RU2327936C2 - Mine counterflow kiln for roasting limestone and dolomite (options) - Google Patents

Mine counterflow kiln for roasting limestone and dolomite (options) Download PDF

Info

Publication number
RU2327936C2
RU2327936C2 RU2006129418/03A RU2006129418A RU2327936C2 RU 2327936 C2 RU2327936 C2 RU 2327936C2 RU 2006129418/03 A RU2006129418/03 A RU 2006129418/03A RU 2006129418 A RU2006129418 A RU 2006129418A RU 2327936 C2 RU2327936 C2 RU 2327936C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
furnace
shaft
core
piers
lining
Prior art date
Application number
RU2006129418/03A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2006129418A (en
Inventor
Михаил Викторович Конев (RU)
Михаил Викторович Конев
Виктор Александрович Конев (RU)
Виктор Александрович Конев
Андрей Наумович Мамаев (RU)
Андрей Наумович Мамаев
Original Assignee
Михаил Викторович Конев
Виктор Александрович Конев
Андрей Наумович Мамаев
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Михаил Викторович Конев, Виктор Александрович Конев, Андрей Наумович Мамаев filed Critical Михаил Викторович Конев
Priority to RU2006129418/03A priority Critical patent/RU2327936C2/en
Publication of RU2006129418A publication Critical patent/RU2006129418A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2327936C2 publication Critical patent/RU2327936C2/en

Links

Images

Abstract

FIELD: mining.
SUBSTANCE: mine for roasting a limestone and dolomite includes the heating, roasting and cooling zones, furnace extensions, lined mine and gas-distributing cruciform ceramic core with the roasting channels inside which have the holes for gas exit to the layer consisting of four arch-form piers which rest with one wing at the kiln mine lining and with another wing - at the central ceramic support. At that, two piers comprise the solid crossbar. In another option, the gas-distributing cruciform ceramic core consists of two crossbars one of which is solid and bears at the air-cooled bar, and another one bears at the first crossbar which has the grooves for piers.
EFFECT: mechanical durability and operating life of core are increased; capital and operating costs are reduced.
2 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к шахтным печам для обжига известняка и доломита и может применяться в металлургии, содовой и сахарной промышленности, промышленности строительных материалов.The invention relates to shaft furnaces for calcining limestone and dolomite and can be used in metallurgy, soda and sugar industries, building materials industry.

Известны шахтные печи для обжига известняка и доломита (кусковых материалов) различной производительности, работающие на жидком и газообразном топливе, имеющие зону подогрева, обжига и охлаждения, металлический кожух, футерованную шахту, периферийные, центральную, балочные горелки, газораспределительный керамический керн.Known shaft kilns for calcining limestone and dolomite (lump materials) of various capacities, operating on liquid and gaseous fuels, having a heating, firing and cooling zone, a metal casing, a lined shaft, peripheral, central, beam burners, gas distribution ceramic core.

По своему принципу шахтная противоточная печь является практически идеальным теплообменным агрегатом - она имеет три технологических зоны: зону обжига, где происходит декарбонизация известняка в интервале температур 870-1250°С и две утилизационные зоны. В зоне охлаждения физическое тепло готовой продукции полностью передается воздуху, поступающему на горение в зону обжига, и таким образом полностью возвращается а процесс. Тепло газов, покидающих зону обжига, передается холодному известняку в зоне подогрева в максимально возможном количестве. Неизбежными тепловыми потерями в этом процессе является тепло отходящих газов, имеющих температуру 150-300°С.By its principle, a counterflow shaft furnace is an almost ideal heat exchange unit - it has three technological zones: a calcination zone, where limestone decarbonization takes place in the temperature range of 870-1250 ° С and two utilization zones. In the cooling zone, the physical heat of the finished product is completely transferred to the air entering the combustion in the firing zone, and thus the process is completely returned. The heat of the gases leaving the firing zone is transferred to the cold limestone in the heating zone in the maximum possible amount. The inevitable heat loss in this process is the heat of the exhaust gases having a temperature of 150-300 ° C.

