РЕГЕНЕРАТОР МАРТЕНОВСКОЙ ПЕЧИ Российский патент 1998 года по МПК F27B3/26 

Изобретение относится к области черной металлургии, конкретнее к устройству регенераторов мартеновской печи.

Известен регенератор мартеновской печи, оборудованный насадкой типа "Сименс". Регенератор имеет наднасадочное и поднасадочное пространства, выполняющие роль приемника газовых потоков.

Насадка типа "Сименс" образуется в результате чередования по высоте регенератора продольных и поперечных рядов из кирпичей, имеет открытые вертикальные и горизонтальные каналы и постоянную площадь проходного сечения для газов. (К.Г.Трубин и др. Металлургия стали. Конструкция и оборудование мартеновских печей и цехов. М. 1961,с.261).

Недостатком такого регенератора является концентрация потоков дымовых газов в теплообменной насадке по направлению действия разрежения (тяги). В результате этого повышается гидродинамическое сопротивление регенератора, в местах концентрации потока дымовых газов насадка перегревается и преждевременно выходит из строя, в остальной части насадки создаются зоны пониженного теплообмена, подверженные ускоренному заносу шлаковой пылью. Для снижения влияния этого недостатка создают резервную насадку. Однако это связано с дополнительными затратами и потерей производительности мартеновских печей из-за низкой температуры резервной насадки в момент подключения ее в работу.

Тепловая работа указанного регенератора тем эффективнее, чем меньше площадь проходного сечения насадки. Однако при уменьшении проходного сечения насадки увеличивается гидродинамическое сопротивление регенератора, а верхняя часть насадки быстрее заносится шлаком и регенератор выходит из строя.

Известен также регенератор мартеновской печи, в котором насадка типа "Сименс" выполнена с равномерным уменьшением площади проходного сечения в направлении движения дымовых газов (авт.св.СССР N 974073, кл. F 27 B 3/26, 1982). В таком регенераторе появляется возможность увеличения проходного сечения в верхней части насадки и, следовательно, улучшения гидродинамического состояния регенератора, улучшения теплообмена. Однако в этом случае происходит смещение рядов насадки, которое приводит к перекрытию проходов по вертикали, образованию выступающих горизонтальных участков, на которых более ускоренно осаждается шлак. В результате этого эффективность тепловой работы регенератора ухудшается. В этом случае не решается и вопрос равномерного распределения движущихся газов в насадке.

Известен также регенератор мартеновской печи, в котором продольные ряды насадки типа "Cименс" выполнены в шахматном порядке,т.е. со сдвигом относительно друг друга, но чередуясь с поперечными рядами [1] В этом случае улучшается теплообмен вследствие улучшения турбулентного перемешивания газов. Однако и в этом случае не решается вопрос равномерного распределения движущихся газов в насадке в продольном и поперечном направлениях. Вследствие чередования по высоте регенератора продольных и поперечных рядов создаются открытые каналы во всех направлениях, что предопределяет зависимость движения дымовых газов в направлении действия тяги, в результате происходит концентрация потока дымовых газов в направлении действия тяги и создаются в насадке зоны пониженного теплообмена.

Задачей изобретения является повышение эффективности работы регенератора за счет равномерности распределения в теплообменной насадке движущихся газов как в продольном, так и в поперечном направлениях.

Сущность изобретения состоит в том, что теплообменная насадка выполнена только из одних сдвинутых относительно друг друга продольных рядов с образованием проходов для газов в поперечном направлении, а между ними поперек установлены кирпичи-распорки с образованием связанных между собой продольными рядами вертикальных стенок и замкнутых ячеек, перекрытых продольными рядами.

Благодаря тому, что в теплообменной насадке поперек регенератора образуются вертикальные стенки, а между ними проходы для газов в поперечном направлении, газы равномерно распределяются по насадке как в продольном, так и в поперечном направлениях, и их направление движения не зависит от направления действия тяги. За счет этого в насадке не создаются зоны местного перегрева и ослабленного теплообмена, снижается гидродинамическое сопротивление регенератора. Кроме того, за счет поперечных стен повышается аккумулирующая способность и стойкость теплообменной насадки, а в перекрытых продольными рядами замкнутых ячейках осуществляется сложное турбулентное перемешивание газов в результате преодоления трудно обтекаемого тела в виде кирпичей продольных рядов, внезапного сужения и расширения газов при преодолении поперечных проходов в насадке. За счет этого создаются условия для интенсивного теплообмена в предлагаемой насадке.

На фиг. 1 изображен предлагаемый регенератор мартеновской печи; на фиг.2 разрез по А-А на фиг.1; на фиг.3 разрез по Б-Б на фиг.2.

Регенератор содержит наднасадочное пространство 1, теплообменную насадку 2, поднасадочное пространство 3. Теплообменная насадка 2 состоит из сдвинутых относительно друг друга продольных рядов 4 с образованием в поперечном направлении проходов для газов 5, между ними поперек установлены кирпичи-распорки 6 с образованием связанных между собой продольными рядами 4 поперечных вертикальных стенок 7 и перекрытых продольными рядами 4 замкнутых ячеек 8.

Кроме того, кирпичи-распорки 6 распирают продольные ряды 4 при сооружении насадки 2, создают ей строительную прочность.

Регенератор работает следующим образом. Дымовые газы с температурой 1500-1600^oC из рабочего пространства мартеновской печи (на фиг. 3 -верхняя стрелка) поступают в наднасадочное пространство 1, равномерно распределяются в насадке 2, в продольном направлении благодаря поперечным стенкам 7, в поперечном благодаря проходам 5, поэтому равномерно нагревают ее до заданной температуры, затем поступают в поднасадочное пространство 3 и оттуда удаляются в атмосферу.

Когда насадка 2 нагревается до заданной температуры, поступление дымовых газов в регенератор прекращается и в поднасадочное пространство 3 направляется воздух, который, как и дымовые газы, равномерно проходит через насадку 2, нагревается и поступает в наднасадочное пространство 1, откуда направляется в печь.

За счет достижения равномерного процесса теплообмена в насадке 2 как в продольном, так и в поперечном направлениях повышается эффективность работы регенератора.

При движении между стенками 7 газы (дым и воздух) преодолевают сопротивление кирпичей продольных рядов 4 и проходов 5, за счет этого в замкнутых ячейках 8 усиливается их турбулентное движение, следовательно, усиливаются и теплообменные процессы в регенераторе, за счет этого дополнительно повышается эффективность его работы.

Изобретение относится к области черной металлургии. Сущность изобретения: регенератор мартеновской печи состоит из регенеративной камеры и теплообменной насадки, состоящей из продольных рядов, сдвинутых относительно друг друга с образованием проходов для газов в поперечном направлении. Между ними поперек установлены кирпичи-распорки с образованием связанных между собой продольными рядами поперечных вертикальных стенок и замкнутых ячеек, перекрытых продольными рядами. 3 ил.

Регенератор мартеновской печи, содержащий регенеративную камеру, оборудованную теплообменной насадкой, выполненную из продольных рядов, сдвинутых друг относительно друга с образованием проходов для газов в поперечном направлении, отличающийся тем, что насадка снабжена кирпичами-распорками, установленными поперек между продольными рядами с возможностью образования связанных между собой продольными рядами поперечных вертикальных стенок и замкнутых ячеек, перекрытых продольными рядами.