Вращающаяся печь

 

Использование: в оборудовании для производства пористых заполнителей, в частности керамзитового гравия из легких суглинков. Сущность изобретения: вращающаяся печь содержит футерованный корпус с зонами сушки, предварительного нагрева и вспучивания, образованными двумя цилиндрическими секциями с разновеликими диаметрами, жестко соединенными между собой конической секцией и с расположением цилиндрической секции с меньшим диаметром со стороны загрузки печи. Коническая секция расположена в зоне предварительного нагрева. Коническая секция может быть расположена в начале зоны предварительного нагрева на расстоянии не более 2/5 длины печи от ее загрузочного конца. Диаметр цилиндрической секции, расположенной со стороны загрузки печи, составляет 0,63 - 0,95 диаметра цилиндрической секции, расположенной со стороны разгрузки печи, а длина конической секции L составляет L = (2 ^oC 3) (R - r), где R и r - радиусы большего и меньшего оснований конуса соответственно. 2 з. п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к устройствам для получения керамзита из легких суглинков и при производстве других пористых заполнителей.

Известна двухбарабанная печь для изготовления пористых заполнителей, содержащая барабан вспучивания и барабан предварительной тепловой подготовки со встроенным барабаном, установленным коаксиально со стороны загрузочного конца [1] Такая печь позволяет вести процесс обжига полуфабриката при оптимальном температурном режиме, однако, конструкция ее сложна, так как по условию работы в прямоточном режиме необходимо барабан предварительной тепловой подготовки располагать над барабаном вспучивания, что ухудшает условия ремонта, и очень громоздка. Печь имеет сложную строительную часть, на каждый барабан требуется свой индивидуальный привод, повышенный удельный расход теплоэнергии.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату к изобретению является вращающаяся печь, содержащая футерованный корпус с цилиндрической зоной предварительного нагрева и с коническо-цилиндрической зоной вспучивания [2] Однако данная печь обеспечивает оптимальные условия вспучивания только для глин, требующих плавный режим нагрева от 400 до 700^оС со скоростью 20^оС в мин. Для полуфабриката из глин типа легких суглинков подогрев от 200-300^оС до температуры вспучивания 1050-1200^оС необходимо вести с повышенной скоростью 70-100^оС в мин, что в данной печи не представляется возможным, так как цилиндрическая секция большего диаметра и коническая секция, увеличивающие скорость нагрева, расположены в зоне вспучивания и не оказывают влияния на увеличение скорости нагрева материала в зоне предварительного нагрева.

Технический результат изобретения состоит в повышении вспучиваемости обжигаемого материала.

Технический результат достигается тем, что во вращающейся печи, содержащей футерованный корпус с зонами сушки, предварительного нагрева и вспучивания, образованными двумя цилиндрическими секциями с разновеликими диаметрами, жестко соединенными между собой конической секцией и с расположением цилиндрической секции с меньшим диаметром со стороны загрузки печи, коническая секция расположена в зоне предварительного нагрева.

Коническая секция может быть расположена в начале зоны предварительного нагрева на расстоянии не более 2/5 длины печи от ее загрузочного конца.

Диаметр цилиндрической секции, расположенной со стороны загрузки печи, составляет 0,63-0,95 диаметра цилиндрической секции, расположенной со стороны разгрузки печи, а длина конической секции L составляет L (23)(R r), где R и r радиусы большего и меньшего оснований конуса соответственно.

Технический результат при осуществлении предлагаемого изобретения достигается за счет изменения скорости нагрева с 10-20^оС в мин в цилиндрической секции меньшего диаметра, где материал сушится и подогревается до 200-400^оС при движении в толстом слое, до 70-100^оС в мин в цилиндрической секции большего диаметра и в конической секции, где материал движется тонким слоем. Высокая скорость нагрева обеспечивает перепад температуры между наружной поверхностью гранул и их внутренним объемом, что исключает выгорание вспучивающих добавок до образования спекшейся газонепроницаемой оболочки. При дальнейшем нагреве гранул по всему объему до пиропластического состояния происходит эффективное вспучивание газами, удержанными газонепроницаемой оболочкой.

На чертеже изображена вращающаяся печь, продольный разрез.