Газодинамический режим работы шахтных печей является одним из важнейших факторов технологии обжига, определяющих конструкцию агрегата, горелочных устройств и развитие тепломассообменных процессов по высоте и радиусу. От равномерности газораспределения зависит качество физико-термической обработки слоя шихты и, в конечном итоге, однородность состава и качества полученного продукта. Сложность решения данной проблемы обусловлена высоким гидравлическим сопротивлением плотного слоя шихты. Из практики известно, что распределение газов по сечению печи неравномерно. По центру печей идет меньше газов, что приводит к радиальной неравномерности температурного поля (в средней части зоны обжига температура в центре может быть ниже температуры на периферии на 400-500°С). Отсюда недожог извести, прошедшей через центральные зоны таких печей.The gas-dynamic mode of operation of shaft furnaces is one of the most important factors of the firing technology that determines the design of the unit, burner devices and the development of heat and mass transfer processes in height and radius. The uniformity of gas distribution determines the quality of the physicothermal treatment of the charge layer and, ultimately, the uniformity of the composition and quality of the resulting product. The complexity of solving this problem is due to the high hydraulic resistance of the dense layer of the charge. It is known from practice that the distribution of gases over the furnace cross section is uneven. There are less gases in the center of the furnaces, which leads to a radial non-uniformity of the temperature field (in the middle of the firing zone, the temperature in the center can be lower than the temperature at the periphery by 400-500 ° C). Hence the burning of lime that passed through the central zones of such furnaces.

Указанных недостатков удалось избежать путем сооружения в зоне обжига крестообразного керамического керна, внутри которого выполнены жаровые каналы с окнами для выхода газов в слой известняка.These drawbacks were avoided by constructing a cruciform ceramic core in the firing zone, inside which there are made fire channels with windows for the exit of gases into the limestone layer.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достижению технического результата является шахтная печь для обжига известняка(патент Российской Федерации №2194931, МПК 7 F27В 1/02, 2001 г.), содержащая керамический керн, состоящий из простенков и центрального столба, снабженного металлическими газоохлаждаемыми балками-фиксаторами. Данная печь имеет кожух, футеровку шахты, выносные топки, водоохлаждаемые опорные балки под керн, центральный столб, газоохлаждаемые балки-фиксаторы, опирающиеся на кожух печи, простенки, пазы в футеровке шахты и центральном столбе, в которые с зазорами на температурные расширения входят простенки.Closest to the invention in terms of technical nature and the achievement of a technical result is a shaft kiln for calcining limestone (patent of the Russian Federation No. 2194931, IPC 7 F27В 1/02, 2001) containing a ceramic core consisting of piers and a central column equipped with metal gas-cooled fixing beams. This furnace has a casing, a mine lining, remote furnaces, water-cooled support beams under the core, a central pillar, gas-cooled fixing beams resting on the furnace casing, walls, grooves in the shaft lining and the central column, into which walls are provided with gaps for thermal expansion.

Известное устройство имеет ряд недостатков.The known device has several disadvantages.

- Наличие металлических газоохлаждаемых балок-фиксаторов, входящих в тело керна (и простенков и центрального столба) и ослабляющих его за счет различных температурных расширений металла и керамики.- The presence of metal gas-cooled fixing beams that enter the core body (and piers and the central pillar) and weaken it due to various temperature expansions of the metal and ceramics.

- Наличие центрального столба керна, усложняющего всю конструкцию, снижающего ее механическую прочность (простенки сами по себе, центральный столб сам по себе).- The presence of a central core pillar, complicating the entire structure, reducing its mechanical strength (piers by themselves, the central pillar by itself).

- Наличие в зоне обжига водоохлаждаемых опорных балок под керн и, как следствие, потери части тепла в зоне обжига печи с охлаждающей водой, необходимость наличия водооборотного цикла с химводоочисткой.- The presence in the firing zone of water-cooled support beams under the core and, as a result, the loss of part of the heat in the firing zone of the furnace with cooling water, the need for a water cycle with chemical water treatment.

Задача, на решение которой направлено техническое решение, - обеспечение механической прочности и долговечности керна, снижение капитальных и эксплуатационных затрат на печь.The task to which the technical solution is directed is to ensure the mechanical strength and durability of the core, and to reduce the capital and operating costs of the furnace.

Поставленная техническая задача достигается тем, что керамический газораспределительный керн крестообразной формы (4), внутри которого выполнены жаровые каналы (6) с отверстиями для выхода газов в слой (7), состоит из четырех простенков (5), выполненных в форме арок и опирающихся одним крылом на футеровку шахты печи (3), а другим - на центральную керамическую опору (10), которая в свою очередь стоит на металлической воздухоохлаждаемой балке (8), расположенной в зоне охлаждения и имеющей окна (9), через которые охлаждающий воздух подается в пространство печи. Два противоположных простенка представляют собой монолитную крестовину, имеющую пазы с каждой стороны, в которые входят два других простенка, каждый со своей стороны.The stated technical problem is achieved in that the cross-shaped ceramic gas distribution core (4), inside which the flame channels (6) are made with openings for the exit of gases into the layer (7), consists of four piers (5) made in the form of arches and supported by one wing to the lining of the furnace shaft (3), and another to the central ceramic support (10), which in turn stands on a metal air-cooled beam (8) located in the cooling zone and having windows (9) through which cooling air is supplied to space your stove. The two opposite walls are a monolithic cross, having grooves on each side, which include two other walls, each on its own side.

