Воздухонагреватель доменной печи

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ РЕСПУБЛИН

3 5Б С 21 В 9/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3502576/22-02 (22) 15.10.82 (46) 07.01.84. Бюл. Р 1 (72) Г.Я.Бронштейн, A.Ë.Тавалинский,.

И.A.Áðèòâèí, A.Ñ.Ãóñàðoâ, В.В.Малый, Ф.P .Шкляр,,Я.П.Калугин и Н.В.Питак (71) Украинский государственный. институт по проектированию металлургических заводов (53) 669.162.231.832(088.8) (56) 1. Новоспасский A.Ô.. Конструкции доменных печей и устройство цехов. ГОНТИ НКТН СССР, Л.-М., Ч. II, 1938.

2, Авторское свидетельство СССР

9 580226, кл. С 21 В 9/04, 1975. (54)(57). 1. ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЬ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, содержащий кожух, ог-. неупорную футеровку, камеры горения и насадки, поднасадочное устройство и насадку из огнеупорных блоков с вертикальными каналами, о т л И ч а ю шийся тем, что, с целью

„„SU„„1065 А повышения эффективности нагрева дутья, путем увеличения тепловой мощности и температуры нагрева дутья, в вертикальных каналах насадки на выходных отверстиях опорных поверхностей блоков выполнены кольцевые поперечные выступы высотой

5-10% радиуса канала, при этом высту« пы расположены в одной горизонтальной плоскости с шагом по высоте канала, равным 10-15 градусам канала насадки .

2. Воздухонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что кольцевые поперечные выступы в каналах насадки образованы прокладками иэ термостойкого материала с внутренним диаметром, на 10-20% меньшим диаметра канала, прй этом прокладки установлены в шахматном порядке в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

1 1065

Изобретение относится к металлргии, в частности к воздухонагревателям доменных печей и может быть применено во всех отраслях народного хозяйства, где требуется высокотемпературный нагрев газов. 5

Известны воздухонагреватели доменных печей, состоящие из кожуха, огнеупорной футеровки, поднасадочного устройства и насадки из огнеупорных блоков с ячейками в виде вертикальных гладких каналов (1).

Недостатком этих конструкций воэдухонагревателей является невысокий

КПД, так как насадка с гладкими каналами имеет низкий коэффициент теп- 15 лопередачи от дымовых газов к насадке и от насадки к нагреваемому агенту, что при увеличении единичной мощности воэдухонагревателей еще более усугубляет этот недостаток.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае- мому результату является воздухонагреватель доменной печи, содержащий кожух, огнеупорную футеровку, камеры горения и насадки, поднасадочное устройство и насадку из огнеупорных блоков с вертикальными каналами (2).

Цель изобретения. — повышение эффективности нагрева дутья, путам увеличения тепловой мощности и тем- 30 пературы нагрева дутья.

Поставленная цель достигается тем, что в воздухонагревателе доменной печи, содержацем кожух, огнеупорную футеровку, камеры горения и на- 35 садки, поднасадочное устройство и насадку из огнеупорных блоков с вертикальными каналами, в вертикальных каналах насадки на выходных отверстиях опорных поверхностей блоков вы- 4п полнены кольцевые поперечные выступы высотой 5-10% радиуса канала,при этом выступы расположены в одной горизонтальной плоскости с шагом по

Высоте канала равным 10-15 радиусам 45 канала насадки.

Кроме того, кольцевые поперечные выступы в каналах насадки образованы прокладками из термоетойкого материала, (например, углепластик или материал огнеупорного блокаJ с внутренним диаметром на 10-20% меньшим диаметра канала, при этом прокладки установлены в шахматном порядке в горизонтальной и вертикальной плоскостях.

Кольцевые поперечные выступы могут быть образованы огнеупорными блоками специальной конструкции, в которых выступы выполнены на выходных отверстиях опорных поверхностей 60 блоков.

Выполнение высоты выступа в огнеупорных вертикальных каналах насадки менее 5Ъ радиуса канала и выполнение шага выступов менее 10 значений ра480 диуса канала не способствует повышению тепловой мощности воздухонагревателя, приводит к повышенному расходу топлива на нагрев насадки.

Выполнение высоты выступа в вертикальных каналах огнеупорных блоков насадки более 10Ъ радиуса канала и шага выступов в одной горизонтальной плоскости более 15 значений радиуса канала не способствует дальнейшему увеличению тепловой моцности воздухонагревателя, способствует повышенному расходу топлива на нагрев насадки, а также возникновению пульсации проходящих газовых потоков за счет создания вихревых зон в пристенном слое канала.

