SU996338A1 - Печь дл получени силикатного расплава - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к промышленности строительных материалов, а именно к плавильным агрегатам дл  получени  силикатного расплава в минераловатном производстве.

Известен плавильный агрегат дл  получени  силикатного расплава, включающий водоохлаждаемую ванну, разделенную перегородкой ка плавильную и гомогенизационную камеры. Ванна имеет загрузоч|5ое окно и отверстие дл  выпуска расплава, а также горелки с нижней части ванны и отвод продуктов горени  1.

Недостатки известного агрегата заключаютс  в следующем. Невысока  производительность агрегата из-за отсутстви  дополнительного подогрева . Расплав подогреваетс  только горелками, погруженными в расплав. Повысить производительность можно, увеличением площади зеркала печи, но она и так достигает больших размеров (62,5 м) , или увеличением температуры огненного пространства, но это приведет к увеличению расхода топлива и ухудшению работы огнеупорной кладки. Сокращение срока службы плавильного агрегата вследствие того, что горелки, размещенные в расплаве, повышают его температуру в зоне вокруг горелок, что значительно ухудшает услови  работы близколежащих огнеупоров, т.е. они могут разрушатьс , уменьша  тем самым срок межремонтной эксплуатации печи. Кроме того, саМ корпус горелки работает в услови х очень высоких температур и часто прогорает. Заме10 на же горелок в этом случае  вл етс  трудоемкой операцией.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности  вл етс  печь дл  получени  силикатного расп15 лава, включающа  ванну - пр моугольного , сечени , состо щую из пода и окружки, а также распределительную и фидерную части. В задней торцовой стенке ванны имеютс  каналы дл  пода20 чи подогретого воздуха к горелкам, расположенным ниже каналов. В ванне выполнены также загрузочные окна, отверстие дл  выпуска расплава. По периметру ванны попарно установлены

25 электроды длр дополнительного подо-, грева распдава. Электроды, смонтированные в задней терцовой стенке, расположены ниже каналов дл  подачи воздуха, р дом с зоной загрузки

30 шихты. По высоте электроды уставовлены нл рассто нии от верха окружки равном 0,53 ее высоты. Электрод А, Г и Е подсоединены к тра форматору, а электроды Б, В и Д другому . При пересечении линий сил вых полей между электродами каждог трансформатора образуютс  треуголь ники, при пересечении которых в свою очередь формируетс  площадь си лового многоугольника (ЖЗИК), кото рый активизирует плавление шихты Недостатки этой печи заключаютс  в следующем. Нерациональное располо жение электродов на задней торцовой стенке, вследствие чего силовой мно гоугольник получаетс  небольшой по площади, т.е. уменьшаетс  активна  зона плавлени  шихты и тем самым снижаетс  производительность печи. Кроме того, из-за такого расположени  электродов вдоль задней торцово стенки образуетс  застойна  зона АВЗ, котора  практически не участвует в процессе плавлени  шихты, так как от загрузочных окон шихта в- виде слоев, погруженных в расплав . движетс  к центру печи в основном в пределах силовых полей. Таким образом , полезна  площадь зеркала печи уменьшаетс  на .15-20%, а так как она вли ет на производительность, то, следовательно, снижает ее. Образование застойной зоны АВЗ возце задней торцовой стенки, в которой почти отсутствует движение расплава и температура на 50-70 С выше температуры расплава в других точках печи, резко ухудшает услови  работы огнеупорЬв. Кроме теплового воздействи  , происходит усиленный электроунос частичек огнеупора изза того, что при увеличении температуры расплава уменьшаетс  электри ческое сопротивление его, увеличиваетс  электропроводность и, как следствие, увеличиваетс  мощность электрического пол , которое, контактиру  с поверхностью огнеупоров окружки, производит более быстрое их разрушение, снижа  срок службы печи. Расположение электродов А и Б ниже каналов дл  подачи воздуха также отрицательно вли ет на .огнеупоры задней торцовой стенки печи. При подаче воздуха под углом по отношению к зеркалу расплава возникает эжекци , и участки под каналами оказываютс  под разрежением. Эти участки, как указывалось выше, подвержены разрушительному действию мощного электрического пол  - элект роуносу частичек огнеупора7 из-за которого сечение стенки уменьшаетс , и при наличии большого перепада температур внутри печи и снаружи в стенках могутобразовыватьс  микротрещины . При возникновении же раз режени  через эти микротрещины начи нает проникать холодный воздух, огнеупоры подвергаютс  тепловым микроударам, покрываютс  быстрораскрывающихс  трещин ч разрушаютс . Расположение электродов на рассто нии от верха окружки равном 0,53 ее высоты также  вл етс  нерациональным , так как на поду печи образовываетс  жидка  фаза. Это приводит к перегреву огнеупоров пода, температура достигает 1200-1220с, а также к быстрому их разрушению, в результате уменьшаетс  срок службы печи, „ Целью изобретени   вл етс  увеличение срока службы и производительности печи. Цель достигаетс  тем, что в печи дл  получени  силикатного расплава , включающей ванну пр моугольного сечени , содержащую под и окружку, стенки,свод, каналы дл  подачи воздуха , выполненные в торцовой стенке Над горелкс1ми загрузочные окна и электроды, попарно расположенные по периметру ванны, соединенной с распределительной частью печи и фидером с отверстием дл  выпуска расплава , электроды расположены на рассто нии от верхней границы окружки равнрм 0,24-0,28 ее высоты, причем две пары из них размещены в зоне между каналами дл  подачи воздуха . Чтобы предохранить под печи от перегрева, необходимо обеспечить на нем слой гарнисажа, т.е. образование на поду кристаллической фазы, дл  чего надо уменьшить температуру расплава в нижней Части печи. Дл  этого необходимо подн ть выше электроды . Действительно, при подн тии их на высоту, равную рассто нию от верха окружки 0,32 ее величины, температура пода печи уменьшаетс  до ИЗО-ИЗО С, и он покрываетс  слоем гарнисажа. Однако при, таком расположении электродов на поверхности расплава по вл етс  слой пены, котора  играет роль теплоизол ции и ухудшает услови  передачи тепловой энергии в расплав. Производительность печи снижаетс . Установлено, что оптимальное рассто ние установки электродов от верха окружки равно 0,24-0,28 ее высоты. При таком размещении, вопервых , предохран етс  под печи 6т перегрева и разрушени  слоем образовавшегос  гарнисажа, во-вторы;:, увеличиваетс  производительность печи , так как при рассто нии от верха окружки равном 0,28 ее высоты пена исчезает - дегазаци  происходит настолько быстро, что она не успевает образоватьс . При этом темпераура расплава повышаетс  и произвоительность увеличиваетс . Однако

