КРЫШКА КОВША Российский патент 2004 года по МПК B22D41/01 

Изобретение относится к области металлургии, в частности к крышкам ковшей, оборудованных дымоходами для удаления газов.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому, принятому за прототип, является крышка ковша стенда для сушки (разогрева) сталеразливочных ковшей (см. А.М. Якушев, Основы проектирования и оборудование сталеплавильных и доменных цехов. Металлургия, 1992 г., стр.278-279, рис.119 "б").

Согласно описанию, известное устройство содержит поворотную крышку ковша и перемещающиеся вместе с ней дымовой патрубок, заведенный в полость ковша, и соединенный с патрубком участок дымохода, закрепленный на крышке.

При повороте крышки ковша участок дымохода, перемещаясь, совмещается (с разрывом струи) с неподвижным трубопроводом дымоотсасывающей системы, оборудованной дымососом.

Таким образом, отсос газов из полости ковша осуществляется за счет тяги стационарной дымоотсасывающей системы, создающей тягу, в том числе, и на участке дымохода, перемещающегося с крышкой ковша, при совмещении подвижных и неподвижных элементов дымохода.

При этом дымовые газы, отсасываемые из ковша при нагреве его футеровки и имеющие высокую температуру (до 1200°С), транспортируются последовательно через дымовой патрубок, заведенный внутрь ковша, и участок дымохода, закрепленный на крышке.

Недостатками конструкции крышки ковша-прототипа являются:

- ограниченность тяги в участке дымохода, закрепленном на подвижной крышке, обусловленная зазором между подвижными и неподвижными участками дымохода;

- высокая температура дымовых газов на участке дымохода и в дымовом патрубке, что сокращает срок их службы (особенно дымового патрубка, заведенного в полость ковша, находящегося под воздействием излучения рабочего пространства ковша);

- выбивание раскаленных газов в помещение цеха, обусловленное недостатком тяги, что ухудшает условия труда и уменьшает эффективность использования топлива при нагреве ковшей.

Технической задачей изобретения является увеличение стойкости элементов крышки, повышение экономичности нагрева и исключение выбивания газов из ковша в цех.

Указанная техническая задача достигается тем, что крышка ковша, выполненная с возможностью перемещения и содержащая перемещающиеся вместе с ней дымовой патрубок и соединенные с патрубком участок дымохода, закрепленный на крышке, дополнительно снабжена участком воздухопровода, перемещающимся вместе с крышкой, дымовой патрубок оснащен воздушной рубашкой, соединенной трубопроводом с участком воздухопровода, при этом воздушная рубашка содержит сопла выхода воздуха, которые размещены внутри дымового патрубка и развернуты в направлении закрепленного на крышке участка дымохода.

Дополнительно участок дымохода снабжен тяговоздушным эжектором, содержащим воздушное сопло, соединенное отводом с участком воздухопровода.

Крышка ковша устанавливается на ковш преимущественно при нагреве или сушке ковша (то есть крышка периодически перемещается с позиции ожидания на позицию закрытия ковша крышкой).

Снабжение крышки ковша участком воздухопровода, перемещающимся вместе с крышкой, позволяет использовать воздух (преимущественно вентиляторный) в качестве теплоносителя для охлаждения теплонапряженных элементов крышки.

Охладитель, в качестве которого применяют воздух, является наиболее доступным и дешевым из известных энергетических агентов.

Воздухоподвод осуществляют посредством установки (преимущественно) вентилятора, смонтированного непосредственно на крышке ковша, или от стационарной вентиляционной установки посредством гибких рукавов, заведенных на крышку, от вентилятора.

Оснащение дымового патрубка воздушной рубашкой позволяет охладить стенки патрубка воздухом посредством трубопровода, соединяющего участок воздухопровода с воздушной рубашкой (то есть охладить стенки патрубка в наиболее теплонапряженной зоне выхода продуктов сгорания из ковша).

Устройство участка воздухопровода на перемещающейся крышке позволяет снабжать воздухом теплонапряжение элементы крышки (воздушную рубашку) наиболее простым способом посредством устройства перемычки (трубопровода).

Для усиления охлаждения дымового патрубка воздушная рубашка последнего снабжена соплами выхода воздуха, размещенными внутри дымового патрубка. Воздух из воздушной рубашки истекает в полость дымового патрубка в виде струй, охлаждая стенки патрубка струйными потоками и разбавляя продукты сгорания. В результате температура продуктов сгорания снижается до 400°С уже на входе отходящих газов в дымовой патрубок, что обеспечивает его, по существу, неограниченную стойкость.

Для усиления тяги используют кинетическую энергию струй, развернув сопла выхода воздуха в направлении отсоса газов (дымохода). В результате действия Закона сохранения количества движения (импульса) внесенная струями мера движения сохраняется далее в потоке, способствуя интенсивному отсосу газов из полости ковша, независимо от положения крышки.

Отсос газов дополнительно интенсифицируют также тяговоздушным эжектором, установленным на участке дымохода, перемещающимся вместе с крышкой. Отсасываемый поток продуктов сгорания за счет сил трения увлекается струей воздуха, истекающей из воздушного сопла, соединенного отводом с участком воздухопровода.

