satНАУКА и ТЕХНИКАScience & Technique2227-10312414-0392Belarusian National Technical University10.21122/2227-1031-2016-15-1-18-28sat-897Research ArticleМАШИНОСТРОЕНИЕMECHANICAL ENGINEERINGИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ РОТАЦИОННЫХ НАКЛОНЯЮЩИХСЯ ПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧЕЙINVESTIGATIONS ON OPERATION OF ROTARY TILTING FURNACESРовинС. Л.RovinS. L.

Кандидат технических наук, доцент 

Адрес для переписки: Ровин Сергей Леонидович Белорусский национальный технический университет ул. Я. Коласа, 24, 220013, г. Минск, Республика Беларусь Тел.: +375 17 292-30-92 technolit@tut.by

Associate Professor, PhD in Engineering

Address for correspondence: Rovin Sergey L.Belаrusian National Technical University24 Ya. Kolаsa str., 220013, Minsk, Republic of Belarus Tel.: +375 17 292-30-92 technolit@tut.by

 

technolit@tut.byБелорусский национальный технический университетБеларусьBelarusian National Technical UniversityBelarus2016120220161511828Copyright © Ровин С.Л., 20162016Ровин С.Л.Rovin S.L.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://sat.bntu.by/jour/article/view/897

Ротационные наклоняющиеся печи – новый тип топливных печей, обеспечивающих наиболее эффективный нагрев и переработку (рециклинг) полидисперсных материалов. В статье изложены результаты исследования тепловой работы ротационной наклоняющейся печи, движения материалов и газового неизотермического потока при вращении печи. Исследования выполнены на физической и компьютерной имитационных моделях, а также в реальных производственных условиях на опытно-промышленной установке. Результаты исследований послужили основанием для разработки рекомендаций по расчету и конструированию печей и использованы при проектировании ротационной наклоняющейся печи для нагрева и плавки чугунной стружки, восстановительной плавки стальной прокатной окалины, переплавки отходов алюминия, плавки свинца из отходов аккумуляторного лома. Печи имеют высокий термический КПД (~50 %), технологическую гибкость, высокую удельную производительность и рентабельность. Апробированные технические решения при рециклинге черных и цветных металлов расширяют применение ротационной наклоняющейся печи в литейном и металлургическом производстве в качестве основного технологического агрегата при создании рентабельного малотоннажного рециклинга образующихся на предприятиях металлоотходов, открывают перспективу организации в Беларуси собственного производства высококачественных шихтовых материалов взамен импорта первичных металлов, позволяют решить важную экологическую задачу ликвидации многотонных отвалов металлосодержащих отходов.

Rotary tilting furnace (RTF) is a new type of fuel furnaces, that provide the most efficient heating and recycling of polydisperse materials. The paper describes results of the investigations on thermal processes in the RTF, movement of materials and non-isothermal gas flow during kiln rotary process. The investigations have been carried out while using physical and computer simulations and under actual operating conditions applying the pilot plant. Results of the research have served as a basis for development of recommendations on the RTF calculations and designing and they have been also used for constructional design of a rotary tilting furnace for heating and melting of cast iron chips, reduction smelting of steel mill scale, melting of aluminum scrap, melting of lead from battery scrap. These furnaces have a high thermal efficiency (~50 %), technological flexibility, high productivity and profitability. Proven technical solutions for recycling of ferrous and non-ferrous metals develop the use of RTF in the foundry and metallurgical industry as the main technological unit for creation of cost-effective small-tonnage recycling of metal waste generated at the plants. The research results open prospects for organization of its own production for high-quality charging material in Belarus in lieu of imported primary metal. The proposed technology makes it possible to solve environmental challenge pertaining to liquidation of multi-tonnage heaps of metal-containing wastes.

