НАСАДКА РЕГЕНЕРАТОРА МАРТЕНОВСКОЙ ПЕЧИ Российский патент 1997 года по МПК F27B3/26 

Изобретение относится к области металлургии, а именно к конструкциям насадок регенераторов мартеновских печей.

Известна насадка регенератора из кирпича Патерсона T-образной и частично крестообразной формы [1] где имеется кроме вертикальных и боковые каналы.

Недостатками этой насадки являются отсутствие универсальности кирпича, заключающееся в непригодности его для выкладки насадок с различными размерами ячеек. Кирпич пригоден для выкладки насадки в основном с одним размером ячейки. Кроме того, кирпич более сложной геометрической формы (с уступами), нежели кирпич в форме обычного прямоугольно параллелепипеда. Трудоемкость изготовления такого кирпича выше. Для регенератора с малыми ячейками (менее 100 мм) такой кирпич совсем не изготовляется.

Известно выполнение насадок из обычного кирпича по системе Сименса. Насадка представляет собой перемещающиеся по высоте продольные и поперечные прямолинейные ряды огнеупорных кирпичей, укладываемых на ребро [2]
Недостатками этой насадки является недостаточно большая удельная поверхность нагрева, что вынуждает выбирать меньший размер ячейки. Последнее, в свою очередь уменьшает срок службы в связи с ускоренным заносом насадок шлаковой пылью.

Задачей изобретения является повышение эффективности теплообмена насадки регенератора мартеновской печи за счет открытости торцов дополнительных кирпичей и их выдвижения в глубь ячеек. Кроме того интенсификация теплообмена достигается за счет турбулизации потока дымовых газов и воздуха, благодаря дополнительным кирпичам в насадке.

Поставленная задача решается тем, что насадка регенератора мартеновской печи, включающая решетчатую кладку из перемещающихся по высоте продольных и поперечных рядов уложенных на ребро огнеупорных кирпичей, имеющих форму прямоугольного параллелепипеда, согласно изобретению выполнена так, что по крайней мере часть поперечных четных рядов решетчатой кладки снабжена дополнительными, установленными поштучно кирпичами. При этом торцы дополнительных кирпичей выступают в межрядные промежутки в направлении продольных рядов решетчатой кладки. Четные продольные ряды решетчатой кладки могут быть также снабжены дополнительными кирпичами, установленными поштучно в направлении поперечных рядов решетчатой кладки, причем от уровня (0,05 0,10) H до уровня (0,30 0,40) H от низа насадки дополнительные кирпичи установлены на всей горизонтальной плоскости насадки, а выше уровня (0,30 0,40) H и до уровня (0,65 0,80) H только в центральной зоне насадки, т.е. на серединной части горизонтальной плоскости насадки с шириной (0,70 0,90) B и длиной (0,85 0,65) L, начиная от задней стенки регенератора, где H общая высота насадки регенератора; B ширина насадки регенератора; L длина насадки регенератора.

Насадка регенератора мартеновской печи изображена на чертежах, где: на фиг. 1 общий вид насадки (схема); на фиг.2 поперечное сечение (схема); на фиг. 3 горизонтальное сечение (схема); на фиг.4 горизонтальное сечение на другом уровне от низа насадки (условно заштрихована центральная зона насадки); на фиг.5 и 6 схема укладки кирпичей в одном из вариантов; на фиг.7 и 8
схема укладки кирпичей в другом варианте конкретного исполнения; на фиг.9 - схема укладки основной решетчатой кладки насадки без дополнительных поштучно расположенных кирпичей (авт.св. N 549665) прототип.

На фиг.1 4 показана центральная зона насадки (заштрихована).

На фиг. 5, 6 схема одного из вариантов выполнения насадки с применением огнеупорных кирпичей, отличающихся по размерам. Например, дополнительные кирпичи могут быть применены размером 230x115x65 мм. Они уложены на поперечные четные ряды решетчатой кладки, которая может быть выполнена кирпичами размером 300x150x65 мм.

На фиг.7, 8 схема другого варианта выполнения насадки с применением кирпичей одного размера, например 300x150x65 мм. Здесь дополнительные кирпичи поштучно уложены на поперечные четные ряды решетчатой кладки уложены дополнительные кирпичи в центральной зоне, расположение которой показано на схемах (фиг. 1 4). От уровня (0,05 0,10) H до уровня (0,30 0,40) H от низа насадки дополнительные кирпичи на продольных рядах занимают всю горизонтальную плоскость насадки, а выше уровня (0,30 0,40) H и до уровня (0,65 0,85) H серединную часть горизонтальной плоскости насадки с шириной (0,70 0,90) B и длиной (0,85 0,65) L, начиная от задней стенки регенератора.

Введение центральной зоны для укладки дополнительных поштучно расположенных кирпичей преследует попутное решение дополнительной задачи: более равномерное распределение дымовых газов и воздуха по горизонтальному сечению насадки, что дополнительно повышает эффективность теплообмена. Эта задача тем более остро стоит, чем менее стройна насадка. Условным коэффициентом стройности насадки является отношение где S B•L, причем, рекомендуемый в литературе коэффициент стройности в пределах 1,1 - 1,5, но на практике он часто бывает меньше 1,1. И чем больше ширина или длина насадки, тем более неравномерно по горизонтальному сечению работает насадка.

