RU216399U1 - Electric rotary kiln with sectional heating - Google Patents

Electric rotary kiln with sectional heating Download PDF

Info

Publication number
RU216399U1
RU216399U1 RU2022124049U RU2022124049U RU216399U1 RU 216399 U1 RU216399 U1 RU 216399U1 RU 2022124049 U RU2022124049 U RU 2022124049U RU 2022124049 U RU2022124049 U RU 2022124049U RU 216399 U1 RU216399 U1 RU 216399U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
drum
heating device
heating
inductor
furnace
Prior art date
Application number
RU2022124049U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Максим Юрьевич Хацаюк
Никита Вячеславович Сизганов
Виктор Николаевич Тимофеев
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Системы индукционной прокалки"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Системы индукционной прокалки" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Системы индукционной прокалки"
Application granted granted Critical
Publication of RU216399U1 publication Critical patent/RU216399U1/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к печам непрерывного действия для термической обработки мелкодисперсного материала или суспензий при контролируемой температуре нагрева в режиме непрерывной работы и постоянном перемешивании материала. Техническим результатом полезной модели является обеспечение внутри барабана печи зон с контролируемой поддержкой температуры для осуществления стандартных технологических процессов химического, строительного, машинного и металлургического производства. Указанный технический результат достигается тем, что электрическая вращающаяся печь с секционным нагревом, содержащая нагревательное устройство, выполненное в виде многовиткового цилиндрического индуктора; гладкостенный барабан, установленный соосно внутри нагревательного устройства, опирающиеся на ролики, закрепленные на раме; привод вращения барабана; теплоизоляцию, закрепленную на барабане соосно индуктору на протяжении всей горячей зоны; механизмы загрузки и выгрузки, которые имеют пороги и систему газоотвода, отличающаяся тем, что нагревательное устройство состоит из нескольких модулей (секций) индукционной системы, каждый из модулей включает собственный индуктор, согласующее устройство и инвертор (генератор). При этом вне зависимости от параметров каждого модуля индукционной системы будет возникать магнитная связь между соседними индукторами, которую необходимо учитывать и минимизировать её последствия при проектировании системы. Вместе с тем нет строгих ограничений по использованию способов загрузки и выгрузки рабочего материала в печи. Также раскрыты различные модификации печи с описанием их функционального применения.

Figure 00000001
The utility model relates to continuous furnaces for heat treatment of finely dispersed material or suspensions at a controlled heating temperature in continuous operation and constant mixing of the material. The technical result of the utility model is the provision of zones with controlled temperature support inside the furnace drum for the implementation of standard technological processes of chemical, construction, machine and metallurgical production. The specified technical result is achieved by the fact that the electric rotary kiln with sectional heating, containing a heating device made in the form of a multi-turn cylindrical inductor; smooth-walled drum mounted coaxially inside the heating device, based on rollers mounted on the frame; drum rotation drive; thermal insulation fixed on the drum coaxially to the inductor throughout the entire hot zone; loading and unloading mechanisms that have thresholds and a gas exhaust system, characterized in that the heating device consists of several modules (sections) of the induction system, each of the modules includes its own inductor, matching device and inverter (generator). In this case, regardless of the parameters of each module of the induction system, a magnetic coupling will occur between adjacent inductors, which must be taken into account and its consequences minimized when designing the system. However, there are no strict restrictions on the use of methods for loading and unloading the working material in the furnace. Also disclosed are various modifications of the furnace with a description of their functional application.
Figure 00000001

Description

Полезная модель относится к печам непрерывного действия для термической обработки мелкодисперсного материала или суспензий при контролируемой температуре нагрева в режиме непрерывной работы и постоянном перемешивании материала.The utility model relates to continuous furnaces for heat treatment of finely dispersed material or suspensions at a controlled heating temperature in continuous operation and constant mixing of the material.