Интенсивность отсоса регулируют клапаном, установленным на соединительном воздухопроводе, питающем воздушное сопло воздухом.

Таким образом, заявляемая крышка ковша исключает выбивание продуктов сгорания в цех и позволяет иметь гарантированную тягу при отводе газов из ковша, независимо от температуры продуктов сгорания и положения крышки.

Дополнительно, крышка ковша исключает подстуживание ковша неорганизованными подсосами воздуха, что позволяет повысить экономичность нагрева при сушке его футеровки.

На чертеже схематично изображена крышка ковша в составе стенда для сушки ковша в положении на ковше и отвернутом виде, вертикальный разрез.

Футерованный ковш 1 при обогреве горелкой 2 закрыт поворотной футерованной крышкой 3, имеющей ось поворота 4.

На крышке 3 смонтированы дымовой патрубок 5 и соединенный с ним участок дымохода 6, перемещающиеся вместе с крышкой 3 при ее повороте вокруг оси 4.

Крышка 3 снабжена также участком воздухопровода 7, куда подается воздух от вентилятора 8, также перемещающимся вместе с крышкой 3.

Дымовой патрубок 5 оснащен воздушной рубашкой 9, соединенной трубопроводом 10 с участком воздухопровода 7.

Воздушная рубашка 9 содержит сопла 11 выхода воздуха, размещенные внутри дымового патрубка 5 и развернутые в направлении примыкающего к дымовому патрубку 5 участка дымохода 6.

Дополнительно участок дымохода 6 снабжен тяговоздушным эжектором 12, содержащим воздушное сопло 13, соединенное отводом 14 с участком воздухопровода 7, оборудованного клапанами 15 и 16, регулирующими расход воздуха.

Крышка ковша работает следующим образом.

Продукты сгорания, образующиеся при сжигании газа в горелке 2, отбирают в дымовой патрубок 5 и далее перемещают по участку дымохода 6 в дымовую трубу 17.

Воздух вентилятором 8 забирают из помещения цеха и подают в участок воздухопровода 7, закрепленный на крышке 3.

Дымовой патрубок 5 оснащен воздушной рубашкой 9, куда трубопроводом 10 подведен воздух, снижающий температуру стенок дымового патрубка 5.

Из воздушной рубашки 9 через сопла 11 выхода воздуха воздух истекает струями внутрь дымового патрубка 5, снижая температуру внутри патрубка до уровня 400°С (посредством клапана 16, регулирующего расход воздуха-охладителя).

Снижение температуры газов до уровня 400°С внутри дымового патрубка 5 и участка дымохода 6 гарантирует их, по существу, неограниченную стойкость.

При этом сопла 11 выхода воздуха выполнены развернутыми в сторону участка дымохода 6. Указанное интенсифицирует отсос дымовых газов из полости ковша за счет сил трения между истекающими с повышенной скоростью струями воздуха и средой в направлении истечения воздуха из сопел 11.

Дополнительно отсос газов интенсифицируют посредством тяговоздушного эжектора 12, воздушное сопло 13 которого соединено отводом 14 с участком воздухопровода 7.

При истечении воздуха из сопла 13 за счет сил трения между потоком воздуха и средой возникает тяга в направлении истечения струи.

Интенсивность отсоса газов из ковша при этом регулируют клапаном 15, исключая выбивание газов в цех и непроизводительные подсосы воздуха. Указанное позволяет вести нагрев ковша при минимальных значениях расхода топлива.

При использовании заявленной крышки для ковша емкостью 300 т при нагреве его футеровки стойкость крышки гарантированно возросла с 1,5 месяца до года.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при нагреве или сушке ковшей горелкой. На крышке смонтированы дымовой патрубок и соединенный с ним участок дымохода. Дымовой патрубок оснащен воздушной рубашкой, соединенной трубопроводом с участком воздухопровода. Внутри дымового патрубка размещены сопла воздушной рубашки, развернутые в направлении участка дымохода. Продукты сгорания, образующиеся при сжигании газа в горелке, отбирают в дымовой патрубок и перемещают по участку дымохода в дымовую трубу. Воздух, выходящий из сопел, снижает температуру внутри дымового патрубка и участка дымохода до 400°С. Направление потока воздуха в сторону участка дымохода интенсифицирует отсос продуктов сгорания. Обеспечивается повышение стойкости крышки за счет охлаждения ее элементов, повышение экономичности нагрева и исключение выхода газов из ковша в цех. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Крышка ковша, выполненная с возможностью перемещения и содержащая перемещающиеся вместе с крышкой дымовой патрубок и соединенный с патрубком участок дымохода, закрепленный на крышке, отличающаяся тем, что крышка дополнительно снабжена перемещающимся вместе с ней участком воздухопровода, дымовой патрубок оснащен воздушной рубашкой, соединенной трубопроводом с участком воздухопровода, при этом воздушная рубашка содержит сопла выхода воздуха, которые размещены внутри дымового патрубка и развернуты в направлении участка дымохода, закрепленного на крышке.2. Крышка ковша по п.1, отличающаяся тем, что участок дымохода снабжен тяговоздушным эжектором, содержащим воздушное сопло, соединенное отводом с участком воздухопровода.