RU2388979C1

RU2388979C1 - Rotating furnace for heat treatment of lump-forming product

Info

Publication number: RU2388979C1
Application number: RU2008137506/02A
Authority: RU
Inventors: Игорь Юрьевич Русаков (RU); Игорь Юрьевич Русаков; Александр Николаевич Володин (RU); Александр Николаевич Володин; Александр Николаевич Дьяченко (RU); Александр Николаевич Дьяченко
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Фторидные технологии"
Priority date: 2008-09-22
Filing date: 2008-09-22
Publication date: 2010-05-10
Also published as: RU2008137506A

Abstract

FIELD: machine building.

SUBSTANCE: furnace consists of inclined cylinder case equipped inside with perforated drum, of milling components, of a loading device and of branches for gaseous and solid products output. The drum is made in form of a truncated cone; the loading device is located on the side of a smaller base of the cone; also perforation of the drum is made on a part of the cone surface adjacent to the bigger base; angle of semi-opening of the cone is bigger, than maximal angle of incline of the furnace case; notably, the case of the furnace is tilted to a loading side.

EFFECT: facilitating complete control over all parametres of process, considerable reduction of production premises area occupied with installation and simplification of furnace maintenance on a whole due to reduced number of internal units of structure.

1 dwg

Description

Изобретение относится к горнодобывающей, металлургической или химической промышленности и может быть использовано, в частности, в лакокрасочной отрасли при производстве пигментного диоксида титана по фтороаммонийной технологии.The invention relates to the mining, metallurgical or chemical industries and can be used, in particular, in the paint and varnish industry in the production of pigment titanium dioxide using fluoroammonium technology.

Известна вращающаяся печь для термообработки комкующегося продукта [SU №1585638, F27B 7/00, опуб. 15.08.1990, бюл. №30], включающая нагревательную, загрузочную, разгрузочную камеры, привод, вращающийся барабан, причем печь снабжена валом, установленным на оси барабана, на котором равномерно закреплены колеса в виде дисков и конических ребристых ободов с ножами; диски выполнены с отверстиями, а нож выполнен в виде решетки.Known rotary kiln for heat treatment clumping product [SU No. 1585638, F27B 7/00, publ. 08/15/1990, bull. No. 30], including a heating, loading, unloading chamber, drive, rotating drum, and the furnace is equipped with a shaft mounted on the axis of the drum, on which the wheels in the form of discs and conical ribbed rims with knives are evenly fixed; discs are made with holes, and the knife is made in the form of a lattice.

Данная конструкция не исключает налипания продуктов реакции в результате адгезии на внутренних конструкциях печи: на валу, дисках колес и ножах. Тем самым снижается эффективность работы печи, в частности, из-за забивки отверстий в дисках, а удаление налипшего продукта требует остановки и остывание всей печи, вызывая дополнительные затраты на обслуживание печи.This design does not exclude the buildup of reaction products as a result of adhesion on the internal structures of the furnace: on the shaft, wheel disks and knives. This reduces the efficiency of the furnace, in particular, due to clogging of holes in the disks, and the removal of adhering product requires stopping and cooling of the entire furnace, causing additional costs for the maintenance of the furnace.

Известна вращающаяся печь [А.с. СССР №478169, F27b 7/00, F28b 3/18, опубл. 25.07.75, бюл. №27], принятая за прототип. Печь, содержащая наклонный цилиндрический корпус, снабженный внутри перфорированной спиралевидной насадкой, устройства для загрузки и выгрузки материала и теплоносителя в виде шаров. Печь выполнена с барабаном, охватывающим корпус и жестко связанным с ним, и с патрубком для подачи газообразного теплоносителя, состыкованным с барабаном.Known rotary kiln [A.S. USSR No. 478169, F27b 7/00, F28b 3/18, publ. 07/25/75, bull. No. 27], adopted as a prototype. A furnace containing an inclined cylindrical body, provided with a perforated spiral nozzle inside, a device for loading and unloading material and coolant in the form of balls. The furnace is made with a drum covering the housing and rigidly connected with it, and with a nozzle for supplying a gaseous coolant docked with the drum.

Недостатком этой печи является невозможность раздельного регулирования времени размола комкующегося продукта и времени дальнейшей термообработки порошка, образующегося в результате помола. Кроме того, печь имеет достаточно сложную конструкцию для обслуживания в случае налипания продукта на внутренней поверхности печи между спиралевидной вставкой.The disadvantage of this furnace is the inability to separately control the grinding time of the clumping product and the time for further heat treatment of the powder resulting from grinding. In addition, the furnace has a rather complicated structure for servicing in case of product sticking on the inner surface of the furnace between the spiral insert.