Кроме того, увеличение высоты выступа более 10% радиуса канала на-. садочного блока приводит к значительному увеличению гидравлического сопротивления насадки требуемого увеличения мощности воздуходувных средств.

Те же закономерности характерны и для варианта выполнения насадки с поперечными выступами в вертикальных каналах, образованных термостойкими прокладками, уложенными между стандартными огнеупорными блоками насадки .

На фнг. 1 показан воздухонагреватель доменной печи, общий вид; на фиг. 2 — узел 1 на фиг. 1.; на фиг.3вариант выполнения насадки с прокладками; на фиг. 4 — то же, с применением специальных блОков; на фиг. 5 узел П на фиг. 2; на фиг. б — вид А на фиг. 5.

Воэдухонагреватель доменной печи состоит из кожуха 1, на внутренней поверхности которого уложены огнеупорная футеровка 2 камер горения 3 и насадки 4, объединенных общим куполом 5. B нижней части камеры 4 насадки выполнено поднасадочное устройство 6,. на решетке 7 которого уложена огнеупорная насадка 8 из блоков 9, уложенных вперевязку.

Это значит, что каждый блок 9 насадки 8 опирается на несколько блоков

9 лежащего под ним слоя насадочных блоков,9. Вертикальные каналы 10 каждого из блоков 9 расположены при этом один над другим и создают вертикальные каналы 11 по всей высоте насадки 8, опирающейся через решетку 7 на поднасадочное устройство б.

В вертикальных каналах 11 насадки 8 выполнены поперечные выступи

12, образованные либо непосредственно самим огнеупорным блоком 9 специальной конструкции, либо уста-. новкой прокладок 13, уложенных между стандартными блоками 9 . Поперечные выступы 12 в вертикальных каналах 11 насадки 8 выполнены с шагом

Н, равным 10-15 значений радиуса

106 5 480 вертикального канала 10 насадочного блока 9, при этом величина высотЫ поперечного выступа 12 составляет

5-10% радиуса канала 10 насадочного блока 9 насадки 8.

Поперечные выступы 12 могут быть образованы прокладками 13 из термостойкого материала с внутренним диаметром на 10 -20Ъ меньшим диаметра. канала 10 насадочного блока 9 насадки 8. При этом прокладки 13 установ- 10 лены в шахматном порядке в вертикаль-. ной и горизонтальной плоскостях насадки 8 с шагом Н по высоте канала

11, составлякщим 10-15 значений радиуса вертикального канала 11 насад- 5

8.

В специальных насадочных блоках

9 насадки 8 поперечные выступы выполнены на выходных отверстиях опорных поверхностей 14 блоков 9. 20

Воэдухонагреватель доменной пе- . чи работает следующим образом.

При различных режимах работы воздухонагревателя "На дутье" или

"Нагрев насадки" газообразные lIpo дукты движутся Ilo каналам 11 насадки 8, уложенной в камере 4 насадки на решетке 7 поднасадочного устройства 6.

При движении газообразных потоков в вертикальных каналах 11 насадки 8, образованных вертикальными каналами 10 насадочных блоков 9, происходит турбулизация потока в пристенном слое каналов 11, что приводит к созданию вихревых зон с увеличенной скоростью движения газообразного потока. В режиме "Нагрев насадки", когда по вертикальным каналам 11 насадки 8 проходят продукты сгорания, более интенсивно нагревают насадку 8. Образование вихревых эон в пристенном слое газового потока не вызовет скольконибудь значительного роста гидраалнческого сопротивления насадки в р4 жимах "Нагрев насадки" и "Нагрев дутья", так как расположение колвц@вых поперечных выступов 12 в кана; лах 11 насадки 8 с шагом Н, равньиа

10-15 радиусам канала 10 насадочнф го блока 9, позволит вихревым эонац двигаться вдоль стенок каналов 11, не вызывая пульсации, роста скорос» ти и турбулиэации.основйого потока газа.

Предлагаемое техническое решение по сравнению с базовым объектом позволит значительно повысить тепловую мощность воздухонагревателя, увеличить теплоотдачу на 30-40%, сократить расход топлива на нагрев воэдух4 или окислителя и увеличить температуру нагрева дутья на 60-80 С.

Увеличение температуры нагрева дутья на 60-80 С позволит снизить удельный расход кокса .на 8-10 кг на тонну чугуна.

1065480

1065480

fZ я о

Составитель Р.Сейфулов

Редактор О.Черниченко Техред С. Мигунова Корректор A,Tÿñêo

Заказ 11010/31 Тираж 544 Подписное

ВНИИПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППИ "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

dA .лд

У

18 н