При излишне большой ширине в боковые участки меньше поступает газов или воздуха. При излишне большой длине обычно передняя часть насадки меньше работает и больше работает задняя часть и центр.

Отграничение центральной зоны от низа насадки на (0,05 0,10) H преследует цель исключить засорение (занос) насадки шлаковой пылью, поскольку нижние ряды насадки опираются на поднасадочные арки, имеющие большую толщину, чем кирпич насадок и меньший просвет для прохода газов. Поэтому отсутствие дополнительных кирпичей на нижних 2-4 рядах основной кладки насадки скажутся положительно на ее долговечность.

Сужение (по ширине насадки B) центральной зоны на уровне высоты насадки (0,30 0,40) H от низа до (0,65 0,80) H и сокращение этой зоны со стороны передней части до (0,85 0,65) L преследует задачу более равномерного распределения отходящих из печи дымовых газов по горизонтальному сечению насадки и выбор параметров в указанных диапазонах будет зависеть от конкретного соотношения размеров насадки: высоты H, ширины B и длины L.

В качестве примера конкретного осуществления приводим насадку регенератора, опробованную на 120 тн мартеновской печи, работающей скрап-процессом.

Кирпич был взят размером 300x150x65 мм. Был опробован вариант (фиг.7 и 8).

Размеры самой регенеративной насадки (камеры) составили: H 4,9 м. L 6,4 м. B 5 м.

Насадка выкладывалась следующим образом: на поперечные четные ряды решетчатой кладки (ячейка 235x235 мм) укладывались поштучно расположенные кирпичи по всему объему насадки, а на продольные четные ряды дополнительные кирпичи укладывались только в центральной зоне насадки (фиг.1 4). Центральная зона по высоте от уровня низа насадки 0,10 H до 0,4 H занимала всю площадь горизонтального сечения, на уровне от 0,4 H до 0,8 H занимала срединную часть горизонтальной плоскости с шириной 0,9 B и длиной 0,85 L, начиная от задней стенки.

Предложенная регенеративная насадка работает также, как и известные насадки. Каждая мартеновская печь имеет 2 регенератора для нагрева одной среды, например, воздуха для сжигания топлива. Сначала через одну из регенеративных насадок печи пропускают продукты сгорания (т.е. дымовые газы), которые по ходу движения нагревают кирпичную кладку, в том числе и дополнительно установленные и выдвинутые в глубь ячеек кирпичи, увеличивающие эффективность теплообмена. После разогрева первой насадки и охлаждения второй производится перекидка клапанов и направление потока газов изменяется. Через первую насадку теперь уже начинают пропускать воздух для подогрева, а через вторую выпускаются в дымовую трубку продукты горения для подогрева насадки. Затем цикл повторяется.

Использование: металлургические, преимущественно, мартеновские печи, но может быть использовано в конструкциях стеклоплавильных печей. Сущность изобретения: дополнительно, поштучно расположенные кирпичи, размерами 300x150x65 мм³ уложены на поперечные четные ряды насадки, а на продольные ряды основной кладки уложены также кирпичи только в центральной зоне, которая занимает по высоте от низа насадки от уровня (0,05-0,10) H до уровня (0,3-0,4) H всю площадь по горизонтали, а на уровне от (0,3-0,4) H до (0,65-0,80) H от низа - середину по ширине (0,7-0,9) B и длине на (0,85-0,65) L, начиная от задней стенки, где H высота насадки регенератора, B - ширина насадки регенератора, L - длина насадки регенератора. 1 з.п. ф-лы, 9 ил.

1. Насадка регенератора мартеновской печи, содержащая решетчатую кладку из перемещающихся по высоте продольных и поперечных рядов, уложенных на ребро огнеупорных кирпичей, выполненных в форме прямоугольного параллелепипеда, отличающаяся тем, что по крайней мере часть поперечных четных рядов решетчатой кладки снабжена дополнительными установленными поштучно кирпичами, при этом торцы дополнительных кирпичей выступают в межрядные промежутки в направлении продольных рядов решетчатой кладки. 2. Насадка по п.1, отличающаяся тем, что четные продольные ряды решетчатой кладки снабжены дополнительными кирпичами, установленными поштучно в направлении поперечных рядов решетчатой кладки, при этом от уровня (0,05 - 0,10)Н той кладки, при этом от уровня (0,30 0,40)Н от низа насадки до дополнительные кирпичи на четных рядах насадки установлены по всей горизонтальной плоскости насадки, а выше уровня (0,30 0,40)Н и до уровня (0,65 0,80)Н только на серединной части горизонтальной плоскости насадки с шириной (0,70 0,90)В и длиной (0,85 0,65)L, начиная от задней стенки регенератора, где Н общая высота насадки регенератора; В ширина насадки регенератора; L длина насадки регенератора.