Воздухонагреватель доменной печи

 

ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЬ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ,.содержащий камеры горения и насадки, разделительную . стенку с Компенсационным слоем и полостью в зазоре между слоями огнеупорной футеровки, образованной двумя металлическими листами, ус- . тановлейными по всей ширине зазора, от ли чающи и с я тем, что, с целью повьшения стойкости разделительной стенки, полость выполнена герметичной в виде оболочки из металлических листов, скрепленных по периметру обечс1йкой, между которыми установлена металлическая перегородка, не доходящая до верхней части обечайки на расстояние , равное 0,8-1,0 ширины оболочки , причем со стороны камеры горе§ ния к полости присоединен патрубок подачи сжатого воздуха, а со стороны камеры насадки к полости присоединен патрубок отвода сжатого . воздуха.. : 4 э :У Х

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) С 21 В 9 0 0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ :-: -: "

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВМ

ФЪ

МВ

° Ф (21) 3275287/22-02 (22) 14.04.81 (46) 23.09.83. Бюл. )) 35 (72) Э.М. Гольдфарб, lI.П. Грес, (0.М. Флейшман, В.Н. Маслова,,В.Н.Никифоров, М.Г Б. Кутнер, Н.Н. Подкантор, И.A. Бритвин, A,Ñ. Гусаров, Л.Н..)(ариков и П.М. Кутовой (71) Днепропетровский металлургический институт (53) 669.162.231.842.2(088.8) (56) 1. Инструкция по футеровке и сушке доменных печей и их вспомогательных устройств. М., Гипромез, 1978, с. 23.

2. авторское свидетельство СССР но заявке Р 3220602, кл. С 21 В 9/04, 1980. (54) (57) ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЬ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ,. содержащий камеры горения и насадки, разделительную

Ъ стенку с компенсационным слоем и полостью в зазоре между слоями огнеупорной футеровки, образованной двумя металлическими листами, установленными по всей ширине зазора, о т л н ч а ю шийся тем, что, с целью повышения стойкости разделительной стенки, полость выполнена герметичной в виде оболочки иэ металлических листов, скрепленных по периметру обечайкой, между которыми установлена металлическая перегородка, не доходящая до верхней части обечайки на расстояние, равное 0;8-1 0 ширины оболочкии, причем со стороны камеры горения к полости присоединен натрубок . pg . подачи сжатого воздуха, а со стороны камеры насадки к полости присоединен патрубок отвода сжатого, воздуха.

1043168

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к конструк" циям воздухонагревателей доменных печей, и может быть использовано во всех отраслях. народного хозяйства,. где не требуется высокотемпературный нагрев газов.

Известны доменные.воэдухонагреватели со встроенной камерой горения, содержащие камеры горения и насадки, а также разделительную . стенку с экраном иэ жароупорной стали f1) .

Недостатком этих воздухонагревателей является низкая стойкость разделительной стенки камер горения и насадки.

Наиболее близким.к предлагаемому решению по технической сущности и достигаемому экономическому эффекту является воздухонагреватель доменной печи, содержащий камеры горения и насадки, разделительную . стенку с компенсационным слоем и полостью в зазоре между слоями огнеупорной.футеровки, образованной двумя металлическими листами, установленными по всей ширине зазора (2j

Недостатком известной конструкции доменного воэдухонагревателя является следующее °

В период дутья в полость разделительной стенки подают часть холодного дутья, которое в ней нагревается, а затем смешивается в верхней части камеры горения с горячим дутьем. Поэтому верхняя часть камеры горения в период дутья выполняет роль смесителя доменной печи.

Горячее дутье, выходящее из насадки, имеет в начальный. момент .периода температуру больше, чем в конечный, на 100-150 С. Для поддержания постоянной температуры дутья, подаваемого в печь, необходимо в этот период уменьшить расход дутья, нагреваемого в полости, до величин допустимых для стойкости металлических листов. Это приВодит к изменению температуры металла во времени и снижению надежности разделительной стенки.

Кроме этого, для сохранения стойкости металлических листов полости необходимо в нее постоянно подавать сжатый воздух. Поэтому при перево де воздухонагревателей из периодов дутья на нагрев и из нагрева на. дутье (6-12 мин на каждую операцию), нагретый воздух не используется и выбрасывается в атмосферу.

Целью изобретения является обес= печение заданной температуры под куполом воздухонагревателя,.отапливаемого низкокалорийным топливом, и повышение надежности разделительной стенки.

65 ют воздухонагреватель. Температуры

Поставленная цель достигается тем, что в воздухонагревателе доменной печи, содержащем камеры горения и насадки, разделительную стенку с компенсационным слоем и полостью в зазоре между слоями огнеупорной футеровки, образьванной двумя металлическими листами, установленными по всей ширине зазора, полость выполнена герметичной в виде оболоч.

10 ки иэ металлических листов, скрепленных по периметру обечайкой, меж-, .ду которыми установлена металличес-, кая перегородка, не доходящая до верхней части обечайки на расстоя15 ние, равное 0,8-1,0 ширины оболочки, причем со стороны камеры горения.к полости присоединен патрубок. подачи сжатого воздуха, а со стороны камеры насадки к полости присоединен патрубок отвода сжатого воздуха.

На фиг.. 1 изображен воздухонагреватель, вертикальный разрез., на фиг. 2. - то же, горизонтальный раз.ъ5 .реэ, на фиг. 3 - металлическая IIoлость, вертикальный разрез, на фиг. 4 - то же, горизонтальный разрез.

