Вагранка

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

„„941823

О0 ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ! (61) Дополнительное к авт. свид-ву— ! (22) Заявлено 16.12.77 (21) 2555727/29-33 (51) с1 K.

F 27 В 1/08 с присоедИнением заявки №вЂ” (23) Приор|стет—

Государственный комитет

СССР

Опубликовано 07.07.82. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 17.07.82 (53) УДК 621.745..34 (088.8) йо аелам изобретений и открытий (72) Автор

H Ioápe гения

А. А. Черный

", "у °.: -"И, . сся,. с (71) Заявитель (54) ВАГРАНКА

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, в частности к оборудованию минераловатного производства.

Известна газовая вагранка, содержащая шахту с встроенными газовыми горелками и водоохлаждаемые балки, делящие шахту на две камеры: верхнюю — плавления и нижнюю — перегрева. С целью стабилизации процесса плавления силикатных расплавов, газовая вагранка снабжена размещенной на водоохлаждаемых балках огнеупорной насадкой, выполненной из тугоплавких и термоотойких материалов (! ) .

К недостаткам этой газовой вагранки относятся наличие водоохлаждаемых балок, делящих шахту иа две камеры, так как на эти балки налипают расплавленные силикатные материалы, температура расплава снижается, уменьшаются проходы для газов и . расплава между охлаждаемыми балками, увеличиваются тепловые потери, связанные с нагревом волы в балках, а также наличие нижней камеры, которая не заполнена огнеупорной насадкой и в которой наблюдаются большие тепловые потери стенки, в связи с чем снижается коэффициент полез2 ного действия вагранки и не достигается требуемая температура расплава силикатных материалов.

Кроме того, при такой конструкции газовой вагранки затрудняется удаление огнеупорной насадки и нерасплавившихся силикатных материалов с шахты после плавки, усложняются ремонт футеровки. подготовка плавильного агрегата к плавке.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является вагранка, содержащая шахту с расположенными в ее нижней части радиально равномерно по периметру горелками (2).

Исследованиями установлено, что рационально выполнять горелки газовых вагранок с огнеупорной насадкой с круглыми выходными сечениями, диаметр которых должен быть 40 — 90 мм. В таких горелках достигается короткофакельное сжигание газа, горелки можно размещать равномерно Ilo периметру шахты в несколько рядов. по высоте. Однако это приемлемо только для газовых вагранок с диаметром шахты

500 — 700 мм. В вагранках с диаметром шахты больше 700 мм, такие вагранки, но на твердом топливе, преобладают в промышлен941823

30

55 ности строительных материалов, сложно или невозможно разместить в нижней части шахты большое количество горелок с диаметрами в выходных сечениях 40 — 90 мм, особенно если применяется горячее воздушное дутье. Кроме того, не обеспечивается глубокое проникновение горячих газов в огнеупорную насадку и равномерность

Ьбогрева огнеупорной насадки.

Цель изобретения — повышение производительности, термического коэффициента полезного действия и температуры получаемого жидкого расплава.

Поставленная цель достигается тем, что в вагранке, содержащей шахту с расположенными в ее нижней части радиально, равномерно по периметру, горелками, каждая горелка выполнена с вертикальным щелевым каналом, высота и ширина которого соответственно равны 0,09 — 0,65 и 0,02—

0,1 диаметра шахты.

При этом горелки установлены в шахматном порядке, причем расстояние между верхними кромками каналов нижнего и верхнего рядов и расстояние между осями горелок на выходе соответственно равны 0,04 — 0,5 и 0,1 — 0,63 диаметра шахты.

Указанные величииы рациональны в пре- 25 делах

0,09 Рш от (0 650шпри 0,02 Рщ (Ът 0,1 0ш, 0,04 Р и Н к 0,5 Рщп Ри 0,1 DUI а, < 063 Рш в связи с тем, что при hT à. 0,09 D è прочих одинаковых условиях значительно увеличи- З5 вается количество горелок, усложняется футеровка, уменьшается глубина проникновения газов в огнеупорную насадку, снижаются температура расплава, термический КПД, производительность вагранки, при h„>0,65 DIU необходимо увеличивать высоту огнеупор- 40 ной насадки, расход огнеупоров, при этом увеличиваются тепловые потери на нагрев и плавление огнеупоров, а глубина проникновения горячих газов в огнеупорную насадку, достигнув максимума при пт = 0,65 D1I1, 45 далее не увеличивается.

Влияние Нк на -увеличение глубины проникновения горячих газов в огнеупорную насадку, повышение температуры расплава и производительности вагранки начинается при Нк 0,04 Рш и заканчивается при Нк ——

0,5 Рщ. При Нк>0,5 Р,„глубина проникновения горячих газов в огнеупорную колошу, достигнув максимума при Н„= 0,5 Рщ, в дальнейшем не увеличивается.

