Камера горения воздухонагревателядоменной печи

 

с. „и:..<т::ес."".* О П И С А Н И Е <и)8401 25

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 06.09. 79 (21) 2814780/22-02 (51)М. Кл.

С 21 В 9/00 с присоединением заявки РЙ— (23) Приоритет—

Гооударотевнный квинтет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК669. 162. .. 231. 85 (088. 8) Опубликовано 23.06.81. Бюллетень йо 23

Дата опубликования описания 25 . 06. 81

М.Г.-Б.Кутнер, Н.Н.Подкантор, А.Н.Жариков, И.А.Бритвин, А.С.Гусаров, В.Н.Никифоров, В.В.Малый, Э . о.

Л.П.Грес, В.В.Лебедев> Ю.М.Флейшман, Ф.P Шклов, <:":.Я.П.Калугин, В.H.Äåíèñåíêo и В.Ф.Белошап а

g Ф m ; -..

1. 4-й.. 4 I Ц

Украинский государственный институт по т(роекти1Ывайиюметаллургических заводов 1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) КАМЕРА ГОРЕНИЯ ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЯ ДОМЕННОЙ

ПЕЧИ

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к конструкциям воздухонагревателей доменных печей, и может быть применено во всех отраслях народного хозяйства, где требуется высокотемпературный нагрев

5 дутья.

Известны воздухонагреватели доменных печей, содержащие кожух, огнеупорную футеровку камеры горения и ю насадки, купол, штуцер горячего дутья и горелку 11.

Недостатками известных конструкций воздухонагревателей являются низкая стойкость кладки камеры горения, а также разрушение разделительной стенки камер насадки и горения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является доменный воздухонагреватель, содержащий кожух, футеровку верхней высокотемпературной зоны более огнеупорным кирпичом, чем нижней низкотемпературной зоны, камеры горения и насадки, купол, штуцер горячего дутья и горелку 52 ).

Недостатком известной конструкции

I доменного воздухонагревателя является низкая стойкость камеры горения и разделительной стенки, испытывающих значительные крип и температурные напряжения, уровень которых возрастает по мере увеличения температуры купола.

Причиной появления напряжений является различие в температурах внутренней и наружной поверхностей рядов кирпича, величина которой меняется, вследствие чего наблюдаются различия в тепловом расширении отдельных рядов кладки.

Цель изобретения -. повышение стойкости стенок камеры горения и уменьшение температурных воздействий по ее высоте.

Поставленная цель достигается тем, что в камере горения над штуцером горячего дутья вьппе стыка верхней и нижней зон на расстоянии 0,1-0,2 диа3 8401 2 метра камеры горения установлена дополнительная тангенциальная горелка.

На фиг.1 изображен доменный воздухонагреватель, вертикальный разрез; на фиг,2 — разрез А-А на фиг.!.

Доменный воздухонагреватель состоит из металлического кожуха 1, к внутренней поверхности которого примыкает огнеупорная футеровка 2. Воздухонагреватель содержит камеру на- ц> садки 3 и встроенную камеру 4 горения, объединенные общим куполом 5. Огнеупорная футеровка камеры 4 горения в верхней зоне 6 выложена высокоогнеупорным кипоустойчивым кирпичом д (например динасом), а футеровка нижней зоны 7 — менее крипоустойчивым кирпичом, например муллитокорундовым (72 At<0>) или муллитовым (62 A8<0$, В нижней зоне 7 камеры 4 горения встроена горелка 8,.над которой врезан штуцер 9 горячего дутья. В верхней зоне

6 камеры 4 горения над штуцером 9 горячего дутья установлена тангенциально к внутренней поверхности зоны 6 д камеры 4 горения дополнительная горелка 10, расположенная выше стыка зон 6 и 7 на расстоянии 0,10-0,20 значений .диаметра камеры 4 горения, т.е. на расстоянии 0,2-0,5 м. 30

Доменный воздухонагреватель работает следующим образом.

В период нагрева насадки в горелку 8, встроенную в нижнюю зону 7 камеры 4 горения, подается на сжигание м низкокалорийное топливо, например доменный газ с избытком воздуха. При сжигании доменного газа в нижней зоне 7 камеры 4 горения, выложенной муллитовыми или муллитокорундовыми огне- 40 упорами, достигаются температуры порядка 1050-1150, что при окислительной атмосфере создает благоприятные условия для службы этих огнеупоров.

