RU2048664C1 - Rotary furnace for heat treatment of aluminium fluoride - Google Patents
Rotary furnace for heat treatment of aluminium fluoride Download PDFInfo
- Publication number
- RU2048664C1 RU2048664C1 RU93036699A RU93036699A RU2048664C1 RU 2048664 C1 RU2048664 C1 RU 2048664C1 RU 93036699 A RU93036699 A RU 93036699A RU 93036699 A RU93036699 A RU 93036699A RU 2048664 C1 RU2048664 C1 RU 2048664C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- furnace
- housing
- heat
- metal shell
- length
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к оборудованию, предназначенному для термообработки материалов, например фтористого алюминия, а конкретно к вращающимся печам. The invention relates to equipment designed for heat treatment of materials, such as aluminum fluoride, and in particular to rotary kilns.
Известна вращающаяся печь для сушки и обжига сыпучих и пастообразных материалов, содержащая барабан и размещенное внутри него теплообменное устройство, выполненное в виде гибкой трубы, в котором гибкая труба выполнена из тонкой листовой стали толщиной около 1 мм и состоит из гладких длинных и коротких гофрированных участков. Диаметр гибкой трубы равен диаметру барабана, гибкая труба прикреплена по торцам к стенке барабана [1]
Однако описанная конструкция предусматривает термообработку продукта за счет соприкосновения гибкой трубы с поверхностью барабана, обогреваемого снаружи, что приводит к быстрому эррозионному износу внутренней трубы, выполненной из тонколистовой стали. Также печи не приемлемы в крупнотоннажных производствах, например в производстве фтористого алюминия.Known rotary kiln for drying and firing of bulk and pasty materials, containing a drum and a heat exchanger placed inside it, made in the form of a flexible pipe, in which the flexible pipe is made of thin sheet steel with a thickness of about 1 mm and consists of smooth long and short corrugated sections. The diameter of the flexible pipe is equal to the diameter of the drum, the flexible pipe is attached at the ends to the wall of the drum [1]
However, the described design provides for the heat treatment of the product due to the contact of the flexible pipe with the surface of the drum, which is heated externally, which leads to rapid erosion wear of the inner pipe made of sheet steel. Also, furnaces are not acceptable in large-scale industries, for example, in the production of aluminum fluoride.
Наиболее близкой к описываемой конструкции по технической сущности и достигаемому результату является другая известная вращающаяся печь, содержащая корпус и размещенную соосно внутри него металлическую обечайку, прикрепленную к корпусу печи, и теплоизоляционный слой, размещенный между корпусом печи и металлической обечайкой. В этой конструкции металлическая обечайка выполнена в виде отдельных облицовочных листов, установленных с зазором относительно друг друга по своему периметру. Направляющие элементы выполнены в виде двух пластин, охватывающих с двух сторон место стыка облицовочных листов, при этом пластины установлены на опорных стойках в виде стержней, жестко закрепленных на корпусе печи [2]
Недостатком конструкции является то, что такая конструкция металлической обечайки может вызвать попадание футеровочного материала в продукт (фтористый Al), загрязнение его и соответственно не дает возможности получить качественный продукт. Кроме того, печь сложна в монтаже и замене футеровки.The closest to the described design in terms of technical nature and the achieved result is another known rotary kiln comprising a housing and a metal shell placed coaxially inside it attached to the furnace body, and a heat-insulating layer placed between the furnace body and the metal shell. In this design, the metal shell is made in the form of separate facing sheets installed with a gap relative to each other along their perimeter. The guiding elements are made in the form of two plates, covering on both sides the junction of the facing sheets, while the plates are mounted on supporting posts in the form of rods rigidly fixed to the furnace body [2]
The disadvantage of the design is that such a design of the metal shell can cause the lining material to enter the product (Al fluoride), contaminate it and, accordingly, make it impossible to obtain a high-quality product. In addition, the furnace is difficult to install and replace the lining.
