КОЛОСНИКОВАЯ ПЛИТА

[0001] Изобретение относится к составному элементу колосникового охладителя, а конкретнее к колосниковой плите, предназначенной для эффективной и экономичной транспортировки и охлаждения сыпучего материала, выходящего из печи с высокой температурой.

Предшествующий уровень техники

[0002] Широко известно применение колосниковых охладителей, например, для охлаждения цементного клинкера после обжига. Основные функции этих установок включают в себя охлаждение, рекуперацию тепла и транспортировку клинкера. В состав охладителя обычно входит слой колосников, наложенных друг на друга под некоторым углом к горизонтали.

[0003] В документе ЕР 0120227 (Orren) описаны принципы технологии охлаждения с использованием системы качающихся колосников, с помощью которых осуществляется продвижение материала. Однако в цитированном источнике не указано никакой системы для предотвращения чрезмерного износа плит и никаких конструктивных компонентов, которые обеспечивали бы эффективное охлаждение плит с целью уменьшения их износа. В раскрытой здесь конструкции предусмотрено лишь некоторое количество каналов для вдувания воздуха.

[0004] В документе US 4600380 (von Wedel) описана колосниковая плита коробчатой формы с выполненными в ней очень узкими прорезями, через которые вдувается охлаждающий воздух. Здесь предложено вдувать воздух под строго определенным углом и выполнять прорези с криволинейным профилем, с тем чтобы охлаждаемый материал не мог проходить через эти прорези с их возможным забиванием в случае непредвиденного прерывания вдувания охлаждающего воздуха. Сечение этих прорезей сужено всей их длине, что приводит к значительной потере напора. Кроме того, не предусмотрено каких-либо удерживающих карманов, так что горячий материал оказывается в прямом контакте со всей поверхностью короба, что приводит, как правило, к преждевременному износу.

[0005] В документе US 5282741 (Massaro) раскрыта колосниковая плита, имеющая карманы в той ее части, которая испытывает воздействие потока охлаждаемого материала. В этих карманах с плоским дном также выполнены боковые прорези для вдувания воздуха, однако здесь карманы ориентированы параллельно потоку материала, что не дает возможности эффективного регулирования расхода.

[0006] В документе US 5575642 (Willis) предложена колосниковая плита, имеющая несколько карманов с плоским дном, при этом вдувание воздуха происходит через боковые поверхности указанных каналов. Учитывая, что приходится предусматривать специальные каналы для подвода воздуха к инжекционным отверстиям, площадь поверхности, находящейся в контакте с горячим материалом, остается довольно значительной.

[0007] В документе ЕР 1060356 (Pirard) описана колосниковая плита, имеющая карманы особой формы с наклонным дном, а также каналы особой конфигурации для прохода охлаждающего воздуха. У указанных карманов нет треугольного сечения, они снабжены ребордой в месте соединения с поверхностью колосника. Кроме того, в рассматриваемой здесь колосниковой плите нет восходящего конца с уклоном, обратным по отношению к уклону кармана.

[0008] Наконец, в документе DE 19537904 А1 описана колосниковая плита без карманов. Однако следует иметь в виду, что карманы необходимы для охлаждения колосника, так как улавливаемый ими материал, который уже остыл, защищает его от перегрева. Углы, о которых говорится в данном документе, относятся к каналам для подачи охлаждающего воздуха к поверхности колосника и не имеют никакого отношения к какому-либо восходящему концу с обратным уклоном.

Задачи изобретения

[0009] Таким образом, в предлагаемой нами конструкции колосниковой плиты предпринята попытка устранить недостатки колосниковых плит, известных из предшествующего уровня техники. Говоря конкретнее, изобретение направлено на разработку колосниковой плиты с исключительно эффективным конструктивным исполнением, с помощью которой обеспечивалась бы равномерная скорость продвижения слоя материала, обуславливающая эффективное охлаждение благодаря надежному вдуванию охлаждающего воздуха в систему поддержки этого слоя, что позволяет держать под контролем неизбежный износ этой системы поддержки.

Краткое изложение сущности изобретения

[0010] Для достижения указанной цели предложена колосниковая плита для транспортировки и охлаждения выходящих из печи очень горячих материалов, имеющая полости прямоугольной формы, наибольший размер которых перпендикулярен направлению продвижения материала, сечение полостей является треугольным, а дно полостей выполнено с наклоном, возрастающим в направлении перемещения охлаждаемого материала, и имеет выступ, заканчивающийся восходящим концом с обратным наклоном, причем наклон (α) составляет от 10 до 45°, предпочтительно от 20 до 30° относительно горизонтали, а обратный наклон (β) восходящего конца имеет угол, равный углу (α) или меньше угла (α) на величину до 6°.

[0011] В соответствии с отдельными конкретными вариантами осуществления изобретения, оно характеризуется по меньшей мере одним из перечисляемых ниже признаков или какой-либо их подходящей комбинацией:

в дне каждой полости выполнены одна или несколько прорезей для вдувания охлаждающего воздуха, выходящих в самую низкую часть каждой из полостей, причем эти полости ориентированы таким образом, чтобы воздух вдувался параллельно дну полостей, и выполнены с использованием излишка толщины материала, расположенного на нижней поверхности составных элементов колосниковой плиты, таким образом, чтобы получить локальное сужение пространства между двумя следующими друг за другом выступами;

длина восходящего конца выступа равна по меньшей мере 20 мм;

в колосниковой плите также выполнены, на ее передней поверхности, одна или несколько прорезей для вдувания воздуха;

длина прорезей на передней поверхности колосниковой плиты равна длине прорезей, выполненных в дне полостей;

прорези на передней поверхности колосниковой плиты расположены на расстоянии 5-40 мм от плоскости передней поверхности колосниковой плиты.