После сгорания низкокалорийного 45 (доменного) газа в продукты сгорания, имеющие избыток кислорода, через дополнительную горелку 10, установленную над штуцером 9 горячего дутья, подают природный газ тангенциально к so внутренней поверхности высокотемпературной зоны 6 камеры 4 горения выше с тыка зон 6 и 7 на расстояние 0,1-0,2 значений диаметра камеры 4 горения, Сжигание высококалорийного топлива 55 (природного газа) в количестве, необходимом для получения заданной температуры под куполом 5 и в верхней

5 4 зоне 6 камеры 4 горения, способствует длительной работе огнеупоров, обеспечивает насадку 3 необходимым теплом. Например, для динасовых огнеупоров необходимо подать в дополнительную горелку 3-5 природного газа для получения температуры под куполом

1500 1550оС.

Основной причиной низкой стойкости кладки камеры горения высокотемпературных воздухонагревателей является. деформация огнеупоров при значительных температурах и нагрузках.

При использовании газовых горелок

ИЗТМ длина факела составляет 8-10 м, э а при использовании керамических горелок — 14-16 и. Температуры по высоте камеры горения, начиная от штуцера .горячего дутья и до купола в период нагрева, отличаются на 50-80 о и составляют 1400-1500 С, а в период дутья — 1450-1350оС. Нагрузки Hà огнеупоры на уровне штуцера горячего дутья составляют 4-6 кг/см . Напри% мер, для огнеупоров типа MKB-72 при температурах 1400 и 1450 С допустимые нагрузки составляют 3 и 0,5 кг/см соответственно (ГОСТ-20901-75)..

Необходимость выбора места установки дополнительной горелки объяс" няется тем, что если подвод природного газа опустить ниже границы раздела динас - MK5-72, то в районе кладки из муллито-корундовых огнеупоров развиваются температуры порядка 15001600 С,недопустимые при нагрузках на о кирпич 2,5-3,0 кг/см . При установке же горелки выше этого уровня природный газ полностью не сгорает и его догорание в насадке приводит к оплавлению кирпичей.

За счет применения предлагаемого технического решения повышается стойкость кладки камеры горения и разделительной стенки путем переноса зоны высоких температур в верхнюю часть камеры горения, где нагрузки незначительны.

Применение предлагаемого технического решения применительно к доменной печи полезным объемом 2000 м по сравнению с известной конструкцией повышает стойкость камеры горения и разделительной стенки на 20-30, а также обеспечивает увеличение тепловой мощности воздухонагревателя с увеличением температуры дутья на

5-100

Формула изобретения

840125

Фи а

Стоимость блока воздухонагревате-! лей (4 шт.) составляет 4 млн.рублей, а межремонтный срок составляет 5 лет, при повышении же стойкости камеры горения и разделительной стенки на

20-ЗОЖ межремонтный срок составит

7 лет. Экономия от внедрения технического решения, достигаемая за счет повышения стойкости камеры го-— рения и разделительной стенки, сос- to тавляет 230 тыс.рублей.

Повышение температуры дутья на

5 С уменьшает расход кокса в доменной плавке на 0,5 кг на тонну чугуна, а при производительности печи в 15

l,5 млн.т чугуна снижение расхода кокса составляет 1,5 млн.0,5 кг =.

750000 кг = 750 т.

При стоимости 1 т кокса 45 рублей экономия от снижения расхода кокса 20 составляет 450 » 45 = 34 тыс.рублей.

Общий экономический эффект составляет таким образом 264 тыс.рублей в год.

ВНИИПИ Заказ 4667/34

Тираж 618 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä,óë.ÏðîåKòíàÿ,4

Камера горения воздухонагревателя доменной печи, содержащая кожух, футеровку нижней и верхних зон стенок камеры, купельную часть, штуцер горячего дутья, основную горелку, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения стойкости стенок камеры горения и уменьшения температурных воздействий по ее высоте, над штуцером горячего дутья выше стыка верхней и нижней зон на расстоянии 0,1-0,2 диаметра камеры .горения установлена дополнительная тангенциальная горелка.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 226648, кл. С 21 В 9/00, 1967.

2. Патент Франции У 2077706, кл. С 21 В 9/00, опублик.1973.