РЕКУПЕРАТИВНЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ КОЛОДЕЦ С ОТОПЛЕНИЕМ ИЗ ЦЕНТРА ПОДА Российский патент 1995 года по МПК C21D9/70 

Изобретение касается нагревательных колодцев с отоплением из центра пода и может быть применено в металлургической промышленности.

Нагрев стальных слитков в колодцах этого типа производится с использованием одного горелочного устройства, установленного в центре пода колодца и работающего на газовом топливе с низкой теплотворной способностью. Газ подается через сопло, установленное в центре упорного канала, а подогретый в керамических рекуператорах воздух поступает по периферии огнеупорной горловины.

Известен нагревательный колодец с центральной подовой горелкой, горелочный тоннель которой выполнен в виде диффузора конфузора с закругленными торцами, торец газоподводящего патрубка расположен ниже конфузора, а воздухоподводящий канал охватывает газоподводящий патрубок [1]
Недостатком известной конструкции колодца является значительное удаление газоподводящего патрубка от верхнего среза горелочного тоннеля, что при определенных расходах газа на горелку приводит к проскоку пламени в конфузор горелочного тоннеля и ухудшает теплообмен в рабочем пространстве колодца. Конструкция горелочного тоннеля (строительная прочность) в реальных условиях работы колодца ненадежна и сложна в изготовлении.

Известен рекуперативный нагревательный колодец, на боковых стенках которого в нижней его части установлены плоскопламенные горелки, горелочный тоннель которых выполнен в виде торроидальной поверхности для обеспечения короткого плоского факела [2]
К недостаткам известной конструкции следует отнести сложность обеспечения равномерного температурного поля в рабочем пространстве колодца при принятой системе отопления, оплавление нижней части слитков, расположенных в районе полоскопламенных горелок. При посаде и выдаче слитков из колодцев неизбежны разрушения кладки как в верхней, так и в нижней части колодцев, разрушение горелочных камней, зашлакование подины, что приводит к нарушению в работе плоскопламенных горелок.

Известен наиболее близкий к предлагаемому рекуперативный нагревательный колодец с отоплением из центра пода, в котором газогорелочное устройство выполнено в виде газоподводящей трубы с насадком, имеющим цилиндрические отверстия в его боковой стенке для выхода газа под углом к воздушному потоку, где для улучшения смешения газа с воздухом и повышенной равномерности температуры по высоте рабочей камеры цилиндрические отверстия насадка выполнены тангенциально, при этом их оси составляют с образующей цилиндрического насадка угол 25-45^о [3]
Недостатком известной конструкции является массивность газового насадка и близкое его расположение к верхнему срезу огнеупорного воздушного канала, что способствует интенсивному нагреву его за счет излучения из рабочего пространства и приводит к резкому снижению эксплуатационной стойкости насадка. В процессе эксплуатации на горизонтальной поверхноcти насадка накапливаются шлак и окалина, что приводит к нарушению газовых потоков и снижению эффективности процесса смешения газа с воздухом.

Цель изобретения интенсификация процесса смешения и сжигания газа, улучшение прогрева нижней части слитков и увеличение стойкости крышек нагревательных колодцев.

Для этого в рекуперативном нагревательном колодце с отоплением из центра пода, содержащем огнеупорный цилиндрический канал для подачи воздуха от рекуператоров и газоподводящую трубу с насадком с соплами, расположенным по центральной оси канала для выхода газа под углом к воздушному потоку, верхняя часть горелочного канала имеет торроидальную форму, при этом торец насадка расположен на уровне начала торроидальной поверхности, а сопла насадка установлены на плоской поверхности и наклонены к вертикальной оси под углом 20-25^о, а нижнее сечение сопл основания насадка смещено по отношению к верхнему сечению сопл основания насадка на 25-30^о по окружности центров отверстий.

На фиг. 1 изображен предлагаемый рекуперативный нагревательный колодец, разрез; на фиг. 2 цилиндрический насадок с соплами; на фиг.3 разрез А-А на фиг.2.

Рекуперативный нагревательный колодец с отоплением из центра пода содержит огнеупорный цилиндрический канал 1 для подачи воздуха через подводящий канал 2 от рекуператора 3, газоподводящую трубу 4, на верхнюю часть которой устанавливается цилиндрический насадок 5 с соплами 6. Верхняя часть горелочного канала 7 имеет торроидальную форму. Сопла 6 насадка 5 наклонены к вертикальной оси под углом α=20-25^о, а нижнее сечение сопл 6 основания насадка 5 смещено по отношению к верхнему сечению сопл 6 основания насадка 5 на угол β= 25-30^о по окружности центров отверстий. Газоподводящая труба 4 с насадком 5 устанавливается в огнеупорном цилиндрическом воздушном канале 1.

Рекуперативный нагревательный колодец работает следующим образом.

Газ по газоподводящей трубе 4 поступает в газовую насадку 5 и через сопла 6 в газовой насадке 5 выходит в горловину, где смешивается с воздухом, поступающим через подводящие каналы 2 к огнеупорному воздушному каналу 1. Газовые струи вытекают из отверстий эллипсоидной формы сопл под углом 20-25^о и за счет разворота сопл на 25-30^о по окружности центров отверстий создается эффект закручивания газовой струи с воздухом и воспламенение.

Благодаря тому, что верхняя точка насадка находится на уровне начала торроидальной поверхности горелочного камня факел раскрывается по торроидальной поверхности горелочного канала.

Применение газогорелочного устройства позволяет интенсифицировать процессы смешения и сжигания газа, значительно укоротить факел и за счет этого улучшить прогрев нижней части слитков и увеличить стойкость крышек нагревательных колодцев.

Сущность изобретения: в рекуперативном нагревательном колодце с отоплением из центра пода, содержащем огнеупорный цилиндрический канал для подачи воздуха от рекуператоров и газоподводящую трубку с насадком с соплами, расположенным по центральной оси канала для выхода газа под углом к воздушному потоку, верхняя часть горелочного канала имеет торроидальную форму, при этом торец расположен на уровне начала торроидальной поверхности, а сопла насадка установлены на плоской поверхности и наклонены к вертикальной оси под углом 20 - 25°, а нижнее сечение сопл основания насадка смещено по отношению к верхнему сечению сопл основания насадка на 25 - 30° по окружности центров отверстий. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. РЕКУПЕРАТИВНЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ КОЛОДЕЦ С ОТОПЛЕНИЕМ ИЗ ЦЕНТРА ПОДА, содержащий огнеупорный цилиндрический канал для подачи воздуха от рекуператоров и газоподводящую трубу с насадком с соплами, расположенным по центральной оси канала, для выхода газа под углом к воздушному потоку, отличающийся тем, что верхняя часть горелочного канала имеет тороидальную форму, при этом торец насадка расположен на уровне начала торроидальной поверхности, а сопла насадка установлены на плоской поверхности. 2. Колодец по п. по п.1, отличающийся тем, что сопла насадка наклонены к вертикальной оси под углом 20 25^o, а нижнее сечение сопл основания насадка смещено по отношению к верхнему сечению сопл основания насадка на 25 - 30^o по окружности центров отверстий.