рассто ние от верха окружки нецелесообразно брать менее 0,24 ее величины ввиду  вного перегрева расплава , температуру которого придетс  по технологическим услови м понижат в распределительной ванне и фидере. Кроме этого, нагрузка на электродах в результате йчижёни  сопротивлени  и повышени  электропроводности приближаетс  к критической, что может привести к выводу из стро  трансформаторов.

Увеличение срока службы печи и увеличение ее про:№зводительности достигаетс  также размещением двух пар электродов в зоне между канёЛами дл  подачи воздуха. Учитыва , что огнеупоры вблизи электродов раб тают в наиболее неблагопри тных услови х из-за воздействи  на них высоких температур и мощного электрического пол , смещение их из зоны разрежени , которое образуетс  под. каналами дл  подачи воздуха, позвол ет избеж ать возможного подсоса холодного воздуха - микрртеплоударов и тем самым исключить суммирование всех этих отрицательных факторов , .привод щих огнеупоры к разрушению . Важно, что при смещении электродов А и Б к центральной оси значительно уменьшаетс  размер застойной зоны АВЗ, следовательно снижаетс  ее вредное воздействие на огнеупоры задней торцовой стенки , что увеличива-ет срок службы печи . При этом производительность печи увеличиваетс  за счет уменьшени  площади застойной зоны и увеличени  активной зоны плавлени  - площади силового многоугольника ЖЗИК в центре печи.

На фиг. 1 показана предлагаема  печь, продольный разрез; на фиг. 2 то же, разрез в плане.

