Способ нагрева металла в печи открытым факелом Советский патент 1987 года по МПК C21D1/52 C21D9/00 

112

«

Изобретение относится к разделу металлургической теплотехники и может быть использовано в нагревательных и термических печах на заводах металлургической и машиностроительной промышленности.

Целью изобретения является повышение качества нагрева за счет равномерного распределения падаюпр х на металл тепловых потоков.

На огневом стенде с размерами рабочего пространства 2,0 х 0,6 х 0,6м был опробован предложенный способ. Рабочая камера была футерована шамотным кирпичом марки А. Стенд отапливался горелкой ГНП-5, установленной в торце рабочей камеры. Расход природного газа составлял 20 м /ч. На поду рабочей камеры был установлен пятисекционный водяной тепломер для измерения падающих на металл тепловых потоков. Температуру факела определяли температурой градуировки 1Ш-1 по методу двух спаев.

Замеры показали, что температурное поле факела подчиняется экспоненциальному закону:

Т(у) TO ехр(-А.у)

где

TO

температура, определенная для каждого режима.

Два различных температурных режима создавались следующим образом. В первом режиме на тепломер была на- сыпана шамотная крошка толщиной 0,1 м. Температурный уровень Т составил 1265 с. Во втором случае засьш ка отсутствовала. Т при этом равнялась .

Распределение тепловых потоков, падакицих на металл, носило аналогичный характер.

Пример 1. Температурное поле факела описывается уравнением:

Т(у) 1265 ехр(-0,051у).

Для первого режима значения тепловых потоков для зон по ходу развития факела составили, кВт/м : q 1600, q 1450; q, 1360; q 1270; q 1190. Неравномерность в величине падающих тепловых потоков составила по зонам: во второй - 9,4%; в третьей - 15% , в четвертой - 20,6%, в пятой - 68,8%.

Для выравнивания тепловых потоков внутренняя поверхность кладки рабо

чей камеры была разбита на пять зон по длине стенда шириной 0,4 м.

Средняя степень черноты для покрытия кладки печи равна 0,8, что обеспечило максимальный уровень экономии топлива. Каждая зона в дальнейшем была покрыта обмазкой, имеющей различную степень черноты.

Уравнение для определения степени черноты обмазки по длине печи имеет вид

(У)

0,648

ехр(-0,204.у)

5

0

5

0

0

5

0

Степень черноты первой зоны (считая от горелки) , 0,68, далее по ходу развития факела б 0,73; е 0,8; е 0,86; 5j- 0,93.

Замеры величин тепловых потоков, падающих на металл, после обмазки всей поверхности кладки (стен и свода) показали, что тепловые потоки возросли и в первой зоне были равны 2120 кВт,во второй - 2120 кВт, в третьей - 2170 кВт, в четвертой - 2200 кВт и в пятой - 2220 кВт. При этом неравномерность падающих тепловых потоков резко уменьшилась и составила в первой и второй зонах - 4,5%, в третьей - 2,25%, в четвертой - 0,9%.

При этом значение концентрации N0, в продуктах горения, покидающих огневой стенд до обмазки, бьшо равно 480-ррм. После обмазки в результате снижения температуры газа концентрация NOy составила величину 375 ррм. Определение концентрации N0 проводилось методом ИК-спектроскопии с помощью спектрометра Перкин-Эль- мер 180.

Измерение расхода топлива до и после обмазки кладки показало, что расход топлива уменьшился на 4%.

Пример 2. Температурное поле факела описывается уравнением Т(у) 1050-ехр(-0,11 у). Уравнение для определения степени черноты покрытия имеет вид:

е(у)

0,519

ехр(-0,44 у)

Результаты исследования теплового режима с температурным уровнем Т 1050 С сведены в таблицу.

Таким образом, опытная проверка предложенного способа в лабораторных условиях подтвердила наличие положи тельного эффекта. Кроме того концентрация окислов азота в отходящих газах уменьшилась с 280 ррм до 170 ррм .

Расход топлива уменьшился с 19 - до-18 м /ч, т.е. расход топлива уменьшился на 5%.

Формула и.зобретения

Способ нагрева металла в печи открытым факелом, включающий подачу потока продуктов сгорания вдоль поверхности нагреваемого металла с одновременным нанесением на поверхность кладки печи покрытия с повьшенной степенью черноты, отличающийся тем, что, с целью повьше- ния качества нагрева за счет равномерного распределения падающих на

Редактор К.Волощук

Составитель В.Пушкин

Техред А.Кравчук Корректор А.Зимокосов

720/30

Тираж 550 Подписное ВНИИГШ Государственного комитета .СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

.металл тепловых потоков, покрытие на поверхность кладки наносят послойно с различной степенью черноты в нап равлении развития факела, определяемой по формуле:

Г

-Cf

в

где

|,

ехр (-4 А у). - степень черноты покрытия ,

5 0

со средняя степень черноты по

дпине печи; В Те/, /То

-() (-A-L) - средняя температура по длине печи;

-длина печи;

-эмпирические коэффициенты, определяемые для каждой печи из уравнения температурного поля факела.

Изобретение относится к металлургической теплотехнике и может быть использовано в нагревательных печах. Цель изобретения - повышение качества нагрева металла за счет равномерного распределения падающих потоков на металл. Сущность способа заключается в том, что поверхность кладки по длине печи разбивается на зоны, каждая зона покрывается обмазкой, имеющей различную степень черноты. Значения степени черноты в каждой зоне по длине печи рассчитывают по экспоненциальному закону, который выводится из уравнения температурно- , го поля факела по длине печи. 1 табл. i (Л