Воэдухонагреватель доменной печи состоит из металлического кожуха 1, к внутренней поверхности кото.рого примыкает. огнеупорная кладка

2. Воздухонагреватель содержит каме.ру 3 насадки и встроенную камеру 4 горения, объединенные общим куполом

35 5. В камере 4 горения установлены штуцеры 6 горячего дутья и. горелки

7. Камеру 3 насадки от камеры 4 го-, рения отделяет многослойная раэделительйая стенка 8,.состоящая иэ

40 слоев 9 и 10 огнеупорной кладки, компенсационных слоев 11, воздухоохлаждаемой полости 12, внутри которой на всю ее ширину установлена металлическая перегородка 13; образующая две полости 14 и 15. Полости 14 и 15 вверху сообщаются между собой щелью 16, высота Н которой равна 0,8-1,0.ширины оболочки. Оболочка 14, примыкающая к камере 4

50 . горения, связана с патрубком 17 подачи сжатого воздуха, а полость 15, примыкающая к насадке 3, — с патрубком 18 выхода нагретого воздуха и штуцером горелки 7. Внутри полостей

14 и 15 на всю их толщину установлены ребра-турбулизаторы 19, расположенные в шахматном порядке.

Воздухонагреватель доменной печи работает следующим образом.

В период нагрева газовоздушная

60 смесь подается через горелку 7. Про. дукты горения, образующиеся в период горения топлива в камере 4 горения, проходят в насадку 3, где отдают свое тепло кладке, и покида1043168

50 по высоте камеры горения отличаются от температуры под куполом незначительно (на 50-80 C).

В период дутья холодное дутье подается в нижнюю часть .насадки 3, нагревается в .ней и через штуцер 6 попадает в прямой и кольцевой воэдухопроводы и в печь.

Сжатый воздух постоянно во все периоды работы воздухонагревателя подают через патрубок 17 в полость 10

14, примыкающую, к камере 4 горения.

Затем воздух проходит вверх по полости 14, попадает в щель 16, и, проходя вниз по полости 15, примыкающей к насадке 3, выходит через пат-. 15 рубок 18 в общий коллектор, а затем осуществляется его. раздача по горелкам воздухонагревателей. Сжатый воздух, проходя по полостям

14 и 15, охлаждает кладку разделительной стенки 8 и нагревается до

400-500 С. Для предотвращения сплЮщивания полостей 14 и 15 установлены компенсационные маты 11, на пример, типа МКРВ-50, которые могут работать при температурах до 1100ОС ,(ГОСТ 20901-75). Внутри полостей

14 и 15 в шахматном порядке установлены ребра 19 жесткости, которые. турбулиэируют поток воздуха и увеличивают теплоотдачу от стенок к

|нагреваемому воздуху.

В предложенной конструкции сжатый воздух, подаваемый в оболочки разделительной стенки, поступает постоянно и его расход не зависит 35 от периодов нагрева и дутья. В из вестном воздухонагревателе в, полость необходимо постоянно подавать холодное дутье или же в период наг рева-сжатый воздух с давлением, 40 превышающим давление в рабочем пространстве камеры горения на

10-20%, а в период дутья — холод- ное дутье.

Известно, что стоимоСть воздухо- 4 нагревателей с вынесенной камерой горения на 20-30% больше, чем со встроенной, и что для их сооружения необходимо больше площади, так что не везде возможно .их применить. .В предложенной конструкции в период пауз (перевод воздухонагревателей с одного режима на другой) нагреваемый в оболочках воздух не выбрасывается в атмосферу, а используется для горения низкокалорийного топлива.

Необходимость выбора принятых конструктивных параметров разделительной стенки следующая.

Высота щели между металлической перегородкой и верхним горизонтальным листом полости выбирается из условий равенства ско- ростей в ней и обеих полостях.

Это условие осуществимо, если их площади сечения равны. Если площадь сечения для прохода воздуха заполняется ребрами-.турбулиэа. торами, то высота щели должна составлять 0,8-1,0 толщины оболочки.

При уменьшении высоты щели возрастут скорости движения воздуха и потери давления и возможно сплющивание щели. Если в полостях не используют ребра-турбулиэаторы, то высота щели равна толщийе оболочки. Если высота щели больше толщины оболочки, то скорости движения в ней воздуха меньше, снизится теплоотдача от горизонтального листа полости к воздуху, что уменьшит стойкость металлического листа.

Подвод холодного воздуха в по, лость, примыкающую к камере горе ния, а отвод негретого воздуха через полость, примыкающую к насадке, объясняется тем, что температура в камере горения больше, чем в насадке что обеспечивает большую эффективность.

Изобретение позволяет экономить природный нли коксовый газ и повышает надежность разделительной стенки.

Внедрение изобретения примени-. тельно к доменной печи с годовой производительностью 1 млн.т чугуна, по сравнению с известной конструкцией .воздухонагревателя, экономит

1200-2000 мЗ природного газа и повышает надежность и стойкость камеры горения на 10-20%. Экономический эффект составляет 259,8 тыс. руб. в год.

1043168

17

Сжатий

40vt Ю

ВНИИПИ . Заказ 7265/28 Тираж 568 Подписное

4» (»

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,4

Фа ареии

++44ps м gy

Ф а8Н

Окоемом Аефг

М

В мод nracpc 4

7ypgyia