Известны вращающиеся печи, для обжига цементного клинкера (RU 91141 U1, опубл. 27.01.2010 г., RU 2648734 С1, опубл. 28.03.2018 г.), вспучивания керамзита (RU 2210042 C1, опубл. 10.08.2003 г.), производства пористых заполнителей (RU 2055289 C1, опубл. 27.02.1996 г.), цементной и химической промышленности, металлургических, огнеупорных и машиностроительных заводов [1]. Общим и основным недостатком всех вышеперечисленных печей является применение внутренней теплоизоляционной футеровки печей, которая в процессе эксплуатации изнашивается, соответственно требует остановки производственной линии и планового ремонта, который может длиться месяцами т. к. средние габариты барабана крупных вращающихся печей составляют около 3 м в радиусе и 35-50 м в длину. Существует решение обозначенной проблемы в виде использования внешней теплоизоляции печи, применяемое в качестве прототипа к полезной модели.Rotary kilns are known for roasting cement clinker (RU 91141 U1, publ. 01/27/2010, RU 2648734 C1, publ. 03/28/2018), expanding expanded clay (RU 2210042 C1, publ. 08/10/2003), production of porous aggregates (RU 2055289 C1, publ. 27.02.1996), cement and chemical industries, metallurgical, refractory and machine-building plants [1]. The common and main disadvantage of all the above furnaces is the use of internal heat-insulating lining of furnaces, which wears out during operation, and therefore requires a shutdown of the production line and scheduled repairs, which can last for months, since the average dimensions of the drum of large rotary kilns are about 3 m in radius and 35-50 m long. There is a solution to the indicated problem in the form of using external thermal insulation of the furnace, which is used as a prototype for a utility model.

Наиболее близкой к предлагаемой полезной модели по технической сущности является ИНДУКЦИОННАЯ ПЕЧЬ С РЕТОРТОЙ (RU 198165 U1, опубл. 22.06.2020 г.), содержащая, нагревательное устройство, выполненное в виде многовиткового цилиндрического индуктора, реторту, установленную соосно внутри нагревательного устройства, с закрепленной на ней теплоизоляцией, обеспечивающей изоляцию реторты от индуктора на протяжении всей горячей зоны; загрузочный механизм выполнен в виде шнека, разгрузочный механизм снабжен дополнительным порогом и расположенной за ним разгрузочной камерой, имеющей люк для сброса части отработанного материала и возможность соединения с патрубком газоотвода.The closest to the proposed utility model in technical essence is an INDUCTION FURNACE WITH A RETORT (RU 198165 U1, publ. 06/22/2020), containing a heating device made in the form of a multi-turn cylindrical inductor, a retort installed coaxially inside the heating device, with on it with thermal insulation, which provides isolation of the retort from the inductor throughout the entire hot zone; the loading mechanism is made in the form of an auger, the unloading mechanism is provided with an additional threshold and an unloading chamber located behind it, having a hatch for dumping part of the waste material and the possibility of connection with a gas outlet pipe.

Недостатком известного устройства является отсутствие контролируемых температурных зон, необходимых для обеспечения производственных процессов стандартных вращающихся печей с плавным или, по меньшей мере, ступенчатым нагревом (термоподготовка, дегазация, спекание, кальцинация, вспучивание, обжиг и т.д.).The disadvantage of the known device is the lack of controlled temperature zones necessary to ensure the production processes of standard rotary kilns with smooth or at least stepwise heating (thermal preparation, degassing, sintering, calcination, swelling, roasting, etc.).

Задача, решаемая полезной моделью - обеспечение внутри барабана печи зон с контролируемой поддержкой температуры для осуществления стандартных технологических процессов химического, строительного, машинного и металлургического производства.The task solved by the utility model is to provide zones with controlled temperature support inside the furnace drum for the implementation of standard technological processes of chemical, construction, machine and metallurgical production.