Печь дл  получени  силикатного расплава содержит ванну 1 пр моуголного .сечени , состо щую из пода 2 и окружки 3, выполненных из высокоглинрземистбго огнеупора. К ванне 1 прИ1Ф1кают распределительна  4 и фидерна  5 части печи. Ванна 1 имеет загрузочные окна 6 и порог 7, соедин ющий ее с распределительной частью печи. На задней торцовой стенке ванны 1 выполнены наклонные каналы 8 дл  подачи воздуха, расположенные над гор елками 9. По пери- . : X

Технологические и технические параметры

Площадь зеркала печи, м

Глубина ванны печи (высота окружки), м

метру ванны 1 попарно расположены электроды 10 (л, Б, В, Г, Д и Е) на рассто нии от верха окружки 3 равном 0,24-0,28 ее высоты. Две пары электродов А и Б размещены в зоне между каналами 8 дл  подачи воздуха, т.е. смещены из-под горелок 9 к центральной оси. Электроды подсоединены к трансформаторам 11. Причем электроды А, Г и Е под- -. соединены к одному трансформатору (I), а электроды Б, В и Д - к другому трансформатору (Ii) с образованием силовых полей в виде треугольников , при пересечении которых в центре ванны 1 образуетс  сит

5 ловой многоугольник (ЖЗИК), активизирующий плавление. Контроль температуры пода печи и огненного пространства осуществл етс  термопарами 12. Распределитф1ьна  4 и фидер0 на  5 части печи также снабжены электродами 10, которые подсоединены к своим трансформаторам (не показаны ) . Фидерна  часть 5 имеет отверсти  13 дл  выпуска расплава

5

Работа пеуи осуществл етс  следующим образом. . .

ДПихту- завалочными машинами подают в печь через загрузочные окна,6, и она в виде слоев, 11огруженных в

0 расплав, движетс  к порогу 7 дл  перехода в распределительную часть 4. В ванне 1 происходит ее полное плавление за счет тепла, полученного от сжигани  газа, подаваемого в го5 -релки 9, расположенные над зеркалом расплава, и тепла, введенного в расплав электродами 10, погруженными в расплав. К горелкам 9 через, каналы 8 -подают.подогретый воздух.

0 Плавление расплава активизируетс  силовыми пол ми (А Г Е и Б В Д), образуемыми между парами электродов, И особенно формируемым в центре ванны 1 силовым многоугольником(ЖЗИК), в котором происходит наложение си5 ловых полей. На выходе из вацны 1 расплав частично гомогенизуетс  и через порог 7 попадает в распределительную часть печи, где происходит полна  гомогенизаци  и дегаза0 ци  расплава. В фидерной части 5 расплав стабилизируют до температуры , отвечающей требовани м волокно-образовани , и выпускают через отверстие .

Показатели известной 21 печи предлагаемой печи

42

42

0,375

0,375 0,09-0.1Г 0,2

Продолжение таблицы

Рассто ние, на котором располагаютс  электроды от верха окружки, м

Количество пар электВ таблице приведены технологические и технические параметры известной и предлагаемой печей.

Использование предлагаемого технического решени  по сравнению с . известным позвол ет получить следующие преимущества: повышение произ , водительности печи в 1,5 раза за счет увеличени  площади силового многоугольника (ЖЗИК), который активизирует плавление шихты, и сниже-; НИН размера застойной зоны. Увелйчить срок службы печи в 1,5 раза, это обусловлено улучшением условий работы огнеупоров торцовой стенки и пода печи. Такие услови  обеспечиваютс  уменьшением размера застойной зоны у торцовой стенки и соответственно ее вредного вли ни  на эту стенку, а также исключением подсоса холодного воздуха и микротеплоударов смещением электродов «з зоны разрежени .Сохранность пода достигаетс  слоем гарнисажа, который образуетс  благодар  снижению температуры расплава в нижней части ванны , при этом одновременно повышаетс  производительность печи..

Все эти услови  обеспечены выбором оптимального расположени  электродов как по высоте, так и на зад ,ней торцовой стенке печи.

Claims (2)

1.Авторское свидетельство СССР № 51X258, кл. F 27 В-3/00, 1974.

2.Чертежи 31574-ОР, 31576-ОР фирмы Nikolaus Sorg GMBH, ФРГ, переданные по лицензии фирмы Юнгерс, Швеци . что составл ет что составл ет 0,53 высоты окруж- 0,24-0,28 высоты киокружки

Г 1 V I I I I I I

Ы I J . . . I . I I . 1 r°

/ y . /„ ЛГ-УХ X.Vx J ify gVVXV yy v j

sXxXNXjCKsXvNXVVvVxVsVsNCvXsVV V-X .vч ЧvЧVч Vч :

1:f о о -

У////////Ж(/7Л

г

.

п

«.2 У////., VCVVZ XxX | //УЧЛ Ч. v W4 V 1х/УУХКУууЛ.