Воздухонагреватель доменной печи Советский патент 1983 года по МПК C21B9/00 

Изобретение относится к черной мета лургии, в частности к конструкциям воэдуховагревателей доменных печей, и мо жет быть использовано во всех отраслях хозяйства, где требуется высокотемпературный нагрев газов. Известны доменные воздухонагреватели со встроенной камерой горения, содержащие кожух, огнеупорную кладку, ка меры горения и насадки с разделительной стенкой,: выполненной из двух сяоев клад ки, между .которыми в период строительства ва}Духонагревателя предусматриваю зШор до 2 О мм, заполняемый опилками Недостаток известных конструкций воз духонаг1эеватепей состоит в низкой стойкости разделительной стенки камеры го- рения. Наиботее близким к предлагаемому по .технической сущности и достигаемому SK комическому эффекту является воздухонагреватель доменной печи, содержащий кожух, футеровку, купол, камеру горения и камеру насадки, разделенную стенкой из нескольких слоев футеровки с термичесКИМ швом и зазором между футеровкой кожуха и разделительной стенкой f2j. Недостаток известной конструкции до- . м.енного воздухонагревателя заключается в низкой стойкости огнеупоров камеры горения, испытывающих значительные кри и температурные напряжения, уровень которых возрастает по мере увеличения . температур под куполом. Цель изобретения - увеличение стойкости кладки камеры горения и повышение эффективности нагрева дутья. Поставленная цепь достигается тем, что в восздухонагревателе доменной печи содержащей кожух, футеровку, купол, камеру горения и 1шмеру насадки, разделенные стенкой из нескольких сяоев футеровки с термическим щвом, заполненным тепл;оизолйционными материалами, в термическом щве размешены пояса высокотеплопроводной массы и теплоизоляционных матов при толщине массы О,10,3 топшины стенки, высота расположения массы в шве равна 0,4-О,6 высоты стенки, а расстояние между матами рав- но 0,1-0,3 высоты стенки. На фиг. 1 изображен воздухонагреватель, Вертикшьный разрез; на 4яг. 2 узел 1 вертикального разреза воздухонагревателя. Воздухонагреватель доменной печи состоит из металлического кожуха 1, к И1утренней поверхности которого примыка ет огнеупорная кладка 2. Воздухонагреватель содержит камеру 3 . насадки и встроенную камеру 4 горения, объединенные общим куполом 5. В камере 4 горения установлены штуцеры 6 горячего дутья и горелки 7, Камеру 3 насадки от камеры 4 горения отделяет многослойная стенка 8, состоящая из слоев огнеупорной кладки 9 и 10 термического шва 11 и зазора 14. Термический шов il и зазор 14 на толщину О,1-О,3 толщины перегородки 8 и на высоту О,4-О,8 высоты стенки 8 заполнены высокотеплопроводной массой 12; По высоте слой массы 12 снабжен поясами из теплоизоляционных матов 13, расположенных на расстоянии один от другого 0,1-О,3 высоты стенки 8. Воздухонагреватель доменной печи работает следующим образом, В период нагрева насадки в горелке 7 .производится сжигание топлива, продукты горения проходят через камеру 4 горения, омывают купол 5, отдают тегато насадке 3 и уходят через боров и трубу в атмосферу. В период Дутья холодное дутье подают снизу насадки 3, где оно нагревается и через штуцер 6 и воздухопровод горячего дутья попадает в печь, В период разогрева и эксплуатации воздухонагревателя кладка расширяется, поэтоь в верхней части разделительной стенки 8 (зона динаса) прюисходит выбор термического шва 11, а ниже, в зоне МКВ-72, слои 9 и 10 плотно прижимаются к высокотеплопроводной массе 12, которая в этот период деформируется. Кладка стенки 9 через теплопроводность передает часть своего тепла слою кладки 10, имеющего температуру ниже чем слой 9. Поэтому среднемассовая температура слоя 9 уменьшается и создают;ся благоприятные условия для службы огнеупоров типа МКВ-72, Пояса из теплоизоляционных матов 13 прюДотвращают вертикальное уплотнение иысокотеплопроводнрй массы 12, Технико-экономическое сопоставление известного технического решения и предлагаемого позволило выявить основные 1феимущества предлагаемой конструкции воздухонагревателя, При работе известной конструкции воздухонагревата1Я со роенной камерой горения наб.