Данная конструкция проще в монтаже, позволяет повысить механическую прочность и обеспечить долговечность керна.This design is easier to install, improves mechanical strength and ensures core longevity.

Кроме того, в зоне охлаждения печи температурное поле стабилизируется применением узла центрального подвода вентиляторного воздуха на высоте 2,5 м выше уровня механизма выгрузки в сочетании с вводом воздуха через приемный бункер извести под разгрузочную решетку.In addition, in the furnace cooling zone, the temperature field is stabilized by the use of a central fan air supply unit at a height of 2.5 m above the level of the unloading mechanism in combination with the introduction of air through the lime receiving hopper under the discharge grate.

Подаваемый через окна опорной балки воздух (центральный узел подвода вентиляторного воздуха):Air supplied through the windows of the support beam (central fan air supply unit):

- во первых, охлаждает опорную балку и позволяет отказаться от водооборотного цикла с химводоочисткой;- firstly, it cools the support beam and allows you to abandon the water cycle with chemical water treatment;

- сохраняет тепло в зоне обжига, уносимое с охлаждающей водой;- retains heat in the firing zone, carried away with cooling water;

- повышает долговечность работы керна, так как подаваемый через окна опорной балки воздух достигает керна более холодным, чем воздух, поступающий через приемный бункер извести, и в соответствии с так называемым пристенным эффектом омывает керн и охлаждает его, что позволяет снизить температуру, при которой эксплуатируется керн, до 1250°С. Сопоставительный анализ предложенного технического решения с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается от известного своим конструктивным выполнением. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию «новизна».- increases the life of the core, since the air supplied through the windows of the support beam reaches the core colder than the air entering through the lime receiving hopper, and in accordance with the so-called wall effect it washes the core and cools it, which reduces the temperature at which it is operated core, up to 1250 ° С. A comparative analysis of the proposed technical solution with the prototype shows that the claimed technical solution differs from the known for its structural implementation. Thus, the claimed technical solution meets the criterion of "novelty."

Сравнительный анализ предложенного решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями не позволил выявить существенные признаки, присущие предлагаемому решению.A comparative analysis of the proposed solution, not only with the prototype, but also with other technical solutions, did not reveal the essential features inherent in the proposed solution.

Отсюда следует, что заявленная совокупность существенных отличий обеспечивает получение вышеуказанного технического результата, что соответствует критерию изобретения «изобретательский уровень».It follows that the claimed combination of significant differences provides the above technical result, which meets the criteria of the invention of "inventive step".

Предложенное техническое решение поясняется приложенными к нему чертежами:The proposed technical solution is illustrated by the attached drawings:

на фиг.1 изображена зона обжига, разрез А-А;figure 1 shows the firing zone, section aa;

на фиг.2 изображена зона обжига, разрез Б-Б;figure 2 shows the firing zone, section BB;

на фиг.3 изображена зона обжига, разрез В-В.figure 3 shows the firing zone, section bb.

Шахтная печь имеет: кожух печи 1, шахту печи 2, футеровку шахты печи 3, газораспределительный керн 4, простенки керна 5, жаровые каналы керна 6, отверстия в керне для выхода продуктов сгорания в слой материала 7, воздухоохлаждаемую опорную балку с узлом центрального подвода воздуха на охлаждение 8, окна, через которые охлаждающий воздух подается в пространство печи 9, центральную керамическую опору 10, выносные топки 11, периферийные диффузионные горелки 12, штуцеры ввода воздуха в приемный бункер извести 13, разгрузочное устройство 14.The shaft furnace has: a furnace cover 1, a furnace shaft 2, a furnace shaft lining 3, a gas distribution core 4, core walls 5, fire channels of the core 6, openings in the core for the exit of combustion products into the material layer 7, an air-cooled support beam with a central air supply unit for cooling 8, windows through which cooling air is supplied to the space of the furnace 9, the central ceramic support 10, remote furnaces 11, peripheral diffusion burners 12, air inlet fittings to the lime receiving hopper 13, unloading device 14.