Целью изобретения является разработка конструкции печи, позволяющая иметь возможность снятия продукта, налипшего на стенках и рабочих органах печи, его размол и проведение термообработки порошка при независимом регулировании этих процессов.The aim of the invention is to develop a furnace design that allows you to remove the product adhering to the walls and working parts of the furnace, grind it and conduct heat treatment of the powder with independent regulation of these processes.

Поставленная задача решается тем, что во вращающейся печи, содержащей наклонный цилиндрический корпус, снабженный внутри перфорированным барабаном, размалывающими элементами, устройством для загрузки и патрубками выхода газообразных и твердого продуктов, причем барабан выполнен в форме усеченного конуса, загрузка производится со стороны меньшего основания конуса, перфорация выполнена на части поверхности конуса, прилегающей к большему основанию, угол полураскрытия конуса больше максимального угла наклона печи, а наклон печи направлен в сторону загрузки.The problem is solved in that in a rotary kiln containing an inclined cylindrical body provided inside with a perforated drum, grinding elements, a loading device and outlet pipes for gaseous and solid products, the drum being made in the form of a truncated cone, loading is made from the side of the smaller base of the cone, perforation is performed on a part of the surface of the cone adjacent to the larger base, the half-opening angle of the cone is greater than the maximum angle of inclination of the furnace, and the inclination of the furnace is directed en towards the download.

На чертеже показан продольный разрез предлагаемой печи.The drawing shows a longitudinal section of the proposed furnace.

Печь содержит цилиндрический корпус 1, вращающийся от привода 2 в подшипниках 3 и 4. Корпус имеет отверстия 5 для выхода продуктов: верхние отверстия - для газообразных, нижние - для твердых. Внутри корпуса соосно установлен барабан 6 в форме усеченного конуса, вращающийся от привода 7 в подшипниках 8 и 9. Барабан заполнен какими-либо размалывающими элементами 10, например шарами. Барабан имеет два участка: участок 11 со сплошной стенкой у меньшего основания конуса и участок 12 с перфорированной стенкой, прилегающий к большему основанию. Загрузка исходного продукта в барабан осуществляется шнековым питателем 13, вращающимся от привода 14. Барабан 6 установлен меньшим основанием конуса в сторону питателя 13. Корпус 1 обогревается нагревателем 15 и теплоизолирован теплоизоляцией 16. Патрубок 17 предназначен для выхода газообразных продуктов, а патрубок 18 - для выхода твердых продуктов. Подшипники 4 и 9 установлены в подшипниковом узле 19, который крепится винтом 20 к неподвижной стойке 21. Для возможности регулирования угла наклона печи и, соответственно корпуса 1, относительно горизонта подшипниковый узел 19 может перемещаться по высоте винтом 20, а противоположная сторона корпуса вместе с питателем 13 и приводом 14 установлена на шарнире 22 и стойке 23. Корпус 1 печи устанавливается с наклоном в сторону патрубка 18. Угол полураскрытия барабана 6 должен быть больше максимального угла наклона корпуса.The furnace contains a cylindrical housing 1, rotating from the drive 2 in bearings 3 and 4. The housing has openings 5 for the exit of products: upper openings for gaseous, lower openings for solid. A drum 6 in the form of a truncated cone is mounted coaxially inside the housing and rotates from the drive 7 in bearings 8 and 9. The drum is filled with some grinding elements 10, for example, balls. The drum has two sections: section 11 with a solid wall at the smaller base of the cone and section 12 with a perforated wall adjacent to the larger base. The initial product is loaded into the drum by a screw feeder 13, which rotates from the drive 14. The drum 6 is mounted with the smaller base of the cone towards the feeder 13. The housing 1 is heated by the heater 15 and insulated with thermal insulation 16. The pipe 17 is designed to exit gaseous products, and the pipe 18 to exit solid products. Bearings 4 and 9 are mounted in a bearing assembly 19, which is fastened with a screw 20 to a fixed rack 21. To be able to adjust the angle of inclination of the furnace and, accordingly, the housing 1, relative to the horizon, the bearing assembly 19 can be moved in height by screw 20, and the opposite side of the housing together with the feeder 13 and the drive 14 is mounted on the hinge 22 and the rack 23. The furnace body 1 is installed with an inclination towards the pipe 18. The half-opening angle of the drum 6 should be greater than the maximum angle of inclination of the housing.

Печь работает следующим образом.The furnace operates as follows.

