Способ нагрева металла в печи открытым факелом

 

Изобретение относится к металлургической теплотехнике и может быть использовано в нагревательных печах. Цель изобретения - повышение качества нагрева металла за счет равномерного распределения падающих потоков на металл. Сущность способа заключается в том, что поверхность кладки по длине печи разбивается на зоны, каждая зона покрывается обмазкой, имеющей различную степень черноты. Значения степени черноты в каждой зоне по длине печи рассчитывают по экспоненциальному закону, который выводится из уравнения температурно- , го поля факела по длине печи. 1 табл. i (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) Af (5)) 4 С 21 )) 1/52, С 21 0 9/РР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР по делАм изоБРетений и ОтнРытий (21) 3891089/22-02 (22) 15.05.85 (46) 15.03.87. Бюл. )) 10 (71) Московский вечерний металлургический институт, Всесоюзный институт огнеупоров и Московский металлургический завод "Серп и Молот" (72) В.Т.Пушкин, В.В.Костяков, А.Г.Зеньковский, О.N.Êàãàíîâà, И.И.Ионочкин, Д.Д.Шишлов, В.А,Бубнов

В.М.Романов и В.К,Загзоздкин (53) 621.785(088.8) (56) Кривандин В.А., Марков Б.Л.

Металлургические печи. Y. Металлургия, 1977, с. 191

Заболотный А.P. и др. Использование радиационных покрытий для улучшения работы нагревательных печей.

Сталь, 1983, ) - 9, с. 90-9 1. (54) СПОСОБ НАГРЕВА МЕТАЛЛА В ПЕЧИ

ОТКРЫТЫМ ФАКЕЛОМ (57) Изобретение относится к метаплур гической теплотехнике и может быть использовано в нагревательных печах.

Цель изобретения — повышение качества нагрева металла эа счет равномерного распределения падающих потоков на металл. Сущность способа заключается в том, что поверхность кладки по длине печи разбивается на зоны, каждая зона покрывается обмаэкой, имеющей различную степень черноты.

Значения степени черноты в каждой зоне по длине печи рассчитывают по зкспоненциальному закону, который выводится из уравнения температурного поля факела по длине печи. 1 табл.

1296602

Изобретение относится к разделу металлургической теплотехники и может быть использовано в нагревательных и термических печах на заводах металлургической и машиностроительной 5 промышленности.

Целью изобретения является повышение качестве нагрева за счет равномерного распределения падающих на металл тепловых потоков.

f0

На огневом стенде с размерами рабочего пространства 2,0 х 0,6 х 0,6 м был опробован предложенный способ.

Рабочая камера была футерована шамотным кирпичом марки А. Стенд отапливался горелкой ГНП-5, установленной в торце рабочей камеры. Расход природного газа составлял 20 м /ч. На поду рабочей камеры был установлен пятисекционный водяной тепломер для измерения падающих на металл тепловых потоков. Температуру факела определяли температурой градуировки ИП-1 по !

1 методу двух спаев.

Замеры показали, что температурное поле факела подчиняется экспоненциальному закону:

Т(у) = Т, ехр(-А у) где Т вЂ” температура, определенная для каждого режима.

Два различных температурных режима создавались следующим образом.

В первом режиме на тепломер была насыпана шамотная крошка толщиной

0,1 м. Температурный уровень Т составил 1265 U. Во втором случае засыпка отсутствовала. Т при этом равнялась 1050 С.

Распределение тепловых потоков, падающих на металл, носило аналогичный характер.

Пример 1. Температурное поле факела описывается уравнением:

Т(у) = 1265 ехр(-0,051у), Для первого режима значения тепловых потоков для эон по ходу развития факела составили, кВт/м : q< = 1600, q = 1450 q = 1360," q = 1270, 1190. Неравномерность в величи5 не падающих тепловых потоков составила по зонам: во второй - 9,4Х; в третьей — 151 в четвертой — 20,6Х; в пятой — 68,8Х.

