Футеровка печи для нагрева металла Советский патент 1988 года по МПК F27D1/00 

3

Изобретение относится к металлур- гической теплотехнике, а именно к на™ гревательным пламенным устройствам8 ii может быть использовано в нагрева ; тельных и термических печах металлур ;гической и машиностроительной промьшг :ленностИо

; Цель изобретения ™ повышение КПД I печи,- .

На чертеже представлена принци ™ пиальная схема футеровки ,, футеровка содержит фильтруег-ый продуктами сгорания внутренний слой

S фильтруемьй воздухом теплоизоля цдонньш; СЛОЙ 2, зазор 3 для подачи воздуха5 разделенный на зоны попереч ньши перегородками 4, наружную шивку 5 5 газонепроницаемую перего - родку 6s дымовой и воздушный коллек торы 7 и 8, имеющие входные и выход торцы §5 10 и 11, 12, Выходной торец 1 дымового коллектора 7 соеди йен с дымососом а выходной торец 12 I воздушного коллектора 8 с горелка ма. Слой 1 выполнен с переменной по длине футеровки пористостью и толщи™ ной, причем пористость уменьшается,, а толщина увеличивается в сторону вьг |хс1дного торца 11 дымового коллекто - |ра 7.

I Фильтруя слой 1 продукты сгорания I(ПС) отводятся из рабочего простран j ства и собираются в дымовом коллекто- I ре 7. В процессе фильтрации ПС ох 1ладцаются, передавая часть своей теп- лоты каркасу пористой керамики слоя ; 1 э что является преобразованием час : ти теплового потока Qo в поток Qjjcs ;отводимьда посредством излучения на ружной поверхностью слоя 1 через пе - регородку 6 на внутреннюю поверхность слоя 2, В слое 2 поток Q(c усваивает™ ся нагнетаемым в зазор 3 и фильтрую щим слой 2 воздухом, который, подо™ греваясь в слое 2, собирается в воз душном коллекторе 8, где подогревает™ ся в результате противоточного тепло™ .обмена с ПС,через перегородку 6 и из выходного торца 12 направляется к горелкам. Охлажденные в два этапа ПС из выходного торца 11 коллектора 7 сбрасываются в дымоход.

Для организации глубокого охланс дения ПС в выходную зону футеровки (соответствующую максимальной толщи не слоя 1) подают повышенный относи тедьно среднего по поверхности рас™ ход воздуха, что совместно с мини™

5

0

5

0 5 0

ч о 5

,

0

мальной пористостью и максимальной толщиной слоя 1 обеспечивает в этой зоне пониженный относительно средне-- го по поверхности расход ПС через слой и полное (до температуры уходящих газов tyr ЗОО -АОО С) ох™ лаждение ПС непосредственно в порис™ том слое 1, Во всех других зонах рас™ ход воздуха постепенно уменьшается в направлении выходного торца 12 кол™ лектора 8, что совместно с увеличени™ ем пористости и уменьшением толщины слоя 1 обуславливает увеличение рас™ хода и температуры ПС на выходе из слоя 15 снижение которой до значения tyf- осуществляется в результате теп лообмена в узле устройства 6, 7, 8.

Целесообразный закон распределения воздуха, изменения пористости и тол™ щины слоя 1 по длине футеровки опре™ деляется по минимуму приведенных за трат, является различным для каждой конкретной печи и зависит от целого ряда факторов, наиболее важные из которых агрегатная и удельная производительности печи, коэффициент формы рабочего пространства, макси™ мально допустимая по технологическим требованиям тепловая инерционность печи и т.д. Например, в печах с высо-- кой агрегатной и удельной производи™ тельностями имеет место высокое зна чение удельного (на единицу площади) расхода продуктов сгорания, а следо™ вательно, большая гидравлическая не™ равномерность в дымовом коллекторе футеровки, -что вызьшает необходимость увеличения неравномерности пористости и толщины сл оя 1 по длине футеровки, в печах малой агрегатной и удельной производительности неравномерность пористости и толщины слоя по длине футеровки существенно ниже, В печах протяженной формы (большие значения коэффи1шента формы) отношение длины коллектора к его проходному сечению велико, что также приводит к увеличе- нию гидравлической неравномерности в дымовом коллекторе (по сравнению с установками, имеющими форму куба) и. вызьшает необходимость увеличения неравномерности пористости и толщины (шоя 1 по длине футеровки.