ротационные наклоняющиеся печидисперсные материалыпроцессы тепломассообменарециклинг металлоотходовrotary tilting furnacedisperse materialsprocesses of heat and mass transferrecycling of metal-containing wastesReferencesРовин, С. Л. Восстановление оксидов железа в ротационных печах / С. Л. Ровин, Л. Е. Ровин, Т. М. Заяц // Литье и металлургия. 2011. № 1. С. 38–45.Rovin S. L., Rovin L. E., Zayats T. M. (2011) Restoration of Iron Oxides in Rotary Kilns. Litiyo i Metallurgiya [Foundry and Metallurgy], (1), 38–45 (in Russian).Лисиенко, В. Г. Вращающиеся печи: теплотехника, управление, экология / В. Г. Лисиенко, Я. М. Щелоков, М. Г. Ладыгичев. М.: Теплотехник, 1986. 544 с.Lisienko V. G., Shchelokov Ya. M., Ladygichev M. G. (1986) Rotary Kilns: Heat Engineering, Control, Ecology. Moscow, Teplotekhnik. 544 p. (in Russian).Металлургическая теплотехника: в 2 т / В. А. Кривандин и др.; под ред. В. А. Кривандина. М.: Металлургия, 1986. Т. 1. 486 с.Krivandin V. A., Arutiunov V. A., Mastriukov B. S., Sborshchikov G. S., Egorov A. V., Kobakhidze V. V., Filimonov Iu. P., Shteingardt Rolf. (1986) Metallurgical Heat Engineering. Vol. 1. Moscow, Metallurgiya. 486 p. (in Russian).Ровин, С. Л. Использование ротационных печей для рециклинга железосодержащих отходов / С. Л. Ровин // Литье и металлургия. 2014. № 1. С. 56–61.Rovin S. L. (2014) Usage of Rotary Kilns for Recycling of Iron-Containing Wastes. Litiyo i Metallurgiya [Foundry and Metallurgy], (1), 56–61 (in Russian).Шмитц, К. Роторно-поворотная барабанная печь: современная технология в производстве вторичного алюминия / К. Шмитц // Металлургическое производство и технология металлургических процессов. 2006. № 1. С. 30–41.Shmits K. (2006) Rotary Tilting Drum Furnace: Modern Technology in Production of Secondary Aluminium.Metallurgicheskoye Proizvodstvo i Tekhnologiya Metallurgicheskikh Protsessov [Metallurgical Production and Technology of Metallurgical Processes], (1), 30–41 (in Russian).Зобнин, Б. Ф. Теплотехнические расчеты металлургических печей / Б. Ф. Зобнин, М. Д. Казяев, Б. И. Китаев. Минск.: Металлургия, 1982. 360 с.Zobnin B. F., Kazyaev M. D. Kitaev B. I. (1982) Thermotechnical Calculations for Metallurgical Furnaces. Minsk, Metallurgiya. 360 p. (in Russian).Solid Works. Компьютерное моделирование в инженерной практике / А. А. Алямовский [и др.]. СПб.: БВХ-Петербург, 2005. 800 с.Alyamovsky A. A., Sobachkin A. A., Odintsov E. V., Kharitonovich A. I., Ponomarev N. B. (2005) Solid Works. Computer Simulation in Engineering Practice. Saint-Petersburg, BVKh-Petersburg. 800 p. (in Russian).Sonavane, Y. Numerical Analysis of the Heat Transfer in the Wall of Rotary Kiln Using Finite Element Method ANSYS / Y. Sonavane, E. Specht. Germany: Magdeburg, 2009. 186 с.Sonavane Y., Specht E. (2009) Numerical Analysis of the Heat Transfer in the Wall of Rotary Kiln Using Finite Element Method ANSYS. Germany, Magdeburg. 186 p.Блох, А. Г. Теплообмен излучением: справ. / А. Г. Блох, Ю. А. Журавлева, Л. Н. Рыжкова; под ред. А. Г. Блоха. М.: Энергоатомиздат, 1991. 432 с.Blokh A. G., Zhuravlyova Yu. A., Ryzhkova L. N. (1991) Radiation Heat Transfer. ?oscow, Publishing House “Energoatomizdat”. 432 p. (in Russian).Юсфин, Ю. С. Металлургия железа / Ю. С. Юсфин, Н. Ф. Пашков. М.: ИКЦ Академкнига, 2007. 464 с.Yousfin Yu. S., Pashkov N. F. (2007) Iron Metallurgy. Moscow, Publishing and Booksellers Centre “Akademkniga”. 464 p. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.