Для достижения положительных результатов по повышению температуры расплава и увеличению производительности вагранки величина h должна быть больше b, причем величина b7 должна находиться в пре4 делах 0,02 Рщ b <0,1 D,áëàãîäàðÿ чему обеспечивается возможность применения небольших по размерам кусков огнеупоров для насадки и обычных шихтовых материалов для плавки. Величину атрационально выдерживать в пределах 0,1Рщ ат<0,063 D0I, поскольку в этом случае не усложняется футеровка шахты в зоне расположения горелок и обеспечивается равномерность обогрева горячими газами огнеупорной насадки по периметру шахты.

На фиг. 1 изображена вагранка, общий вид; на фиг. 2 — разрез А — А на фиг. 1.

Вагранка состоит из шахты 1, в нижней части которой, у подины 2, размещены газовые горелки 3. Вертикальные щелевые каналы 4 газовых горелок расположены радиально, равномерно по периметру шахты.

При таких горелках увеличивается глубина проникновения горячих газов в огнеупорную насадку 5, благодаря чему повышается температура получаемого жидкого расплава увеличивается термический коэффициент полезного действия вагранки. Вертикальные щелевые каналы при выполнении их нижних стенок под углом 10 — 30 к горизонтальной плоскости не заливаются и не перекрываются расплавом. Выпуск расплавленного материала производится через летку 6.

Работа вагранки происходит так, что она незначительно отличается от работы обычных вагранок или газовых вагранок с холостой огнеупорной колошей.

Сначала производится розжиг горелок дровами или запальником, для чего через горелки 3 и вертикальные каналы 4 подается воздух, а затем природный газ. Горящими факелами нагревается футеровка вагранки до 1500 — 1650 С, после чего на высоту выше каналов горелок загружается огнеупорная насадка, состоящая из кусков шамотного или высокоглиноземистого огнеупора, карборунда, боя угольных электродов, углеродсодержащих брикетов или шаров.

Оптимальным материалом для огнеупорной насадки при плавке силикатов являются огнеупорные шары 125 мм, состоящие из шамота и углерода.

После прогрева огнеупорной насадки до

1500 — 1650 С загружают шихту, состоящую из различных силикатных материалов, шлаков, боя строительных кирпичей, известняка. На огнеупорной насадке шихта плавится, расплавленный материал, стекая по кускам огнеупорной насадки, перегревается и выходит через летку 6 в нижней части шахты.

3а пределами шахты жидкий шлак распыляется и превращается в шлаковату. Для поддержания постоянной высоты огнеупорной насадки в шихту добавляется небольшое количество огнеупоров, которые не разрушаясь доходят до зоны плавления, так как их температура плавления выше температуры плавления расплавляемых силикатных

941823

Формула изобретения

Составитель Н. Ильиных

Техред А. Бойкас Корректор В. Синицкая

Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и от крытий

113035, Москва, )K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор О. Половка

Заказ 4818/29 материалов и выше температуры газов в вагранке.

Вагранка может работать как на газообразном, так и на твердом топливе (коксе, угольных брикетах) . При работе на коксе (через горелки 3 и каналы 4 подается только воздух и процесс плавки такой же, как в коксовых вагранках. Но в обоих случаях, благодаря оптимальным геометрическим параметрам каналов горелок (фурм), достигается глубокое проникновение горячих га10 зов в холостую колошу, повышаются по сравнению с плавками в известных вагранках температура расплава, производительность плавильного агрегата,, термический

КПД, в связи с чем себестоимость конечного подукта уменьшается. !5

1. Вагранка, содержащая шахту с расположенными в ее нижней части радиально, 20 равномерно по периметру, горелками, отличающаяся тем, что, с целью повышения производительности, термического коэффициента полезного действия вагранки и температуры получаемого жидкого расплава, каждая горелка выполнена с вертикальным щелевым каналом, высота и ширина которого соответственно равны 0,09 0,65 и

0,02 — 0,1 диаметра шахты.

2. Вагранка по п. 1, отличающаяся тем, что горелки установлены в шахматном порядке, причем расстояние между верхними кромками каналов нижнего и верхнего рядов и расстояние между осями горелок на выходе соответственно равны 0,04 — 0,5 и

0,1 — 0,63 диаметра шахты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 503107, кл. F 27 В 1/08, 1976.

2. Грачев В. А., Черный А. А. Применение природного газа в вагранках. Саратов, Приволжское издательство, 1967, с. 16 — 17