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

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к конструкциям воздухонагревателей доменных печей, и может быть использовано во всех отраслях.народного хозяйства,, где не требуется высокотемпературный нагрев газов.

Известны доменные воздухонагреватели со встроенной камерой горения, содержащие камеры горения, и насадки, а также разделительную стенку с экраном из жароупорной стали fj .

: Недостатком этих воздухонагревателей является низкая стойкость разделитёльной стенки камер горения и насадки. .

Наиболее близким к предлагаемому решению по. технической сущности и достигаемому экономическому эффекту является воздухонагреватель доменной печи, содержащий камеры горения и насадки, разделительную стенку с компенсационным слоем и полостью в зазоре между слоями огнеупорной .футеровки, образованной двумя металлическими листами, установленными по всей ширине зазора 2

Недостатком известной конструкции доменного воздухонагревателя является следующее.

В период дутья в полость разделительной стенки подают часть холодного дутья, которое в ней нагревается/ а затем смешивается в верхней части камеры горения с горячим дутьем. Поэтому верхняя часть камеры горения в период дутья выполняет роль смесителя доменной печи. .

Горячее дутье, выходящее из насадки, -иМеет в начальный-момент .периода температуру больше, чем в конечный, на 10.0-150°С. Для поддержания постоянной температуры дутья, подаваемого в печь, необходимо в этот период уменьшить расход дутБя, нагреваемого в полости,- До величин допустимых для стойкости металлических листов. Это приводит к изменению температуры металла во времени и снижению надежности разделительной стенки.

Кроме этого, для сохранения стойкости металлических листов полости необходимо в нее постоянно подавать сжатый воздух. Поэтому при переводе воздухонагревателей из периодов дутья на нагрев и из нагрева на. дутье (6-12 мин на каждую операцию) нагретый воздух не используется и выбрасыва ется в атмосферу.

Целью изобретения является обес-печение заданной температуры под куполом -воздухонагревателя, отапливаемого низкокалорийным топливом, и повышение надежности разделительной стенки.

Поставленная цель достигается тем, что в воздухонагревателе доменной печи, содержащем камеры горения и насадки, разделительную стенку с компенсационным слоем и полостью

в зазоре между слоями огнеупорной футеровки, образованной двумя металлическими листами, установленными по всей ширине зазора, полость выполнена герметичной в виде оболочки из металлических листов, скрепленных по периметру обечайкой, меж- . .ду которыми установлена металличес-. кая перегородка, ,не доходящая до верхней части обечайки на расстояние, равное 0,8-1,0 ширины оболочки, причем со стороны камеры горения к полости присоединен патрубок, подачи сжатого воздуха, а со стороны камеры насадки к полости присоединен патрубок отвода сжатого воздуха.

На фиг. 1 изображен воздухонагреватель, вертикальный разрез; на фиг. 2. - то же, горизонтальный раз5 рез; на фиг. 3 - металлическая -полость, вертикальный разрез , на фиг. 4 - то же, горизонтальный разрез. .

Воздухонагреватель доменной печи состоит из металлического кожуха 1, к внутренней поверхности кото.рого примыкает огнеупорная кладка 2. Воздухонагреватель содержит каме.ру 3 насадки и встроенную камеру 4 горения, объединенные общим куполом

5 5. В камере 4 горения установлены штуцеры 6 горячего дутья и. горелки 7. Камеру 3 насадйи от камеры 4 го- , .рения отделяет многослойная разделительйая стенка 8, состоящая из

0 слоев 9 и 10 огнеупорной кладки, компенсационных слоев 11, воздухоо.хлаждаемой полости 12, внутри которой на всю ее ширину установлена металлическая перегородка 13, образующая две полости 14 и 15. Полости 14 и 15 вверху сообщаются между собой щелью 16, высота И которой равна 0,8-1,0. ширины оболочки. Оболочка 14, примыкающая к камере 4 горения, связана с патрубком 17 подачи -сжатого воздуха, а полость 15, примыкающая к .на садке 3, - с патрубком 18 -выхода нагретого воздуха и штуцером горелки 7, Внутри полостей 14 и 15 на всю их толщину установлены ребра-турбулизаторы 19, расположенные в шахматном порядке.

Воздухонагреватель доменной печи работает следующим образом. В период нагрева газовоздушная.