Поставленная задача достигается тем, что электрическая вращающаяся печь с секционным нагревом, содержащая нагревательное устройство, выполненное в виде многовиткового цилиндрического индуктора; гладкостенный барабан, установленный соосно внутри нагревательного устройства, опирающиеся на ролики, закрепленные на раме; привод вращения барабана; теплоизоляцию, закрепленную на барабане соосно индуктору на протяжении всей горячей зоны; механизмы загрузки и выгрузки, которые имеют пороги и систему газоотвода, отличающаяся тем, что нагревательное устройство состоит из нескольких модулей (секций) индукционной системы, каждый из модулей включает собственный индуктор, согласующее устройство и инвертор (генератор).This problem is achieved in that the electric rotary kiln with sectional heating, containing a heating device made in the form of a multi-turn cylindrical inductor; smooth-walled drum mounted coaxially inside the heating device, based on rollers mounted on the frame; drum rotation drive; thermal insulation fixed on the drum coaxially to the inductor throughout the entire hot zone; loading and unloading mechanisms that have thresholds and a gas exhaust system, characterized in that the heating device consists of several modules (sections) of the induction system, each of the modules includes its own inductor, matching device and inverter (generator).

При этом вне зависимости от параметров каждого модуля индукционной системы будет возникать магнитная связь, между соседними индукторами, которую необходимо учитывать и минимизировать её последствия при проектировании системы [2].In this case, regardless of the parameters of each module of the induction system, a magnetic connection will occur between adjacent inductors, which must be taken into account and its consequences minimized when designing the system [2].

На фиг. 1 схематично представлена предлагаемая электрическая вращающаяся печь с секционным нагревом. In FIG. 1 schematically shows the proposed electric rotary kiln with sectional heating.

На фиг. 2 пример диаграммы формирования температурных режимов в электрической вращающейся печи с секционным нагревом.In FIG. 2 is an example of a diagram of the formation of temperature regimes in an electric rotary kiln with sectional heating.

Электрическая вращающаяся печь с секционным нагревом включает барабан 1, установленный соосно с несколькими модулями (секциями) индукционной системы 2, которые в связке с барабаном 1 представляют собой нагревающее устройство. Барабан 1 изолирован от модулей индукционной системы 2 теплоизоляцией 3. Electric rotary kiln with sectional heating includes a drum 1 installed coaxially with several modules (sections) of the induction system 2, which in conjunction with the drum 1 constitute a heating device. The drum 1 is isolated from the modules of the induction system 2 by thermal insulation 3.

Барабан 1 имеет опорные диски 4 для установки на ролики 5 закрепленные на раме 6. Секции индукционной системы состоят из индуктора 7, согласующего устройства 8 и инвертора (генератора) 9, также закрепленные на раме 6 для сохранения соосности устройства.The drum 1 has supporting discs 4 for installation on rollers 5 fixed on the frame 6. Sections of the induction system consist of an inductor 7, a matching device 8 and an inverter (generator) 9, also fixed on the frame 6 to maintain the alignment of the device.

Механизмы герметичной загрузки и выгрузки рабочего материала могут быть выполнены в различных вариантах, необходимых для обеспечения заполнения барабана 1 рабочим материалом, в зависимости от технологических процессов на производстве. Рама 6, при необходимости, может быть дополнительно оснащена петлями для поворота устройства на определенный угол к горизонту.The mechanisms for hermetic loading and unloading of the working material can be made in various versions, necessary to ensure the filling of the drum 1 with the working material, depending on the technological processes in production. Frame 6, if necessary, can be additionally equipped with hinges for turning the device at a certain angle to the horizon.

