Шахтная печь для плавки металла

 

Союз Советских

Социалистических республик () ) ) 996451

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 28..07.81 (21) 3325052/22-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.02.83. Бюллетень № 6 (51)М. Кл.

С 21 В 13/02

F 27 B 1/00

3Ьеударотеснный комитет

СССР но делом изобретений н открытий (5З) УДК 669.181. .423 (088.8)

Дата опубликования описания 17.02.83

Е.Л. М едиокритский, В. И. Ермаченко (72) Авторы изобретения. Чумов

) т -,т.,=

l т.

Завод-ВТУЗ при Заводе Ростселцйаш Филттала Роста ого-на-Дону института сельскохозяйс щйннбгй: манжност (71) Заявитель (54) ШАХТНАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ПЛАВКИ МЕТАЛЛА

Изобретение относится к металлургии и касается устройства для плавки металлов.

Для плавки металла применяются тигельные, ванные печи с пламенным или электрическим обогревом, камерные пе чи, коксовые и газококсовые вагранки, электропечи и т.д.

Известно устройство для мокрой очиотки дымовых газов вагранки, содержащее . кожухшахту и пылегазоочистное устройство в виде мокрого искрогасителя с полусферическим промежуточным кожухом (1).

Однако утилнзапия тепла отходящих продуктов сгорания в этом устройстве не предусмотрена, а следовательно КПД пэ чи, теплотехнические характеристики еениже, чем у печей, снабженных тепло-утилизаторами-рекуператорами или регенераторами.

Наиболее близкой по технической сущго ности и достигаемому результату к изобретению является шахтная печь для плавки металла, содержащая корпус шахты, 2 ,встроенный под колошннком рекуператор, куполообразный кожух вокруг него и внеш. ннй кожух искрогасителя с днищем, соединенные так, что образуют для отходящего газа последовательные кольйевые каналы, дожнгающее устройство в зоне колошннка с горелкой и воздушными соп лами и течки для удаления пыли с водой (2 )

Однако, иэ)а несовершенства конструн» ции рекуператора осуществлен только односторонний обогрев в нем, вследствие несовершенства дожигающего устройства, низкой пылегазоочистной способности иокрогасителя это устройство не позволяет . использовать sce резервы шахтной печи.

Белью изобретения является снижение расхода топлива за счет интенсификапии теплообмена и совершенствования дожтьгания продуктов сгорания.

Поставленная пель достигается тем, что шахтная печв для плавки металла, содержащая корпус шахты, встроенный над холошником рекуператор, куполооб разный кожух вокруг него и внешний кожух искрогасятеля с днищем, соединенные. так, что образуют для отходящего газа последовательные кольцевые каналы, дожигающее устройство в зоне колошника с горелкой и воздушными соплами и теч« кя для удаления пыли с водой, снабжена соплами, размещенными равномерно по окружности, но на разных высотах и.уо» тановлены таягенциальяо s корпусе шахтырв прячем угол наклона каждого сопла в вертикальной оси увеличивается с высо той его расположения, à днище искрогясителя выполнено конусообразным и прилегает к корпусу рекуператора под 1у » 30 0 .

Шахтная печь имеет отношения величины зазора между рекуператором и его кожухом к внутреннему диаметру рекуператора составляет 0,3 0,5, соот- уй ветственно к Расстоянию от кожуха рекуператора до кояусного днища 0,8-1,0 и к величине зазора между обоими кожуха- ми 1,0 1,5.

Шахтная печь имеет искрогаситель, снабженный конпевой трубой с отверстиями, расположенной внизу куполообразного кожуха.

Организация двухстороннего обогрева рекуператора продуктами сгорания, Зй осуществлеяие враиятельного движения продуктов сгорания после дожигательного устройства и сохранение этого движения во внутреннем цилиндре рекуператора . улучшают теплопередачу,в рекуператоре, способствуют более полной утилизации тепла продуктов сгорания шихтной цечи.