Предложена вращающаяся печь для термообработки фтористого алюминия, содержащая корпус и размещенную соосно внутри него металлическую обечайку, прикрепленную к корпусу печи, и теплоизоляционный слой, размещенный между корпусом печи и металлической обечайкой, устройство для ввода и вывода материала и топочных газов, в котором металлическая обечайка выполнена в виде гладких участков, соединенных между собой гофрированными участками при соотношении длины гладкого участка к длине гофрированного участка равного (3-12):1 соответственно, в качестве теплоизоляционного слоя взят порошкообразный материал с коэффициентом теплопроводности не более 0,4 Вт/м˙оС при коэффициенте заполнения кольцевого объема, образованного стенкой корпуса и металлической обечайкой, 0,85 0,98, а корпус вращающейся печи снабжен люками для загрузки теплоизоляционного материала и предохранительными клапанами для выпуска газофазных компонентов, выделяющихся из теплоизоляции.A rotary furnace for heat treatment of aluminum fluoride is proposed, comprising a housing and a metal shell placed coaxially inside it attached to the furnace body, and a heat-insulating layer placed between the furnace body and the metal shell, a device for input and output of material and flue gases, in which the metal shell is made in the form of smooth sections interconnected by corrugated sections with a ratio of the length of the smooth section to the length of the corrugated section equal to (3-12): 1, respectively, in quality ETS insulation layer taken powdered material with thermal conductivity not greater than 0.4 W / m˙ C at a filling factor of the annular volume formed by the wall of the housing and the metal shell, 0.85 0.98, and the housing of the rotary kiln is provided with hatches for loading insulation material and safety valves for the release of gas-phase components released from the thermal insulation.
С целью получения фтористого алюминия с повышенным содержанием основного вещества (95 98 мас. AlF3) печь со стороны вывода материала дополнительно снабжена кондуктивным теплообменником.In order to obtain aluminum fluoride with a high content of the main substance (95 98 wt.% AlF 3 ), the furnace is additionally equipped with a conductive heat exchanger from the material outlet side.
Сущность изобретения заключается в следующем. К качеству фтористого алюминия предъявляются довольно жесткие требования по наличию примесей в нем. Поэтому необходимо организовать процесс термообработки таким образом, чтобы в продукт не попали посторонние механические включения, например остатки футеровочного материала. В связи с этим металлическая обечайка должна быть герметичной. С другой стороны, т.к. процесс идет при температурах материала 400 550оС и топочных газов 1000 1200оС то естественно, что герметичная металлическая обечайка подвергается тепловой деформации. Для компенсации теплового расширения при длине 50 м, которая достигается в указанном температурном режиме не менее 250 мм по длине печи, предлагается металлическую обечайку выполнять из чередующихся между собой гладких и гофрированных участков при определенном соотношении их длин. Это соотношение тепловой деформации определено исходя из, с одной стороны, из полной компенсации теплового расширения, а с другой стороны, из минимального количества сварных швов и составляет l1 l2 (3-12):1, где l1 длина гладкого участка, l2 длина гофрированного участка.The invention consists in the following. The quality of aluminum fluoride has rather stringent requirements for the presence of impurities in it. Therefore, it is necessary to organize the heat treatment process in such a way that extraneous mechanical impurities, such as lining material residues, do not get into the product. In this regard, the metal shell must be airtight. On the other hand, because the process proceeds at temperatures of the material 400 550 о С and flue gases 1000 1200 о С, it is natural that the sealed metal shell undergoes thermal deformation. To compensate for thermal expansion at a length of 50 m, which is achieved at a specified temperature of at least 250 mm along the length of the furnace, it is proposed that the metal shell be made of alternating smooth and corrugated sections with a certain ratio of their lengths. This ratio of thermal deformation is determined based on, on the one hand, from the full compensation of thermal expansion, and on the other hand, from the minimum number of welds, it is l 1 l 2 (3-12): 1, where l 1 is the length of the smooth section, l 2 corrugated length.