Электрическая вращающаяся печь с секционным нагревом работает следующим образом. Рабочий материал подается в загрузочный механизм. В гладкостенном барабане 1, выполненном из жаропрочной стали, выделяется тепло посредством вихревого тока, индуктированного от переменного электромагнитного поля цилиндрического индуктора 7 модульной индукционной системы 2. Вращаясь, барабан 1 равномерно по всей длине распределяет рабочий материал. Благодаря внешней теплоизоляции 3 и необходимому количеству модулей индукционной системы 2 создаются различные температурные зоны внутри барабана 1. Длина барабана 1 определяется зонами, необходимыми для производственного процесса, и может достигать величин, при которых потребуется использовать дополнительные опорные диски 4 во избежание механического перенапряжения и разрушения устройства нагрева.Electric rotary kiln with sectional heating operates as follows. The working material is fed into the loading mechanism. In a smooth-walled drum 1, made of heat-resistant steel, heat is generated by means of an eddy current induced from an alternating electromagnetic field of a cylindrical inductor 7 of a modular induction system 2. Rotating, the drum 1 evenly distributes the working material along its entire length. Due to the external thermal insulation 3 and the required number of modules of the induction system 2, different temperature zones are created inside the drum 1. The length of the drum 1 is determined by the zones necessary for the production process, and can reach values at which it will be necessary to use additional support disks 4 in order to avoid mechanical overvoltage and destruction of the device heating.

По мере прохождения температурных зон внутри барабана 1 рабочий материал равномерно прогревается в соответствии со стадиями технической обработки. Например, с помощью предлагаемого решения можно реализовать печь для производства керамзита с последовательными зонами термической подготовки, вспучивания и отжига. Для протекания реакций нагревания, сопровождающихся выделением летучих продуктов, требуются определенные технологические параметры, такие как толщина слоя прокаливаемого материала, время нахождения в зоне прокалки, производительность устройства. Постоянное поддержание толщины слоя прокаливаемого материала обеспечивает порог торцевого фланца. Требуемая производительность определяется оптимальной геометрией барабана 1 печи, которая зависит от максимальной температуры технологического процесса и опирается на использование взаимосвязей производительности, внутреннего радиуса и длины барабана [3].As the temperature zones pass inside the drum 1, the working material is evenly heated in accordance with the stages of technical processing. For example, using the proposed solution, it is possible to implement a furnace for the production of expanded clay with successive zones of thermal preparation, swelling and annealing. For the occurrence of heating reactions, accompanied by the release of volatile products, certain technological parameters are required, such as the thickness of the layer of the material being calcined, the time spent in the calcination zone, and the performance of the device. Constant maintenance of the thickness of the layer of the material being annealed ensures the threshold of the end flange. The required performance is determined by the optimal geometry of the furnace drum 1, which depends on the maximum temperature of the process and is based on the use of relationships between productivity, inner radius and drum length [3].

После порога на торцевом фланце материал поступает в разгрузочную камеру. Сброс материала может осуществляться в холодильную камеру. Сбрасываемая часть материала соответствует непрерывно поступающему расходу материала из загрузочной камеры.After the threshold on the end flange, the material enters the discharge chamber. The discharge of the material can be carried out in the cold chamber. The discharged part of the material corresponds to the continuously incoming flow of material from the loading chamber.

При необходимости, за счет выполнения герметичной загрузки и выгрузки рабочего материала, внутри барабана 1 создается изолированная атмосфера, расход которой может корректироваться с помощью внешней системы газорегулирования.If necessary, due to the hermetic loading and unloading of the working material, an isolated atmosphere is created inside the drum 1, the flow rate of which can be adjusted using an external gas control system.

Использование нескольких модулей индукционной системы, включающих собственный индуктор 7, согласующее устройство 8 и инвертор (генератор) 9 позволяет добиться необходимого для технологического процесса контроля температуры рабочего материала как, в качестве примера, представлено на графике фигуры 2. Температурные зоны чередуются с зонами понижения мощности из-за необходимости уменьшения влияния магнитной связи смежных индукторов и включения в конструкцию дополнительных опорных дисков 4. Как видно из графика, зоны пониженной мощности почти не оказывают влияния на температуру рабочего тела благодаря внешней теплоизоляции 3.The use of several modules of the induction system, including its own inductor 7, a matching device 8 and an inverter (generator) 9, makes it possible to achieve the temperature control of the working material necessary for the technological process, as, for example, is shown in the graph of figure 2. Temperature zones alternate with zones of power reduction from - due to the need to reduce the influence of the magnetic coupling of adjacent inductors and the inclusion of additional supporting disks 4 in the design. As can be seen from the graph, the zones of reduced power have almost no effect on the temperature of the working fluid due to external thermal insulation 3.