Выполнение искрогасителя с конусным днищем под углом 30-40 к внешнему цилиндру рекуператора (угол 9 - угол между вертикалью и стенкой днища) по46 зволяет осуществлять оптимальные условия осаждения пыли и дальяейшего ее удаления яэ яскрогасителя в зависнмооти от ее гранулометрического и физиксхимического состояния. В случае угла Ч более 40о пыль любой крупности не может перемещаться под действием своего веса, а в случае угла Ч менее 30о скорость движения пыли возрастает и происходит быстрый износ стенок днища.

Поворот потока продуктов сгорания на 180о с изменением скорости дввкения продуктов cropassa при выполнении укаэанных соотношений создает благоприятные условия для очистки продуктов сгорания от пыли, что является первой ступенью очистки, а установка кольцевой водораздающей трубы с перфорированными

3 996451 4 мелкими отверстиями внизу куполообразного кожуха рекуператора, что является второй ступенью очистки, способствует процессу очистки продуктов сгорания от пыли и ее удаление из печи

Указанные соотношения расстояния куполообразного кожуха. к диаметру внутреннего цилиндра рекуператора к расстоянию от наружного цилиндра рекуператора, к расстоянию до конусного днипа и к расстоянию до кожуха искрогасителя предложены иэ выполненных аэродинамических расчетов, причем меньшая величина обусловлена допустимыми местными и линейными сопротивлениями, а большая величина - габаритными размерами установки.

На фнг. 1 изображена шахтная печь, общий вид; на фяг. 2 - разрез A-А на фяг.1; на фяг. 3 - 5 представлена установка воздушных сопел в дожигательной печи.

Шахтная печь имеет шахту 1, камеру дожигания 2, состоящую из форсунки (горелки) 3 и несколько сопел 4, равномерно и тащ.енциально установленных к образующей рабочее пространство печи. asляндрической поверхности, причем сопла установлены с увеличивающимся углом яо отношению к горизонтали (фяг. 3 - 5), рекуператор 5 двустороннего обогрева и двойной циркуляции воздуха, куполообразный футерованный кожух 6 рекуператора, кожух искрогасителя 7 с зонтом, конус ное днище 8 искрогасителя, угол конус ности которого составляет 30-40, водораздаточную кольцевую трубу 9 с мелкими перфорированными отверстиями, течки

10 для удаления шлама и воды, равномерно установлен иле по окружности искрогасителя.

Шахтная печь работает следующим образ ом г

Продукты сгорания поднимаясь по шахте 1, поступают в камеру дожигания

2, где непрерывно сжигаются с небольшим расходом топлива с помощью форсунки (или горелки) 3. Форсунка (горелка) является источником зажигании для отходящих продуктов неполного сгорания, в которых обычно содержится окись углеро» да (СО). Необходимое количество воздуха подается для дожигания через сопла 4.

Затем продукты сгорания, получив дополнительный импульс вращения or тангенциальных воздушных струй, вытекающих иэ сопел 4, поступают в радиационный рекуператор 5 двустороннего обогрева (cD стороны продуктов сгорании) и двойной циркуляции воздуха с прааежуточным

596451 4 футерованным кожухом 6, огибают реку- со стороны продуктов сгорания в 1Ä5ператор, меняя направления движения на 2 раза; повысить КПД очистки от пыли

180о, и опускаются к коническому дни-- продуктов сгорания на 10-20%; поднять щу 8, где вновь поворачивают на 180о температуру расплава материалов в печк . и поднимаются по кольцевой щели, обре у эа счет подогретого дутья в.рекуперато» эованный промежуточными футерованным. ре двустороннего обогрева; улучшить кожухом 6 и кожухом искрогасителя 7. yaanesse пыли и шлама иэ искрогаситеДля распыл ванин воды, которая подается:, ля; увеличить срок службы и еффвктнвдля смачивания и коакуляции тыли, содвр ность работы искрогасителя и, в целом, жащвйся в продуктах сгорания, ис ользу Ю; печи. ется кольцевая водорвздаточная труба- 9 с мелкими перфорированными отверстиями.