Во всех возможных случаях интервал изменения пористости слоя 1 определя™ ется номенклатурой стандартных огне™ :/лорных изделий 20 -95%, а толщина слоя 1 не должна цревышать толщины

футеровки действующих металл онагре- нательных печей (0,5-1 м), для того чтобы удовлетворять строго заданным технологическим требованиям по тепло вой инерционности.

Устройство работает следующим образом.

Нагревательная печь характеризу ется приведенными ниже параметрами: средний удельный расход продуктов сгорания и воздуха 0,01 ), размер стены ограяодения в направле .НИИ изменения пористости и толщины огнеупорного слоя 5 м, размер стены ограждения в направлении, перпенди - кулярном указанному, 2 м, пористый материал изоляционного и огнеупорного слоя изготовлен из шамота, харак терный размер пористой структуры . 20 мкм, поперечные размеры коллекто ров отвода продуктов сгорания и гретого воздуха соответственно 0,16 и О,1 м, толщина изоляционного слоя 0,2 м, удельный расход воздуха изме- няется в направлении изменения по - ристости по зависимости: GB 0,0005 + (0,01-0,0005) х 2/5, где X текущая координата, м. В этом случае пористость и толщина слоя 1 изменяются в зависимости от х по еле дующим зависимостям:

Р, 0,75-х(0,75-0,5)/5;

f 0,05+х(0,3-0,05)/5. Сочетание переменной по высоте пористости и толщины футеровки позволяет обеспечить более глубокзто по

сравнению с известным регенерацию теплоты ПС за счет нагрева воздуха, так как появляется возможность охлаждать ПС- до более низкой температуры, чем температура нагрева воздуха.

Формула изобретени я

1. Футеровка печи для нагрева металла, содержащая металлический кожух, газопроницаемый теплоизоляционный слой, образующий с кожухом полость для подачи холодного воздуха, газопроницаемый огнеупорный слой установленный относительно теплоизоля ционного слоя с образованием полости, в которой размещена продольная газо- плотная перегородка, разделяющая ее на коллекторы отвода нагретого воздуха и отработанных продуктов сгорания.

отличающаяся

тем, что.

с целью повышения КПД печи, газопроницаемый .огнеупорный слой по высоте футеровки имеет переменную пористость и толщину, причем пористость уменьшается по направлению вверх в интервале 20 - 95%, а толщина в том же направлении увеличивается, не превьг- шая I м, при этом выход из коллектора отвода продуктов сгорания расположен в верхнем торце футеровки, а выход коллектора нагретого воздуха - в противоположном торце.

2 о Футеровка по п. 1, отличающаяся тем, что полость для подачи холодного воздуха разделена по высоте на ярусы посредством поперечных перегородок.

Изобретение относится к области металлургической теплотехники, а именно к нагревательным пламенным устройствам, и может быть использо™ вано в нагревательных и термических печах на заводах металлургической и машиностроительной промышленности. Цель изобретения - повышение КПД пе-1f чи. футеровка содержит разделенный поперечными перегородками зазор 3 между наружной металлической обшив - кой 5 и теплоизоляционным слоем (ТС) 2 для подачи воздуха, газонепроница емую перегородку (ГП) 6, разделяющую дымовой коллектор (к) 7 между огне-- упорным слоем (ОС) 1 и ТС на дымовой 7 и воздушньш 8 К. Пористость ОС уменьшается в пределах 20 -93%, а его толщина увеличивается, не превьппая 0,5-1 м, в сторону выходного торца дымового К. Продукты сгорания (ПС), фильтруя ОС, охлаждаются, а воздух, фильтруя ТС, нагревается. Переменные пористость и толщина ОС способствуют доохлаждению ПС и догреванию воздуха в результате противоточного тештооб мена через ГП в коллекторах. 1 з.п. , 1 ил. :| (Л