При необходимости возможна модификация для наклона рамы 6 и оси вращения реторты на произвольный угол по отношению к горизонту.If necessary, modification is possible to tilt the frame 6 and the axis of rotation of the retort at an arbitrary angle with respect to the horizon.

Поскольку полезная модель была описана достаточно подробно, то специалистам в данной области техники будет очевидно, что она может быть изменена различными способами, не выходя за рамки сущности и объема полезной модели. Предполагается, что все такие модификации включены в объем прилагаемой формулы полезной модели.Since the utility model has been described in sufficient detail, it will be apparent to those skilled in the art that it can be modified in various ways without departing from the spirit and scope of the utility model. All such modifications are intended to be included within the scope of the appended claims.

Библиографический список источников информацииBibliographic list of information sources

1. Лисиенко В.Г. Вращающиеся печи: теплотехника, управление и экология: Справочное издание: В 2-х книгах. Книга 1 / В.Г. Лисиенко, Я.М. Щелоков, М.Г. Ладыгичев. - М.: Теплотехник, 2004. - 688 с.1. Lisienko V.G. Rotary kilns: heat engineering, management and ecology: Reference book: In 2 books. Book 1 / V.G. Lisienko, Ya.M. Shchelokov, M.G. Ladygichev. - M.: Teplotechnik, 2004. - 688 p.

2. Абдулхаков И.Ю. Магнитосвязанные системы индукционного нагрева с индивидуальными постами питания дис. … канд. техн. наук: 05.09.10 / И.Ю. Абдулхаков. - Санкт-Петербург, 2019. - 163 с.2. Abdulkhakov I.Yu. Magnetically coupled systems of induction heating with individual posts of food Cand. … cand. tech. Sciences: 05.09.10 / I.Yu. Abdulkhakov. - St. Petersburg, 2019. - 163 p.

3. Патент Российской Федерации RU 198165 «ИНДУКЦИОННАЯ ПЕЧЬ С РЕТОРТОЙ» от 22.06.2020.3. Patent of the Russian Federation RU 198165 "INDUCTION FURNACE WITH RETORT" dated 06/22/2020.

Claims (2)

1. Электрическая вращающаяся печь с секционным нагревом, содержащая нагревательное устройство, гладкостенный барабан, установленный соосно внутри нагревательного устройства, опирающиеся на ролики, закрепленные на раме, привод вращения барабана, теплоизоляцию, закрепленную на барабане соосно на протяжении всей горячей зоны, механизмы загрузки и выгрузки, которые имеют пороги, и систему газоотвода, отличающаяся тем, что нагревательное устройство выполнено из секций индукционной системы, каждая из секций включает собственный индуктор, согласующее устройство и генератор, закрепленные на раме соосно барабану.1. An electric rotary kiln with sectional heating, containing a heating device, a smooth-walled drum installed coaxially inside the heating device, based on rollers mounted on a frame, a drum rotation drive, thermal insulation fixed coaxially on the drum throughout the entire hot zone, loading and unloading mechanisms , which have thresholds, and a gas exhaust system, characterized in that the heating device is made of sections of the induction system, each of the sections includes its own inductor, matching device and generator, mounted on the frame coaxially with the drum. 2. Электрическая вращающаяся печь по п. 1, отличающаяся тем, что на раме установлены поворотные петли.2. Electric rotary kiln according to claim 1, characterized in that swivel hinges are installed on the frame.
RU2022124049U 2022-09-12 Electric rotary kiln with sectional heating RU216399U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU216399U1 true RU216399U1 (en) 2023-02-01