Исходный продукт, например смесь кварц-топазового концентрата и фторида аммония, загружается питателем 13 в барабан 6. При этом корпус печи нагревается до температуры (300-350)°C. За счет вращения и конусности продукт перемещается вдоль барабана 6. При температуре (70-150)°C между компонентами смеси происходит химическая реакция, в результате которой образуется вязкий продукт, обладающий высокими адгезионными свойствами. Затем из него выделяются вода и газы, продукт высыхает и схватывается. Продукт, налипший к стенкам барабана на участке 11, посредством шаров 10 и за счет вращения удаляется со стенок, перемалывается в порошок и поступает на участок 12. Скорость вращения барабана выбирается такой, чтобы она обеспечивала эффективный процесс измельчения налипшего высохшего продукта. На участке 12 порошок через имеющуюся перфорацию поступает в корпус 1. В корпусе порошок за счет вращения и угла наклона печи начинает перемещаться в сторону патрубка 18. При этом он подвергается термообработке, в результате которой происходит возгонка газообразных продуктов из порошка. Скорость вращения корпуса выбирается оптимальной для полного проведения реакции возгонки.The initial product, for example a mixture of quartz-topaz concentrate and ammonium fluoride, is loaded with a feeder 13 into the drum 6. In this case, the furnace body is heated to a temperature of (300-350) ° C. Due to rotation and tapering, the product moves along the drum 6. At a temperature of (70-150) ° C, a chemical reaction occurs between the components of the mixture, resulting in a viscous product with high adhesive properties. Then water and gases are released from it, the product dries and sets. The product adhering to the walls of the drum in section 11, through balls 10 and due to rotation, is removed from the walls, ground to powder and fed to section 12. The rotation speed of the drum is selected so that it provides an effective process of grinding the adhered dried product. In section 12, the powder through the existing perforation enters the housing 1. In the housing, the powder begins to move towards the nozzle 18 due to the rotation and the angle of the furnace. It is subjected to heat treatment, as a result of which sublimation of gaseous products from the powder occurs. The speed of rotation of the housing is chosen optimal for the complete conduct of the sublimation reaction.

Образующиеся в процессе обработки исходного продукта пары воды, газы и возгоны через перфорацию на участке 12, верхние отверстия 5 и патрубок 17 выходят из аппарата на дальнейшую переработку. Твердые продукты реакции выходят из печи через нижние отверстия 5 в корпусе и патрубок 18. Посредством винта 20 и шарнира 22 можно изменять угол наклона печи к горизонту и тем самым регулировать скорость выгрузки твердых продуктов из печи.Water vapors, gases and sublimates formed during the processing of the initial product through perforation in section 12, the upper holes 5 and pipe 17 exit the apparatus for further processing. The solid reaction products exit the furnace through the lower holes 5 in the housing and the nozzle 18. By means of the screw 20 and the hinge 22, the angle of inclination of the furnace to the horizontal can be changed and thereby the rate of discharge of solid products from the furnace can be controlled.

Таким образом, представленная печь позволяет проводить термическую обработку налипающегося и комкующегося продукта, полностью контролируя все стадии процесса. Количество загружаемого исходного продукта, эффективное снятие налипшего продукта со стенок аппарата, степень возгонки газов из образующегося твердого продукта и скорость выгрузки продукта из аппарата контролируются скоростью вращения индивидуальных приводов, установленных к основным элементам печи: питателю, барабану и корпусу. Организация загрузки исходного продукта со стороны меньшего основания барабана и обеспечение угла полураскрытия барабана больше максимального угла наклона корпуса позволяет проводить процесс снятия налипшего продукта в барабане, его измельчение и выгрузку порошка в корпус даже при максимальном угле наклона печи. Размещение барабана внутри корпуса печи позволяет значительно сократить производственные площади, занимаемые аппаратом. Минимальное количество внутренних узлов и небольшая сложность их конструкций обеспечивает удобство и простоту обслуживания печи в целом.Thus, the presented furnace allows thermal treatment of the adhering and clumping product, fully controlling all stages of the process. The amount of initial product loaded, the effective removal of adhering product from the walls of the apparatus, the degree of sublimation of gases from the resulting solid product, and the rate of unloading of the product from the apparatus are controlled by the rotation speed of individual drives installed to the main elements of the furnace: feeder, drum, and casing. Arranging the loading of the initial product from the side of the smaller base of the drum and providing a half-opening angle of the drum greater than the maximum angle of inclination of the body allows the removal of adhering product in the drum, its grinding and unloading of powder into the body even at the maximum angle of inclination of the furnace. The placement of the drum inside the furnace body can significantly reduce the production area occupied by the apparatus. The minimum number of internal units and the small complexity of their designs provides convenience and ease of maintenance of the furnace as a whole.

Claims

A rotary kiln for heat treatment of a clumping product, comprising an inclined cylindrical body provided inside with a perforated drum, grinding elements, a loading device and outlet pipes for gaseous and solid products, characterized in that the drum is made in the form of a truncated cone, the loading device is located on the side of the smaller base cone, while the perforation of the drum is made on a part of the surface of the cone adjacent to the larger base, and the cone half-opening angle is greater than max the tilt angle of the furnace body, and the furnace body is installed with an inclination towards the load.