Вращающаяся печь содержит футерованный корпус 1 с зонами 2-4 сушки, предварительного нагрева и вспучивания соответственно.

Зона 2 сушки расположена со стороны загрузки печи и образована частью 5 цилиндрической секции меньшего диаметра. Зона предварительного нагрева расположена между зоной 2 сушки и зоной 4 вспучивания и образована частью цилиндрической секции 5 меньшего диаметра, конической секцией 6 и частью цилиндрической секции 7 большего диаметра.

Зона вспучивания расположена со стороны разгрузки печи и образована частью цилиндрической секции 7 большего диаметра.

Вращающаяся печь работает следующим образом.

При движении материала в виде гранул с вспучивающими добавками по цилиндрической секции 5 меньшего диаметра происходит его сушка и подогрев до 200-400^оС со скоростью нагрева 10-20^оС в мин, что исключает взрывание гранул парами испаряющейся влаги.

Дальнейшее продвижение материала по конической секции 6 и по секции 7 большего диаметра происходит в тонком слое, что обеспечивает повышенную скорость его нагрева. За счет термического сопротивления нагреваемого материала увеличивается перепад температуры между наружной поверхностью гранул и их внутренним объемом, что исключает выгорание вспучивающих добавок до образования на поверхности гранул спекшейся газонепроницаемой оболочки. При дальнейшем нагреве гранул по всему объему до пиропластического состояния происходит эффективное вспучивание гранул газами, удержанными газонепроницаемой оболочкой.

Соотношения 0,63-0,95 диаметров меньшей и большей секций, их длина, а также длина конусной секции L (23)(R r), где R и r радиусы большего и меньшего оснований конуса, обеспечивают оптимальную скорость нагрева материала в зоне предварительного нагрева с учетом свойств исходного глинистого сырья, при этом для обеспечения более высокой скорости нагрева материала разница диаметров цилиндрических секций увеличивается, а длина конической секции уменьшается. Если диаметр цилиндрической секции со стороны загрузки печи будет меньше, чем 0,63 диаметра цилиндрической секции со стороны разгрузки печи, то вследствие значительного увеличения толщины слоя материала процесс сушки будет проходить медленно, что снизит производительность печи.

Если диаметр цилиндрической секции со стороны загрузки печи будет больше, чем 0,95 диаметра цилиндрической секции со стороны разгрузки печи, то скорость нагрева материала в зоне предварительного нагрева уменьшается до величины, при которой вспучивающие добавки выгорают преждевременно, что ухудшает вспучивание.

Если длина цилиндрической секции меньшего диаметра составляет более 2/5 длины печи, то нагрев гранул с малой скоростью может происходить до температуры более 200-400^оС, что уменьшает последующий перепад температуры между наружной поверхностью гранул и внутренним объемом, что приводит к преждевременному выгоранию вспучивающих добавок (ухудшается вспучиваемость).

Минимальная длина цилиндрической секции определяется в зависимости от влажности и температуры загружаемых в печь гранул. С уменьшением влажности и увеличением температуры загружаемых в печь гранул длина цилиндрической секции меньшего диаметра уменьшается.

Предложенная конструкция вращающейся печи позволяет получить из широко распространенных слабовспучивающихся суглинков с использованием вспучивающихся добавок высококачественный керамзит.

Формула изобретения

1. ВРАЩАЮЩАЯСЯ ПЕЧЬ, содержащая футерованный корпус с зонами сушки, предварительного нагрева и вспучивания, образованными двумя цилиндрическими секциями с разновеликими диаметрами, жестко соединенными между собой конической секцией и с расположением цилиндрической секции с меньшим диаметром со стороны загрузки печи, отличающаяся тем, что коническая секция расположена в зоне предварительного нагрева.

2. Печь по п.1, отличающаяся тем, что коническая секция расположена в начале зоны предварительного нагрева на расстоянии не более 2/5 длины печи от ее загрузочного конца.

3. Печь по п.1, отличающаяся тем, что диаметр цилиндрической секции, расположенной со стороны загрузки печи, составляет 0,63 - 0,95 диаметра цилиндрической секции, расположенной со стороны разгрузки печи, а длина конической секции L = (2 - 3) (R - r), где R и r - радиусы большего и меньшего основания конуса соответственно.

РИСУНКИ

Рисунок 1