В качестве теплоизоляционного материала используют порошкообразный материал с низким коэффициентом теплопроводности (не более 0,4 Вт/м˙оС при максимальной температуре внутренней стенки). Выбор материала с определенным коэффициентом теплопроводности определяется необходимостью получения температуры наружной поверхности корпуса не выше 40 90оС. В качестве таких материалов может быть использован, например, вспученный перлит, вермикулит и др. при степени заполнения кольцевого пространства, образованного металлической обечайкой и стенкой корпуса, 0,85 0,98. При меньшем заполнении кольцевого пространства за счет довольно активного перемещения материала создаются условия для конвективной передачи тепла от нагретой обечайки к корпусу печи, что, в свою очередь, приводит к повышению температуры внешней стенки корпуса. Увеличение коэффициента заполнения выше 0,95 потребует применения тонкодисперсного порошка, что практически мало осуществимо. Коэффициент теплопроводности порошка, степень заполнения им кольцевого пространства определяются в каждом конкретном случае, исходя из свойств порошка и тонины его помола, в пределах, заявленных в материалах заявки.As the heat-insulating material is a powdery material with a low coefficient of thermal conductivity (no more than 0.4 W / m˙ C at the maximum temperature of the inner wall). The choice of material with a certain coefficient of thermal conductivity is determined by the need to obtain the outer body surface temperature not higher than 40 90 ° C as such materials can be used, for example, expanded perlite, vermiculite, etc. At a degree of filling of the annular space defined by the metal shell and the housing wall, 0.85 0.98. With a smaller filling of the annular space due to the rather active movement of the material, conditions are created for convective heat transfer from the heated shell to the furnace body, which, in turn, leads to an increase in the temperature of the external wall of the body. An increase in fill factor above 0.95 will require the use of fine powder, which is practically not feasible. The coefficient of thermal conductivity of the powder, the degree of filling of the annular space with it are determined in each case, based on the properties of the powder and the fineness of its grinding, within the limits stated in the application materials.
Корпус вращающейся печи, предусматривающей использование порошкообразного теплоизоляционного материала, снабжен люками для его засыпки. Засыпка производится путем подачи материала через люки и периодического поворота печи, равномерного распределения его по всему объему. Так как при работе печи порошкообразный футеровочный слой может выделять газообразные компоненты, предусмотрено снабжение корпуса печи предохранительными клапанами, через которые эти компоненты удаляются из теплоизоляции. The body of the rotary kiln, which provides for the use of powdered insulating material, is equipped with hatches for filling it. Filling is done by feeding the material through the hatches and periodically turning the furnace, distributing it evenly throughout the volume. Since the powdery lining layer can emit gaseous components during operation of the furnace, it is provided that the furnace body is provided with safety valves through which these components are removed from the thermal insulation.
Использование в качестве футеровочного материала порошков делает конструкцию надежной и удобной в эксплуатации, так как позволяет быстро без демонтажа внутренней обечайки производить замену или засыпку термоизоляции. При этом такая термоизоляция позволяет постоянно держать необходимую температуру внешней стенки корпуса. The use of powders as the lining material makes the design reliable and easy to use, as it allows you to quickly replace or backfill the insulation without dismantling the inner shell. Moreover, such thermal insulation allows you to constantly keep the required temperature of the outer wall of the housing.
Для получения фтористого алюминия с повышенным содержанием основного вещества необходимо избежать соприкосновения горючих топочных газов с нагретым материалом до температуры 450 550оС. В этом случае со стороны вывода материала может быть установлен кондуктивный теплообменник любой известной конструкции.For aluminum fluoride with a high content of the basic substance necessary to avoid contact of the combustible flue gases with the heated material to a temperature of 450 550 C. In this case, from the material output can be set any conductive heat exchanger of known construction.