Образевавшийся шлам -..по конусному Ф о р м у л а и э о б р е т е н и я днищу стекает в течки 10. Установка со» пел 4 в размах горизонтальных плоскос- %. 1. Шахтная печь для плавки металла, тях равномерно: о окружности и по ка . содериаая корпус шахты, встроенный сательной к образующей рабочее прост- - иад колошником рекуператор, куполообраиство печи цилиндрической поверхности . разный кожух вокруг него и внешний с увеличиваюпцв ся углом- наклона по, кожух искрогасителя с днзпцвм, совдиотношвнию к вертикали от 40 до 90 » Зб. пенные так, что образуют кольцевые za

Позволяет закрутить поток дожнгавмый: нала для отходящего газа, донщгающвепродуктов сгорания-н. тем самым улуч- устройство в зоне колошникв с горелшить их первмеппюание, а также создать. кой и воздушными соплами и течки nnn . дополнительную турбулиэацию-и интенси» .. удаления пыли с водой, о т л и ч а юфмпировать тецлообмен от продуктов сго» 2$ .sc а я с я тем, что, с целью снижения ранна к поверхности sarpena рекупвратора, расхода топлива за счет интенсификации

Исполнение днища 8 искрогасителя - теплообмена и совершенствования дожига-; конусвим, примыкающим-K наружному ния продуктов сгорания, сопла размещены цилиндру рекуператора с углом 30-40о,- равномерно по окружности на разных ма» создает условия для хорошего схода - За .сотах и установлены тангеншщльно в корпыли и шлама к течкам 10, равномерно -:,пусе шахты, причем чем больше высота, установленным по окружности кожуха тем больше угол наклона каждого сопла искрогасителя 7. При етом увеличивает х вертикальной ocsÄ а днище искрогаси расстояние (путь} для коагуляпни части геля выцолнено конусообразным и цричвк пыли. Выполнение отношения рассто- мыкает х корпусу рекупвратора под nobc

ЗФ: Э Щ0о ружного цилиндра к диаметру внутренне 2. Печь по и. 1, о т л и ч а ю щ а I го цилиндра рекуператора 5 равное (0,3. с п тTеeMм, что отношение величщы зазора

0,5) к расстоянию до коиусного днища . между рекуператором .и ее о кожухом к

8 (0,8-1,0) и к расстоянию до кожуха .внутреннему диаметру рекупвратора сооискрогасителя 7 (1,0-1,5) лозволяет. тавляет О,З 0,5, соответственно к рао цри нижних значениях диапазонов чисел стоянию от, кожуха рекуператора до ко получить максш ильно допустимые зна- нусного днища 0,8-1 0 и к величине эа чения сопротивлений на дымовой тракте,: зора между обоими кожухами 1,01,5. а при больших значениях ограничить га -. 3. Печь по пп. 1 и 2, о т л и ч а фф баритные размеры установки. ю m а я с я тем, что искрогаситвль

Установка водораэдаточной кольцевой снабжен кольцевой трубой.с отверстиями, трубы 9 с мелкими перфорированными расположенной внюу куполообразного коотверстиями внизу футврованного кожуха жуха.

6 дает возможность интенсифипировать Источники информации, и улучшить очистную способность искрю принятые во внимание при експертюе

М гасителя, т.е. повысить КПД очистки 1. Авторское свидетельство СССР .от mns продуктов сгорания. 34 715909, кл. Р 27 В 1/01, 1976.

Шахтная печь позволяет интенсифнпи: 2. Огородников B,Н.,и др. Соврвменровать процесс дожигания, отходящих про- ное состояние ваграночной плавки за рубедуктов неполного сгорания; увеаяить и жом. М., НИИМаш, Литейное машиностроконвективный коеффипивнт теплообмена ение, 1978, с. 81, рис. 12.