерживается термообрабатываемый материал и цепи в дальнейшем скользят по поверхности частиц, как по каткам, что снижает износ бетона. При угле α₃< 0,4 (см. на фиг. 1 варианты расположения пластин), путь скольжения цепи между винтовыми направляющими 2 вдоль армирующих пластин 4 оказывается чрезмерно большим, и защита бетона выступающими армирующими пластинами неэффективна. При угле более α₁= 90^° выступающая кромка армирующих пластин по мере износа способствует задержке соскальзывания цепи 3 вдоль винтовых направляющих и соответственно более мощному удару по бетону цепи, поднятой при вращении на больший угол поворота печи. Кроме того, возникает движение части гранул материала к загрузочному концу. В результате возрастает износ бетонной футеровки, переизмельчение частиц высушиваемого материала и соответственно увеличивается пылеунос, дестабилизируется движение материала в слое. Лучшие результаты достигаются при α = (0,8-1,2)•β.
Диаметр армирующих спиралей выбирают в пределах 0,6-0,95 высоты армирующих пластин Т. При меньшей величине остается без армировки чрезмерно толстый слой бетона, со стороны внутренней полости печи, что обуславливает его интенсивное разрушение скользящими цепями. При большой величине после непродолжительной работы разрушается верхний слой бетона, обнажается поверхность спирали со стороны полости печи. При этом создаются возможности зацепления их цепями и разрушения футеровки. Лучшие результаты при величине этого отношения 0,63-0,75.When the furnace 1 is rotated, chains 3 slide over the surface of the concrete lining, gradually wear it out, while less wear metal reinforcing plates protrude on the surface, limiting the resulting depressions on the surface of the lining. Between them, the heat-treated material is delayed and the chains subsequently slide along the surface of the particles, as if on rollers, which reduces concrete wear. When the angle α ₃ <0.4 (see in Fig. 1 the options for the location of the plates), the sliding path of the chain between the screw guides 2 along the reinforcing plates 4 is excessively large, and the protection of concrete protruding reinforcing plates is ineffective. At an angle of more than α ₁ = 90 ^{°, the} protruding edge of the reinforcing plates, as they wear, contributes to a delay in the sliding of chain 3 along the screw guides and, accordingly, a more powerful impact on the concrete of the chain raised during rotation to a larger angle of rotation of the furnace. In addition, there is a movement of part of the granules of the material to the loading end. As a result, the wear of the concrete lining increases, the regrind of particles of the material to be dried, and accordingly the dust extraction increases, the movement of the material in the layer is destabilized. The best results are achieved with α = (0.8-1.2) • β.
The diameter of the reinforcing spirals is chosen within the range of 0.6-0.95 of the height of the reinforcing plates T. At a lower value, an excessively thick layer of concrete is left without reinforcement from the side of the internal cavity of the furnace, which leads to its intensive destruction by sliding chains. With a large value, after a short operation, the upper concrete layer is destroyed, the surface of the spiral is exposed from the side of the furnace cavity. This creates the possibility of engagement with their chains and the destruction of the lining. The best results with the magnitude of this ratio of 0.63-0.75.

Расстояние по окружности между соседними армирующими пластинами А выбирают в пределах 0,01-0,08 шага винтовой направляющей H. Чем больше шаг винтовых направляющих, тем больший путь скольжения цепи между соседними армирующими пластинами, и соответственно, износ бетона на участке между ними. Поэтому с увеличением шага винта, т.е. при уменьшении угла с образующей печи β необходимо уменьшать расстояние по окружности между соседними армирующими пластинами. При величине этого отношения А/H менее 0,01 чрезмерно возрастает количество армирующих пластин и соответственно масса футеровки, что увеличивает потери тепла через корпус и нагрузку на опоры и привод, а также затрудняется размещение армирующих спиралей, что вызывает выкрашивание бетона. The circumferential distance between adjacent reinforcing plates A is chosen within the range of 0.01-0.08 steps of a helical guide H. The larger the helical guides are, the greater is the chain sliding path between adjacent reinforcing plates and, accordingly, the wear of concrete in the area between them. Therefore, with an increase in the pitch of the screw, i.e. as the angle with the furnace generatrix β decreases, it is necessary to reduce the circumferential distance between adjacent reinforcing plates. When the value of this A / H ratio is less than 0.01, the number of reinforcing plates and, consequently, the weight of the lining excessively increase, which increases heat loss through the housing and the load on the supports and drive, and it is also difficult to place reinforcing spirals, which causes concrete to spall.