Для выравнивания тепловых потоков внутренняя поверхность кладки рабочеи камеры была разбита на пять зон по длине стенда шириной 0,4 м.

Средняя степень черноты для покрытия кладки печи равна Е = 0,8, что обеспечила максимальный уровень экономии топлива. Каждая зона в дальнейшем была покрыта обмазкой, имеющей различную степень черноты.

Уравнение для определения степени черноты обмазки по длине печи имеет вид

0 648 ехр (-0 204 ° у)

Степень черноты первой зоны (считая от горелки) E = 0,68, далее по ходу развития факела С = 0,73;

Еэ = Ов8; E = 0,86@ Е -= Оэ93 °

Замеры величия тепловых потоков, падающих на металл, после обмазки всей поверхности кладки (стен и сво" да) показали, что тепловые потоки возросли и в первой зоне были равны

2120 кВт,во второй — 2120 кВт, в третьей — 2 170 кВт, в четвертой—

2200 кВт и в пятой — 2220 кВт. При этом неравномерность падающих тепловых потоков резко уменьшилась и составила в первой и второй зонах—

4,5Х в третьей — 2,25Х в четвертой — 0,9%.

При этом значение концентрации

N0 â продуктах горения, покидающих огневой стенд до обмазки, было равно

480ррм. После обмаэки в результате снижения температуры газа концентрация NO составила величину 375 ррм.

Определение концентрации NO проводилось методом ИК-спектроскопии с помощью спектрометра Леркин-Зль-: мер 180.

Измерение расхода топлива до и после обмазки кладки показало, что расход топлива уменьшился на 4Х.

Пример 2. Температурное поле факела описывается уравнением

Т(у) = 1050 ехр(-0, 11 у). Уравнение для определения степени черноты покрытия имеет вид:

0 519

exp(-0,44 у) Результаты исследования теплового режима с температурным уровнем Т ь, о

1050 С сведены в таблицу, Таким образом, опытная проверка предложенного способа в лабораторных условиях подтвердила наличие положи

296602 4 металл тепловых потоков, покрытие на поверхность кладки наносят послойно с различной степенью черноты в направлении развития факела, определяе5 мой по формуле, Г, В ехр ° (.4 А у)..

Формула изобретения

Способ нагрева металла в печи открытым факелом, включающий подачу потока продуктов сгорания вдоль поверхности нагреваемого металла с одновременным нанесением на поверхность 55 кладки печи покрытия с повышенной степенью черноты, о т л и ч а ю— шийся тем, что, с целью повышения качества нагрева эа счет равномерного распределения падающих на - 20 где с ср

В = ср

Т А о

Неравномерность тепловых

Неравномерность тепловых потоков

Тепловой

Тепловой

У зоСтепень черноты обмаэки

t;. поток при обмазке, кВт/м поток при первичной кладке, квт/м2 от окон о длине ечи, Х по длине печи, X

936

0,57

820

2,7

0,67

760

13,4

962

24,4

958

0,4

620

0,77

914

4,9

0,84

34,1

540

0,96

470

42,7

912

5,1

Составитель В.Пушкин

Техред А.Кравчук Корректор А.Зимокосов

Редактор К.Волощук

Заказ 720/30

Тираж 550 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1130359 Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие,. г. ужгород, ул. Проектная, 4

3 1 тельного эффекта. Кроме того; концентрация окислов азота в отходяпгих газах уменьшилась с 280 ррм до

170 ррм.

Расход топлива уменьшился с 19 до 18 м /ч, т.е. расход топлива уменьшился на 5%. степень черноты покрытия, средняя степень черноты по длине печи

Т /Т," (Т /А Ь ) (ехр (-А L ) — 1)средняя температура по длине печи, длина печи, эмпирические коэффициенты, определяемые для каждой печи из уравнения температурного поля факела.