На фиг.4 и фиг.5 изображен вариант шахтной печи для обжига известняка и доломита, отличающийся тем, что в печи отсутствует центральная керамическая опора 10.Figure 4 and figure 5 shows a variant of a shaft furnace for calcining limestone and dolomite, characterized in that the furnace does not have a central ceramic support 10.

Шахтная печь, оснащенная керамическим керном, работает следующим образом. Известь, поступающая из зоны подогрева печи, распределяется керном на четыре сектора, где обжигается продуктами сгорания топлива, поступающими из отверстий 7, простенков 5 и периферийных горелок 12. Разность температур в зоне обжига по сечению печи по опытным данным составляет 50-60°С, что позволяет достичь степени обжига 94-96%.A shaft furnace equipped with a ceramic core operates as follows. Lime coming from the furnace heating zone is distributed by core into four sectors, where it is burned by the combustion products coming from the holes 7, walls 5 and peripheral burners 12. The temperature difference in the burning zone along the furnace section is 50-60 ° C, according to experimental data, which allows to achieve a degree of firing of 94-96%.

Технико-экономические преимущества предложенного технического решения состоят в следующем:Technical and economic advantages of the proposed technical solutions are as follows:

- упрощена конструкция керна;- simplified core design;

- повышена механическая прочность и долговечность керна;- increased mechanical strength and durability of the core;

- снижены затраты на производство извести в связи с отказом от водяного охлаждения опорной балки и отсутствием водооборотного цикла и участка химводоочистки, а также сохранением тепла в зоне обжига, уносимого с охлаждающей водой.- reduced production costs of lime due to the refusal of water cooling of the support beam and the lack of a water cycle and a chemical water treatment section, as well as the conservation of heat in the firing zone carried away with cooling water.

Отсюда можно сделать вывод, что задача, на решение которой направлено техническое решение, выполняется, при этом достигается получение вышеуказанного результата.From this we can conclude that the task to which the technical solution is directed is fulfilled, and the above result is obtained.

Источники информацииInformation sources

1. Роберт С.Бойнтон. Химия и технология извести. М., Стройиздат, 1972, с.90-102.1. Robert S. Boynton. Chemistry and technology of lime. M., Stroyizdat, 1972, pp. 90-102.

2. А.В.Монастырев. Производство извести. М., Высшая школа, 1975, с.132-158.2. A.V. Monastyrev. Lime production. M., Higher School, 1975, p.132-158.

3. В.А.Кривандин, А.В.Егоров. Тепловая работа и конструкция печей черной металлургии. М., Металлургия, 1989, с.48-49.3. V.A. Krivandin, A.V. Egorov. Thermal work and design of iron and steel furnaces. M., Metallurgy, 1989, p. 48-49.

4. AT 401301 В, 26.08.1996.4. AT 401301 V, 08/26/1996.

5. RU №2194931 C2, 07.02.2001.5. RU No. 2194931 C2, 02/07/2001.

Claims (2)