При величине А/H более 0,8 возрастает расстояние по окружности между армирующими пластинами, обуславливается повышенный абразивный износ футеровки скользящими цепями. Лучший результат при величине А/H = 0,02-0,04. When A / H is more than 0.8, the circumferential distance between the reinforcing plates increases, and increased abrasive wear of the lining by sliding chains is caused. The best result with A / H = 0.02-0.04.

Расстояние между соседними выступами гребенчатой кромки армирующей пластины 4, примыкающей к корпусу B, выбирают в пределах 0,02-0,08 диаметра печи. При меньшей величине этого отношения В/Д создается чрезмерно жесткая связь пластины и корпуса без достаточной компенсации термических деформаций пластины и корпуса. В результате происходит отрыв пластины и расшатывание, выкрашивание футеровки. При большей величине не обеспечивается достаточной жесткости связи, в результате чего при термических деформациях расшатывается примыкающий слой бетона, снижается его срок службы. Лучшие результаты при величине В/Д = 0,03-0,05. The distance between adjacent protrusions of the comb edge of the reinforcing plate 4 adjacent to the housing B is selected within the range of 0.02-0.08 of the diameter of the furnace. With a smaller value of this I / O ratio, an excessively rigid connection between the plate and the body is created without sufficient compensation for thermal deformations of the plate and the body. As a result, the plate is torn off and loosened, and the lining is chipped. With a larger value, sufficient bond stiffness is not ensured, as a result of which, when thermal deformations are loosened, the adjacent concrete layer is loosened and its service life is reduced. The best results with a value of W / D = 0.03-0.05.

Преимущества предлагаемого изобретения и оптимальность заявленных соотношений подтверждается результатами промышленных испытаний, приведенными в таблице. Испытание проводилось на печах диаметром 5х185 м для спекания глиноземсодержащей шихты, оснащенной 6-ти заходной винтовой свободновисящей цепной завесой. В опыте 1 (базовый вариант) футеровка цепной зоны выполнена из металлобетонных подвесных плит. В опытах 2-6 футеровка выполнена в соответствии с предлагаемым изобретением, причем заявленные соотношения конструктивных характеристик достигнуты в опытах 3-5. The advantages of the invention and the optimality of the claimed ratios is confirmed by the results of industrial tests given in the table. The test was carried out on furnaces with a diameter of 5x185 m for sintering an alumina-containing mixture equipped with a 6-entry helical free-hanging chain curtain. In experiment 1 (basic version), the lining of the chain zone is made of metal-concrete suspended plates. In experiments 2-6, the lining is made in accordance with the invention, and the claimed ratio of structural characteristics is achieved in experiments 3-5.

В результате показано преимущество по сравнению с базовым вариантом и оптимальность заявленных соотношений конструктивных характеристик. При использовании предлагаемого технического решения достигнуты увеличение производительности печи на 1,0-2,0%, снижение удельного расхода топлива на 0,5-1,0%, уменьшение пылеуноса на 12-20%, повышение срока службы футеровки в 1,3-1,6 раза. As a result, the advantage in comparison with the base case and the optimality of the declared ratios of structural characteristics are shown. Using the proposed technical solution, an increase in furnace productivity by 1.0-2.0%, a decrease in specific fuel consumption by 0.5-1.0%, a decrease in dust extraction by 12-20%, an increase in the service life of the lining by 1.3- 1.6 times.

В этих условиях обеспечивается эффективная работа печи при длине свободновисящих цепей 0,7-0,9 диаметра печи в свету и массе цепей на единицу поверхности футеровки 150-450 кг/м³.Under these conditions, efficient operation of the furnace is ensured with a length of free-hanging chains of 0.7-0.9 of the diameter of the furnace in the light and the weight of the chains per unit surface of the lining is 150-450 kg / m ³ .

Claims

1. The chain curtain of a rotary kiln, containing free-hanging chains, mounted on guide plates forming a multi-helix line, the space between which is lined with reinforced heat-resistant concrete, characterized in that reinforcing plates with a height of 0.4-0.90 screw guides are placed between the screw guide plates arranged last in the direction angled thereto in the range of 0.4 to angle screw guides forming furnace 90 ^o, between the reinforcing plates and the reinforcing metal has ue spiral screw diameter 0.6 - 0.95 wafer height, the distance between the reinforcing plates circumferentially 0.01 - 0.08 pitch screw guides, and a refractory concrete layer thickness equal to the height of the reinforcing plates.

2. The chain curtain according to claim 1, characterized in that the reinforcing plates along the edge adjacent to the housing are comb-shaped, the distance between adjacent protrusions being 0.02 - 0.08 of the diameter of the furnace, and the height of the protrusions is 0.15 - 0.25 plate height.

3. The chain curtain according to claim 1 or 2, characterized in that between the reinforcing plates on the casing there are additional reinforcing plates of equal height located parallel to the screw guides.