Воздухонагреватель доменной печи Советский патент 1984 года по МПК C21B9/04 

О5 СП

00, 1 1 Изобретение относится к металлргии, в частности к воздухонагревателям доменны с печей и может быть применено во всех отраслях народного хозяйства, где требуется, высокотемпературный нагрев газов. Известны воздухонагреватели доменных печей, состоящие из кожуха, огнеупорной футеровки, поднасадочно го устройства и насадки из огнеупор ных блоков с ячейками в виде вертикальных гладких каналов Cl3Недостатком этих конструкций воз духонагревателей является невысокий КПД, так как насадка с гладкими каналами имеет низкий коэффициент теп лопередачи от дымовых газов к насадке и от насадки к Нагреваемому агенту, что при увеличении единично мощности воздухонагревателей еще бо лее усугубляет этот недостаток. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является воздухонаг реватель доменной печи, содержащий кожух, огнеупорную футеровку, камеры горения и насадки, поднасадочное устройство и насадку из огнеупорных блоков с вертикальными каналами 2J, Цель изобретения . - повьпление эффективности нагрева дутья, путем увеличения тепловой мощности и температуры нагрева дутья. Поставленная цель достигается тем, что в воздухонагревателе домен ной печи, содержащем кожух, огнеупор ную футеровку, камеры горения и насадки, поднасадочное устройство и насадку из огнеупорных блоков с вертикальными каналами, в вертикальных каналах насадки на выходных отверстиях опорных поверхностей блоков вы полнены кольцевые поперечные выступы высотой 5-10% радиуса канала,при этом выступы расположены в одной горизонтальной плоскости с шагом по высоте канала,- равным 10-15 радиусам канала насадки Кроме того, кольцевые поперечные выступы в каналах насадки образованы прокладками из термостойкого материала, (напри юр, углепластик или материал огнеупорного блока) с внут ренним диаметром на 10-20% меньшим диаметра канала, при этом прокладки установлены в шахматном порядке в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Кольцевые поперечные выступы могут быть образованы огнеупорными блоками специальной конструкции, в которых выступы выполнены на выходных отверстиях опорных поверхностей блоков. Выполнение высоты выступа в огнеупорных вертикальных каналах насадки менее 5% радиуса канала и выполнение шага выступов менее 10 значений ра80диуса канала не спосЪбствует повышению тепловой мощности воздухона - ревателя, приводит к повышенному расходу топлива на нагрев насадки. Выполнение высоты выступа в вертикальных каналах огнеупорных блоков насадки более 10% радиуса канала и шага выступов в одной горизонтальной плоскости более 15 значений радиуса канала не способствует дальнейшему увеличению тепловой мощности воздухонагревателя, способствует повышенному расходу топлива на нагрев насадки, а также возникновению пульсации проходящих газовых потоков за счёт создания вихревых зон в пристенном слое канала. Кроме того, увеличение высоты выступа более 10% радиуса канала насадочного блока приводит к значительному увеличению гидравлического сопротивления насадки требуемого увеличения мощности воздуходувных средств. Те же закономерности характерны и для варианта выполнения насадки с поперечными выступами в вертикальных каналах, образованных термостойкими прокладками, уложенными между стандартными огнеупорнь ми блоками насадки. На фиг. 1 показан воздухонагреватель доменной печи, общий вид; на фиг. 2 - узел 1 на фиг. 1.; на фиг.Звариант выполнения насадки с прокладками j на фиг. 4 - то же; с применением специальных блоков; на фиг. 5 узел П на фиг.2; на фиг. 6 - вид А на фиг. 5. Воздухонагреватель доменной печи состоит из кожуха 1, на внутренней поверхности которого уложены огнеупорная футеровка 2 камер горения 3 и насадки 4, объединенных общим куполом 5. В нижней части камеры 4 насадки выполнено поднасадочное устройствоб,. на ралетке 7 которого уложена огнеупорная насадка 8 из блоков 9, уложенных вперевязку. Это значит, что каждый блок 9 насадки 8 опирается на несколько блоков 9 лежащего под ним слоя насадочных блоков , Вертикальные каналы 10 каждого из блоков 9 расположены при этом один над другим и создают вертикальные каналы 11 по всей высоте насадки 8, опирающейся через решетку 7 на поднасадочное устройство 6. В вертикальных каналах 11 насадки 8 выполнены поперечные выступы 12, образованные либо непосредственно самим огнеупорным блоком 9 специальной конструкции, либо уста-, нрвкой прокладок 13, уложенных между стандартными блоками 9. Поперечные выступы 12в вертикальных каналах 11 насадки 8 выполнены с шагом Н, равным 10-15значений радиуса вертикального канала 10 насадочного блока 9, при этом величина высотц поперечного выступа 12 составляет 5-10% радиуса канала 10 насадочного блока 9 насадки 8. Поперечные выступы 12 могут быть образованы прокладками 13 из термостойкого материала с внутренним диа метром на 10-20% меньшим диаметра канала 10 насадочного блока 9 насад ки 8. При этом прокладки 13 установ лены в шахматном порядке в вертикал ной и горизонтальной плоскостях насддки 8 с шагом Н по высоте канала 11,- составлякщим 10-15 значений радиуса вертикального канала 11 насад ки 8. В специгшьных насадочных блоках 9 насадки 8 поперечные выступы выполнены на выходных отверстиях опор ных поверхностей 14 блоков 9. Воздухонагреватель доменной печи работает следуюьщм образцом. При различных режимах работы воздухонагревателя На дутье или Нагрев насадки газообразные продукты движутся по каналам 11 насадки 8, уложенной в камере 4 насад ки на решетке 7 поднасадочного устройства б. . При движении газообразных потоков в вертикальных каналах 11 насадки 8, образованных вертикальными каналами 10 насадочных блоков 9, происходит турбулИзация потока в пристенном слое каналов 11, что приводит к .созданию вихревых зон с увеличенной скоростью движения газообразного потока. В режиме Нагрев насадки, когда по вертикальным каналс1м 11 насадки 8 проходят продукты сгорания, более интенсивно нагревают насадку 8. Образование вихревых зон в пристенном слое газового потока не вызовет скольконибудь значительного роста гидравлического сопротивления насадки в режимах Нагрев насадки и Нагрев дутья, так как расположение кольцевых поперечных выступов 12 в канат лах 11 насадки 8 с шагом Н, равным 10-15 радиусам канала 10 насадочно го блока 9, позволит вихревым эонам двигаться вдоль стенок каналов 11, не вызывая пульсации, роста скбрости и турбулизации основного потока газа. Предлагаемое техническое решение по сравнению с базовым объектом позволит значительно повысить тепло-вую мощность воздухонагревателя, увеличить теплоотдачу на 30-40%, сократить расход топлива на нагрев воздухе или окислителя и увеличить температуру нагрева дутья на 60-80 €. Увеличение температуры нагрева дутья на С позволит снизить удельный расход кокса .на 8-10 кГ на тонну чугуна.

. фиг 3

-// -9 -13

9 П И