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU870881A1 (en) * 1980-01-25 1981-10-07 Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт алюминиевой, магниевой и электродной промышленности Rotary electric furnace
RU33118U1 (en) * 2002-09-23 2003-10-10 Производственное республиканское унитарное предприятие "Минский автомобильный завод" Device for heating bulk metal particles
RU2240479C2 (en) * 2002-12-03 2004-11-20 Федеральное государственное унитарное предприятие Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" Rotating electric furnace
CN201555443U (en) * 2009-09-22 2010-08-18 淄博圣元窑炉工程有限公司 Externally-heated electric heating rotary kiln
CN107356105A (en) * 2016-12-06 2017-11-17 中国科学院大连化学物理研究所 A kind of electrical heating rotary cylinder formula heating furnace
RU198165U1 (en) * 2019-09-19 2020-06-22 Максим Юрьевич Хацаюк RECTOR INDUCTION FURNACE

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU870881A1 (en) * 1980-01-25 1981-10-07 Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт алюминиевой, магниевой и электродной промышленности Rotary electric furnace
RU33118U1 (en) * 2002-09-23 2003-10-10 Производственное республиканское унитарное предприятие "Минский автомобильный завод" Device for heating bulk metal particles
RU2240479C2 (en) * 2002-12-03 2004-11-20 Федеральное государственное унитарное предприятие Центральный научно-исследовательский институт конструкционных материалов "Прометей" Rotating electric furnace
CN201555443U (en) * 2009-09-22 2010-08-18 淄博圣元窑炉工程有限公司 Externally-heated electric heating rotary kiln
CN107356105A (en) * 2016-12-06 2017-11-17 中国科学院大连化学物理研究所 A kind of electrical heating rotary cylinder formula heating furnace
RU198165U1 (en) * 2019-09-19 2020-06-22 Максим Юрьевич Хацаюк RECTOR INDUCTION FURNACE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106170568B (en) For the metalliferous material in the open hearth of ring bottom to elongated flat, especially roll aluminium ingot progress heat-treating methods and equipment
RU216399U1 (en) Electric rotary kiln with sectional heating
CN102022905A (en) Multi-fire box vertical calcining device and calcining method thereof
CN203869496U (en) Calcination equipment of carrier
CN103134307A (en) Electromagnetic induction heating rotary kiln
US3740184A (en) High temperature rabble design
US4988289A (en) Reaction furnace
CN108088241A (en) A kind of microwave high-temperature revolution calcining kiln of high power tube application
CN112934361B (en) Molten steel slag disc type air-cooled double-rotating-roller crushing treatment device and method
CN203249490U (en) Electromagnetic induction heating rotary kiln
US5702247A (en) Kiln lining and method
CN107460296A (en) A kind of energy-saving thermal cycle vacuum annealing furnace
EP2245404B1 (en) Improved burning system
JPH11106812A (en) Operation or rotary hearth furnace and rotary hearth furnace
JP2004209339A (en) Pyrolysis apparatus of waste
US3433468A (en) Furnace apparatus with a series of hearths
KR100758993B1 (en) A rotary kiln furnace
CN202002465U (en) Thermal-insulating ceramic ornamental face brick baking roller hearth kiln
GB2484335A (en) Rotary heat exchanger
RU198165U1 (en) RECTOR INDUCTION FURNACE
CN209623336U (en) A kind of electric energy is interior to heat bidirectional rotary rotary kiln
CN207210504U (en) A kind of energy-saving thermal cycle vacuum annealing furnace
RU2618585C2 (en) Method of finely-divided bulk materials high heat treatment and device for its implementation
RU2350864C1 (en) Disk-type device for thermal treatment of bulk materials
JPH0443286A (en) Continuous baking furnace