пюдаются случаи разрушения кладки стенки на. отметке 8-12 м выше оси штуцера газовой горелки. Разрушения кладки вызвано значительными уровнями 310 температур и нагрузок. Температуры клад ки в районе ее разрушения составляют 14ОО-1450 С в период нагрева.и 13501255 в период дутья, а нагрузки на кирпичи 4-6 кг/смЯ Для огнеупоров типа МКВ-72 пра 140р-145О С допустимые нагрузки должны составлять 3 и 0,5 кг/см- соответственно (ГОСТ20901-75). Расчеты показывают, что температуры слоя перегрродки, примьпсаюцего к насадке, .на уровне разрушений кладки, составляют 800-850 С. в период нагрева и 400-450 С-в период литья. В проектах. воздухонагревателей предусматривают одинаковый термический шов между слоями перегородки, а распределение температур по ее высоте и периметруразлично. Особенно эта неравномерность увеличивается в период дутья.Расчеты показывают, что среднемассовая температура в верхней части слоя кладки перегородки, примьшающей к каМёре горения, составляет. 1400, а в шжней -. 950 С. В связи с этим расширение кладки перегородки по высоте различное, поэтому отсутствует плотный контакт между огнеупорными слоями перегородки. -Наличие неравномерного зазора между слоями кладки перегородки значительно сшжает.теплопередачу теплопроводностью. Поэтому отбор тепла от слоя кладки, примыкающего к камере горения к слою, примэ1кающему к насадке незначительный, а среднемассовая температура первого слоя при нагрузках 4-6 кг/см больше допус-. тимой. Заполнение же трерыического шва и зазора между термическим швом и слоем кладки, примыкающего к насадке огнеупорного слоя высокотеплопроводной о1 неупорной массой позволит обеспечить . плотный контакт между слоями кладки. При этом среддемасссшая температура слоя кладки, примь1каюшего к камере горения, снизятся и улучшатся условия службы ргнё поров . Необходимость выбора принятых к жстйгктшвных паршетров воздухонагревателя следующая, : . 474 Высота слоя высокотеплопроводной массы составляет О,4-О,8 высоты перегородки (высоты слоя облицовки камеры горения из МКВ-72). Нижний и верхний пределы высоты слоя зависят от величины рабочего объема камеры горения (нижнего и верхнего расположения газовой горелки). Толщина слоя высокотеплопроводной массы состоит из толщины термического шва и 0,1-0,3 толщины перегородки. При увеличении толщины слоя уменьшается механическая стойкость,слоя кладки, примыкающего к насадке. При снижении голщины слоя меньше нижнего предела деформативные свойства слоя массы недостаточны и в кладке моггут возникнуть сяасные напр5пкения. С целью устранения уплотнения высо котемпературной массы по высоте (образование зазоров в ее верхней.части), as уменьшения теплопроводности слоя „ высоте, он снабжен поясами из теплоизоляционных матов (например муллнтокремнеземистые маты ТУ 14-8-159-75.). расположенных на расстоянии один от друтого О,1-0,3 высоты перегородки. „ри уменьшении нижнего предела коэффициент теплопроводности слоя высоКотеплопроьодаой массы, что приве|д уменьшению передачи тепла теплопроводностью от кладки, промыкаюшей к камере горения, к кладке, примыкающей к насадке. рри увеличении верхнего предела снизнтся механическая прочность теотоизоляционных матов, что приведет к упло-рнению массы и образованию зазоров. Благодаря применению данного техавческого решения повышается стойкость кладки камеры горения и увеличивается эффективность нагрева дутья. Введенце предлагаемого технического решения применительно к доменной Печи с годовой производительностью 1 .млн. т чугуна, по С равнению с известной конструкцией повышает стойкое п кладки камеры горения на ЗО-40% и увеличивает среднюю темпе paiypy литья на 30-50 С.

ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЬ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, содержащий кожух, футеровку, купол, камеру горения и каме-. ру насадки, разделенные стенкой из нескольких слоев 4утеровки г гермическнм швом, заполненным теплонзоляпионными. материалами, отличающийся тем, что, с целью увеличения стойкости кладки камеры горения в повьпиення эф фективности нагрева, ду1ъя в термическом шве размешены пояса шлсокотеплопровод- , ной массы и теш1(жзоп$щионных матов . притолщине массы 0,1-0,3 топшнны стенки, высота расположения массы ъ шве равна 0,4-0,6 высоты стенки, а расстояние между матами равно 0,,3 высоты стенки. (Л