[0012] Предметом изобретения является также колосниковый охладитель, снабженный колосниковой плитой, выполненной в соответствии с любым из перечисленных выше признаков.

Краткое описание чертежей

[0013] Фиг.1 представляет собой аксонометрический вид колосниковой плиты согласно изобретению.

[0014] Фиг.2 - комплект колосниковых плит в транспортировочной цепи.

[0015] Фиг.3 - вид в разрезе предлагаемой колосниковой плиты.

[0016] Фиг.4 - детальный вид в разрезе предлагаемой колосниковой плиты с указанием углов α и β.

[0017] Фиг.5 - вид в разрезе нескольких колосниковых плит, размещенных в транспортировочной цепи колосникового охладителя.

[0018] Обозначения на чертежах

1. Колосниковая плита

2. Полость

3. Выступ

4. Восходящий конец

5. Прорези для вдувания воздуха в полость

6. Прорези для вдувания воздуха на переднюю поверхность колосниковой плиты

Детальное описание изобретения

[0019] Настоящее изобретение относится к составному элементу системы охлаждения, предназначенной для эффективного и экономичного охлаждения сыпучего материала, имеющего вначале высокую температуру, как правило, более 1000°С. В такой системе предусматривается перемещение слоя очень горячего материала с равномерной скоростью по вентилируемым колосниковым плитам с одновременным вдуванием холодного воздуха с целью охлаждения указанного материала.

[0020] Здесь необходимо обеспечить строгий контроль следующих параметров:

скорости продвижения охлаждаемого слоя материала; эффективности охлаждения; равномерности вдувания охлаждающего воздуха; ограничения износа компонентов;

оптимальной защиты рамы и механической части системы от возможных неблагоприятных воздействий охлаждаемого материала.

[0021] Решающее значение имеют предложенные конструктивное исполнение и компоновка рассматриваемых поддерживающих элементов, носящих название «колосниковые плиты».

[0022] В соответствии с изобретением, предлагается обеспечить максимально эффективный контроль продвижения слоя охлаждаемого материала благодаря использованию нескольких карманов, или полостей, 2, дно которых в форме выступа 3 наклонено, возрастая в направлении перемещения охлаждаемого материала. При этом сечение полости 2 представляет собой в целом треугольник - это означает, что каждая полость 2 имеет с плоскостью колосника пересечение по прямой линии, чем обеспечивается плавный переход в направлении перемещения материала. В области пересечения отсутствуют какие-либо выпуклости, ребра, преграды или иные препятствия, которые могли бы замедлить продвижение материала. Благодаря такой компоновке системы обеспечивается эффективное и равномерное перемещение охлаждаемого материала.

[0023] Выбор количества полостей и угла наклона дна карманов определяется требуемым расходом.

[0024] Охлаждающий воздух вдувается через пространство, заключенное между двумя следующими друг за другом выступами в дне полостей. Указанное пространство имеет локальное сужение непосредственно перед заходом в дно каждой полости благодаря излишку толщины материала, сосредоточенному исключительно на нижней поверхности верхнего выступ и таким образом, чтобы воздух вдувался через одну или несколько прорезей. Это уменьшение сечения предусмотрено на очень небольшом участке канала с тем, чтобы снизить потери напора. Когда этот канал заходит в полость, он приобретает вид прорези шириной 2-10 мм и длиной 20-280 мм.

[0025] В процессе эксплуатации подача охлаждающего воздуха может быть по целому ряду причин неожиданно и резко прервана. В этот момент необходимо предотвратить ситуацию, когда охлаждаемый материал, находящийся на колоснике и заполняющий полости, мог бы пойти под действием силы тяжести через прорези для вдувания воздуха. Дело в том, что материал может тогда либо заполнить нижнюю часть колосника с сопутствующим нарушением процесса повторного включения вдувания, либо войти в контакт с рамой и механическими узлами оборудования, что чревато их повреждением. Для этого нижний конец каждого выступа, образующий собой дно полости, наклонен таким образом, чтобы он образовал с горизонталью некоторый угол β, равный углу α дна полости или меньше его, самое большее, на 6°, но с обратным наклоном, то есть, сверху вниз в направлении продвижения охлаждаемого материала. Этот участок с обратным наклоном должен иметь минимальную длину, которая будет достаточной для эффективного прерывания возможного потока материала через канал для вдувания воздуха. Эта длина равна, как правило, более 15 мм, а предпочтительнее - более 20 мм.

[0026] Для уменьшения скорости износа колосников следует охлаждать не только материал, но и сами колосники, когда они находятся в процессе работы. С этой целью предусмотрено вдувание воздуха в дно полостей колосника с обеспечением при этом достаточных расхода и скорости, но в то же время с соблюдением потока, направление которого должно быть параллельным дну полостей, так чтобы стенка, образующая это дно, эффективно обдувалась воздухом и охлаждалась.

[0027] Срок службы колосниковой плиты определяется тем обстоятельством, что при превышении некоторой величины износа, выражающемся в уменьшении толщины элементов и стенок колосника, подвергающегося окислению и истиранию вследствие циркуляции охлаждаемого материала, колосник перестает исправно выполнять свои функции и должен быть демонтирован. Это требует полного выключения установки, что крайне нежелательно, так как приходится выжидать некоторое время, пока вся установка охладится в достаточной степени для того, чтобы можно было приступать к ремонтным операциям. Для решения указанной проблемы следует принять меры борьбы с истиранием, строго ограничив площадь поверхностей колосниковой плиты, которые испытывают прямое воздействие горячего материала, а также меры борьбы с окислением, для чего необходимо эффективное охлаждение указанных поверхностей.