1. Шахтная печь для обжига известняка, включающая зоны подогрева, обжига и охлаждения, выносные топки, содержащая футерованную шахту и газораспределительный керамический керн, отличающаяся тем, что газораспределительный керн крестообразной формы, внутри которого выполнены жаровые каналы с отверстиями для выхода газов в слои, состоит из четырех простенков, выполненных в форме арок, опирающихся одним крылом на футеровку шахты печи, а другим - на центральную керамическую опору, которая, в свою очередь, стоит на воздухоохлаждаемой опорной балке, расположенной в зоне охлаждения и имеющей окна, через которые охлаждающий воздух подается в пространство печи, при этом два простенка представляют собой монолитную крестовину, имеющую пазы, в которые входят два других простенка, каждый со своей стороны, и в местах стыковки простенков друг с другом и с футеровкой шахты печи имеются зазоры для возможности свободных температурных деформаций.1. A shaft kiln for calcining limestone, including heating, calcining and cooling zones, remote furnaces containing a lined shaft and a gas distribution ceramic core, characterized in that the gas distribution core is cross-shaped, inside which there are fire channels with holes for the exit of gases into the layers, of four piers made in the form of arches, one wing resting on the lining of the furnace shaft, and the other on the central ceramic support, which, in turn, stands on an air-cooled support bar a ke located in the cooling zone and having windows through which cooling air is supplied into the furnace space, the two walls being a monolithic spider having grooves, which include two other walls, each on its own side, and at the joints of the walls other and with the lining of the shaft of the furnace there are gaps for the possibility of free temperature deformation. 2. Шахтная печь для обжига известняка, включающая зоны подогрева, обжига и охлаждения, выносные топки, содержащая футерованную шахту и газораспределительный керамический керн, отличающаяся тем, что газораспределительный керамический керн крестообразной формы, внутри которого выполнены жаровые каналы с отверстиями для выхода газов в слой, состоит из двух крестовин, одна из которых цельная и опирается своим основанием на воздухоохлаждаемую балку, расположенную в зоне охлаждения и имеющую окна, через которые охлаждающий воздух подается в пространство печи, а вторая состоит из двух простенков, выполненных в форме арок, опирающихся одним крылом на футеровку шахты печи, а другим - на первую крестовину, имеющую пазы, в которые входят простенки, каждый со своей стороны, и в местах стыковки крестовин с футеровкой шахты печи и в местах стыковки простенков с первой крестовиной имеются зазоры для возможных температурных деформаций.2. A shaft kiln for calcining limestone, including heating, calcining and cooling zones, remote furnaces containing a lined shaft and a gas distribution ceramic core, characterized in that the gas distribution ceramic core is cross-shaped, inside which there are fire channels with openings for the exit of gases into the layer, consists of two crosses, one of which is solid and rests on its base on an air-cooled beam located in the cooling zone and having windows through which cooling air is supplied to the space of the furnace, and the second consists of two piers made in the form of arches, one wing resting on the lining of the shaft of the furnace, and the other on the first cross, which has grooves, which include walls, each for its own part, and at the joints of the crosses with the lining the shaft of the furnace and in the joints of the piers with the first crosspiece there are gaps for possible temperature deformations.
RU2006129418/03A 2006-08-14 2006-08-14 Mine counterflow kiln for roasting limestone and dolomite (options) RU2327936C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006129418/03A RU2327936C2 (en) 2006-08-14 2006-08-14 Mine counterflow kiln for roasting limestone and dolomite (options)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006129418/03A RU2327936C2 (en) 2006-08-14 2006-08-14 Mine counterflow kiln for roasting limestone and dolomite (options)

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006129418A RU2006129418A (en) 2008-02-20
RU2327936C2 true RU2327936C2 (en) 2008-06-27

Family

ID=39266910

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006129418/03A RU2327936C2 (en) 2006-08-14 2006-08-14 Mine counterflow kiln for roasting limestone and dolomite (options)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2327936C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2493517C1 (en) * 2012-08-03 2013-09-20 Открытое акционерное общество "Липецкстальпроект" Shaft gas furnace for lump material roasting (versions)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2493517C1 (en) * 2012-08-03 2013-09-20 Открытое акционерное общество "Липецкстальпроект" Shaft gas furnace for lump material roasting (versions)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006129418A (en) 2008-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5052918A (en) Method and a regenerator for heating gases
RU2327936C2 (en) Mine counterflow kiln for roasting limestone and dolomite (options)
KR101478865B1 (en) Improved burning system
EP0332709B1 (en) Externally heated rotary kiln
RU2493517C1 (en) Shaft gas furnace for lump material roasting (versions)
RU123507U1 (en) MINING GAS FURNACE FOR FIRING LUMBAR MATERIALS (OPTIONS)
EP2913612A1 (en) Combustion system for the production of ceramic linings
RU129614U1 (en) SHAFT FURNACE FOR FIRING BULK MATERIALS
RU2652608C1 (en) Shaft furnace for burning lump material
RU2712461C1 (en) Furnace, furnace operation method (embodiments)
US4676740A (en) Heat exchange apparatus and process for rotary kilns
RU2321809C2 (en) Well furnace for roasting materials
RU2425312C2 (en) Shaft furnace for burning lump material
RU2638268C2 (en) Mine kiln for roasting carbonate rocks
CN218665796U (en) Large-treatment-capacity double-hearth lime kiln
RU2587115C1 (en) Counterflow shaft furnace for burning carbonaceous materials, heated with gaseous fuel
US1955250A (en) Fan scroll
RU2729679C1 (en) Straight-flow-counterflow furnace for calcination of carbonate materials
CN103542714B (en) Many large-scale shaft furnaces of wall partition type
SU981794A1 (en) Shaft furnace for roasting limestone
RU2166159C2 (en) Counterflow-direct flow shaft furnace for roasting of carbonate rocks
RU2008596C1 (en) Rotary hearth annular furnace
JPH0324592Y2 (en)
US655418A (en) Furnace.
SU1691677A1 (en) Shaft furnace for calcination of lump material

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20080815

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150815