0 смесь подается через горелку 7. Продукты горения, образующиеся в период горения топлива в камере 4 горения, проходят в насадку 3, где отдают свое тепло кладке, и покида5 воздухонагреватель. ТемператуЕжл

no высоте камеры горения отличаются от температуры под куполом незначительно (на 50-80 С),

В период дутья холоднре дутье подается в нижнюю часть .насадки 3, нагревается в ней и через штуцер 6 попадает в прямой и кольцевой воз.духопрюводы и в печь.

Сжатый воздух постоянно во все периоды работы воздухонагревателя подают через патрубок 17 в полость 14, примыкающую, к камере 4-горения. Затем воздух проходит вверх по полоти 14, попадает в щель 16, и, проходя вниз по полости 15, примыкающей к насадке 3, выходит через патрубок 18 в общий коллектор, а затем осуществляется его.раздача по горелкам воздухонагревателей. Сжатый воздух, проходя по полостям . 14 и 15, охлаждает к ладку разделительной стенки 8 и нагревается до 400-500 С. Для предотвращения спл рщивания полостей 14 и 15.установлены компенсационные маты 11, например, типа ИКРВ-50, которые могут работать при температурах до :(ГОСТ 20901-75). Внутри полостей 14 и 15 в шахматном порядке установлены ребра 19 жесткости, которые турбулизируют поток воздуха и увеличивают теплоотдачу от стенок к (Нагреваемому -воздуху. .В предложенной конструкции сжатый воздух, подаваемый в оболочки разделительной стенки, поступает постоянно и его расход не зависит от периодов нагрева и дутья. В известном воздухонагревателе в, полость необходимо постоянно подавать холодное дутье или же в период наг: рева-сжатый воздух с давлением, превышающим давление в рабочем пространстве камеры горения на 10-20%, а в период дутья - холодное дутье..

Известно, что стоимость воздухо нагревателей с вынесенной камерой горения на 20-30% больше, чем со встроенной, и что для их сооружения необходимо больше площади, так что не везде возможно.их при-. менить.

.В предложенной конструкции в период пауз (перевод воздухонагревателей с одного режима на другой) нагреваемый в оболочках воздух не выбрасывается в атмосферу, а используется для горения низкокалорийного топлива.

Необходимость выбора принятых конструктивных параметров разделительной стенки следующая.

Высота щели между металлической перегородкой и верхним гори0зонтальным листом полости выбирается из условий равенства скоростей в ней и обеих полостях. Это условие осуществимо, если их площсщи сечения равны. Если площадь сечения для прохода воздуха заполняется ребрами- турбулизаторами, то высота щели должна составлять 0,8-1,0 толщины- оболочки. При уменьшении высоты щели возрастут скорости движения воздуха и 0 потери давления и возможно сплющивание цели. Если в полостях не используют ребра-турбулизаторы, то высота щели равна толщине оболочки. Если высота щели больше, толщины оболочки, то скорости движения в ней воздуха меньше, снизится теплоотдача от горизонтального листа полости к воздуху, что уменьшит стойкость металлического листа. Подвод холодного воздуха в подлость, примыкающую к камере горения, а отвод негретого воздуха через полость, примыкающую к насадке, объясняется тем, что температура в камере горения больше, чем в насадке, что обеспечивает больаиую эффективность.

Изобретение позволяет экономить природный или коксовый газ и повышает надежность разделительной стенки;

Внедрение изобретения применительно к доменной печи с годовой производительностью 1 млн.т чугуна, по сравнению с известной конструкцией .воздухонагревателя, экономит 1200-2000 м природного газа и повышает надежность и стойкость камеры горения на 10-20%. Экономический эффект составляет 259,8 тыс. руб. в год.

17

Сжатый у Волдуж

Hatftffnttnu олду}иГ оре г/(е

фие.2

ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЬ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ,.содержащий камеры горения и насадки, разделительную . стенку с Компенсационным слоем и полостью в зазоре между слоями огнеупорной футеровки, образованной двумя металлическими листами, ус- . тановлейными по всей ширине зазора, от ли чающи и с я тем, что, с целью повьшения стойкости разделительной стенки, полость выполнена герметичной в виде оболочки из металлических листов, скрепленных по периметру обечс1йкой, между которыми установлена металлическая перегородка, не доходящая до верхней части обечайки на расстояние, равное 0,8-1,0 ширины оболочки, причем со стороны камеры горе§ ния к полости присоединен патрубок подачи сжатого воздуха, а со стороны камеры насадки к полости присоединен патрубок отвода сжатого . воздуха.. : 4 э :У Х