На фиг. 1 представлен продольный разрез вращающейся печи для термообработки фтористого алюминия. Печь состоит из корпуса 1, внутри которого находится металлическая обечайка, состоящая из гладких 2 и гофрированных 3 участков. Кольцевой объем 4, образованный стенкой корпуса и металлической обечайкой, заполнен порошкообразным теплоизоляционным материалом. Гладкие участки металлической обечайки прикреплены к корпусу элементами 5. Загрузочный конец печи снабжен отверстием 6 для ввода исходного влажного материала и вывода отходящих газов. Влажный материал поступает через течку 7, а отходящие газы поступают в распределительную коробку 8. Разгрузочный конец печи имеет разгрузочную коробку 9 и распределительную коробку 10 для топочных газов. Корпус печи оснащен люками для засыпки термоизоляционного материала 11 и клапанами 12 выпуска газофазных компонентов, выделяющихся из теплоизоляции. In FIG. 1 is a longitudinal section through a rotary kiln for heat treating aluminum fluoride. The furnace consists of a
На фиг. 2 показан разгрузочный конец печи, оснащенный кондуктивным теплообменником 13. In FIG. 2 shows the discharge end of a furnace equipped with a
Подготовка печи к работе осуществляется следующим образом. Preparation of the furnace for operation is as follows.
Сначала открывают люки 11 для засыпки теплоизоляционного материала, засыпают его, люки закрывают и печь поворачивают. Печь останавливают, снова засыпают материал в люки и снова поворачивают. Операцию повторяют до заполнения кольцевого объема 4, образованного корпусом 1 и металлической обечайкой до достижения коэффициента заполнения его 0,85 0,98. После этого через распределительную коробку 10 подают топочные газы во внутренний объем печи, а через течку 7 подают в печь влажный фтористый алюминий. Благодаря противоточному движению топочных газов и влажного материала происходит сушка и прокалка продукта. В процессе термообработки металлическая обечайка нагревается до температуры 200 500оС в зависимости от зоны термообработки. При этом происходит осевое термическое расширение обечайки. Удлинение гладких участков металлической обечайки 2 компенсируется сжатием гофрированных участков 3, в результате чего не происходит разрушения обечайки, жестко приваренной к торцам печи и в местах крепления обечайки к цилиндрической поверхности корпуса элементами 5. Использованная сухая термоизоляция обеспечивает возможность беспрепятственного радиального термического расширения обечайки. Термообработанный материал продвигается по объему печи и выгружается через разгрузочную коробку 9. Отходящие газы через отверстие 6 поступают в распределительную коробку 8 и вентилятором направляются в систему абсорбции. Если вращающаяся печь со стороны разгрузочного конца оснащена кондуктивным теплообменником 13, то топочные газы подают внутрь теплообменника, а прокаливаемый материал движется в зазоре между обечайкой и наружной стенкой теплообменника. При накоплении газовой фазы в материале теплоизоляции его выбрасывают через предохранительные клапаны 12.First, open the
Использование предложенной конструкции позволяет получить фтористый алюминий высокого качества, значительно увеличить срок службы печи за счет компенсации теплового расширения и надежности теплоизоляции. Печь проще в эксплуатации за счет легкости замены и обновления теплоизоляционного слоя. Эксплуатация печи обеспечивает санитарно-гигиенические нормы, т.к. легко регулируется температура наружной стенки корпуса печи. Using the proposed design allows to obtain high-quality fluoride aluminum, significantly increase the service life of the furnace by compensating for thermal expansion and the reliability of thermal insulation. The furnace is easier to operate due to the ease of replacement and updating of the insulating layer. The operation of the furnace ensures sanitary standards, as the temperature of the outer wall of the furnace body is easily adjustable.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93036699A RU2048664C1 (en) | 1993-07-15 | 1993-07-15 | Rotary furnace for heat treatment of aluminium fluoride |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU93036699A RU2048664C1 (en) | 1993-07-15 | 1993-07-15 | Rotary furnace for heat treatment of aluminium fluoride |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2048664C1 true RU2048664C1 (en) | 1995-11-20 |
| RU93036699A RU93036699A (en) | 1996-11-20 |
Family
ID=20145191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU93036699A RU2048664C1 (en) | 1993-07-15 | 1993-07-15 | Rotary furnace for heat treatment of aluminium fluoride |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2048664C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2112188C1 (en) * | 1997-01-29 | 1998-05-27 | Российско-швейцарское совместное предприятие Акционерное общество закрытого типа "АМКО" | Rotary furnace for dehydration of aluminium fluoride |
| RU2115625C1 (en) * | 1997-02-26 | 1998-07-20 | Российско-швейцарское совместное предприятие Акционерное общество закрытого типа "АМКО" | Device for dehydration of aluminium fluoride |
| RU2210706C2 (en) * | 2001-06-19 | 2003-08-20 | Шишкин Сергей Федорович | Loose materials heat treatment installation |
| CN103629922A (en) * | 2012-08-22 | 2014-03-12 | 上海仙佳化工有限公司 | Internal combustion type high-temperature rotary furnace |
| RU205306U1 (en) * | 2020-12-03 | 2021-07-08 | Общество с ограниченной ответственностью "Химтехнология" | OVEN FOR DRYING AND HEALING OF FLUORIDE ALUMINUM TRIHYDRATE PASTE |
-
1993
- 1993-07-15 RU RU93036699A patent/RU2048664C1/en active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 1. Авторское свидетельство СССР N 155744, кл. F 27B 7/16, 1979. * |
| 2. Авторское свидетельство СССР N 600377, кл. F 27D 1/00, 1976. * |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2112188C1 (en) * | 1997-01-29 | 1998-05-27 | Российско-швейцарское совместное предприятие Акционерное общество закрытого типа "АМКО" | Rotary furnace for dehydration of aluminium fluoride |
| RU2115625C1 (en) * | 1997-02-26 | 1998-07-20 | Российско-швейцарское совместное предприятие Акционерное общество закрытого типа "АМКО" | Device for dehydration of aluminium fluoride |
| RU2210706C2 (en) * | 2001-06-19 | 2003-08-20 | Шишкин Сергей Федорович | Loose materials heat treatment installation |
| CN103629922A (en) * | 2012-08-22 | 2014-03-12 | 上海仙佳化工有限公司 | Internal combustion type high-temperature rotary furnace |
| RU205306U1 (en) * | 2020-12-03 | 2021-07-08 | Общество с ограниченной ответственностью "Химтехнология" | OVEN FOR DRYING AND HEALING OF FLUORIDE ALUMINUM TRIHYDRATE PASTE |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100270295B1 (en) | Rotary kiln with a polygonal lining | |
| RU2048664C1 (en) | Rotary furnace for heat treatment of aluminium fluoride | |
| US4837423A (en) | Low temperature kiln | |
| US5873714A (en) | Rotary kiln having a lining with a wave-shaped inner face | |
| CA1318787C (en) | External heating, rotary furnace | |
| RU93036699A (en) | ROTATING FURNACE FOR THERMAL TREATMENT OF FLUORINE ALUMINUM | |
| US6244859B1 (en) | Rotary kiln | |
| US4676740A (en) | Heat exchange apparatus and process for rotary kilns | |
| EP1512665A1 (en) | Vertical conveyor apparatus for high temperature continuous processing of materials | |
| JP3550339B2 (en) | Externally heated rotary kiln | |
| US2739801A (en) | Rotary tube furnace | |
| CA1293487C (en) | High temperature fan plug apparatus | |
| RU2082926C1 (en) | Rotary plant for heat treatment of loose material | |
| WO2002079113A1 (en) | Heat treatment of expansible materials to form lightweight aggregate | |
| CN222951411U (en) | Inner heat pipe dryer | |
| RU2280830C1 (en) | Device for charging rotating furnace | |
| JPH0268484A (en) | Sintering facility | |
| RU2144169C1 (en) | Electrical chamber-type ceramic firing kiln | |
| SU1206588A1 (en) | Rotating drum furnace | |
| GB2339888A (en) | Induction furnace | |
| SU1130728A1 (en) | Charging funnel of arc furnace | |
| RU2112188C1 (en) | Rotary furnace for dehydration of aluminium fluoride | |
| SU637605A1 (en) | Device for heat treatment of wet powder-like material | |
| SU913012A1 (en) | Electric furnace | |
| RU2164328C2 (en) | Built-in heat-transfer apparatus of rotary kiln |