Регенеративный нагревательный колодец Советский патент 1989 года по МПК C21D9/70 

Изобретение относится к устройствам для нагрева металла перед обработкой давлением и может быть использовано в металлургической и других отраслях промьшшенности.

Цель изобретения - снижение, расхода топлива, увеличение производительности и срока службы насадок регенераторов.

Насадки воздушных и газовых регенераторов нагревательного колодца снабжены дополнительными надставками выпуклой формы с радиусом кривизны в поперечном сечении, равным радиусу кривизны свода наднасадочных каналов.

При. этом дополнительные надставки газовых насадок выполнены в виде купола , полюс которого выступает на 0,2-0,4 высоты наднасадочного канала В этом месте, а дополнительные пар,- ставки воздушных - в виде примыкающего к торцовой стене полукупола, полюс которого расположен на высоте 0,5-0,75 общей высоты наднасадочного канала.

На фиг. 1 изображен регенеративный нагревательный колодец; на фиг. i.- разрез А-А на фпг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1. .

4 СО

00 СХ)

Нагревательный колодец содержит камеру 1 , слитки 2, левый 3 и правый 4 воздушные регенераторы, левую 5 и правую 6 полукупольвые над- ставки насадок воздушных регенераторов, левьш 7 и правый 8 газовые регенераторы, левую 9 и правую 10 куполообразные надставки, сужающиеся каналы 11,и 12, плавно расширяющиеся Q каналы 13 и 14.

Нагревательньш колодец работает следующим образом.

Воздух для сжигания топлива.поступает из воздушного регенератора 3 5 через полукупольную надставку 5 в сужающийся канал 11, в котором скорость Бозд уха увеличивается, направляется в сторону газового :регенера- тора 7 и равномерно набегает на ку по--20 лообразную надставку 9, из которой выходит газ, Воздушные и газовые потоки, интенсивно и- равномерно по ширине надн асадочного канала перемепп-ша- ются, смесь воспламеняется с образо- 25 ванием факела, ксУгорый по плавно расширяющемуся каналу 13 входит с малой скоростью в камеру 1 нагрева, где равномерно обогревают слитки 2.

объем регенераторов, что повьииает температуру подогрева газа и воздуха, снижает расход топлива.

Улучшение смешения топлива с воздухом, повьпиение температуры подогрева топлива и воздуха увеличивают температуру факела, что повышает ско- рость нагрева слитк.ов и производи-., тельность нагревательного колодца ,

Из условий равномерности распределения дымовых газов в регенердто- рах,. тепловой эффективности их работы и максимальной стойкости насадок экспериментально установлены нижние и верхние пределы отношения высоты куполообразных надставок газовых и воздушных регенераторов к высоте над- н асадочных каналов. При отлоиении высоты купола газовой насадки к высоте наднасадочного канала более 0,4 происходит перераспределение дьпчовыу, газов с увеличением и:к расхода на газовую насадку,, которая будет перегреваться, а воздушная, наоборот, останется недогретой. Это приведет к снижению эффективности работы воздушного регенератора, повышению расхода топлива, снижению про:изводительностн

Продукты сгорания из камеры нагре-зо ° ° Р° ° ° яасадка газового регенератора будет перегреваться.

ва выходят в плавно расшнряюш -шся канал 14, набегают на куполообразную поверхность надставки 10 газоБ.сго регенератора 8 и частично, отводятся в него, равномерно распределяясь по сечению насадки, что обеспечивается равномерной по ширине площадью про- ходиого сечения наднасадочного канала, образованного арочным сводом и . куполообразной поверхностью насадки.

35

40

оплавляться, разрушаться и выходить из строя.

При отношении высоты купола газовой насадки к высоте наднасадочного канала менее 0,2 ухуд:а.:ается смешен ие воздуха с топливом, наблюдается неравномерное распределение дымовых . газов по ширинке насадки, что приводит к перекосу температур по горизонтальному сечению насадки., который шает степень регенерации тепла и, следовательно, снижает температуру подогрева газа, Сокрашдется срок службы регенераторов :из-за перегрева средней части насадок.

Друга я часть продуктов сгорания движется через сужающийся канал 12, набегает на выпуклую пов ерхно.сть полукупольной надставки б воздушного регенер.атора 4 и равномерно распределяется по сечению. После реверсирования факела движение газов направляется в обратную сторону-И5 ввиду симметрии конструкции газовйх трактов, процесс аналогично протекает в обратном направле1п- и.

Равномерное распределение продуктов сгорания по гшргп1е газовых и воздушных насадок выравнивает температуру в их горизонтальном сечении, повьпиает степень регенерации тепла, исключает локальньш перегрев насадок .что увеличивает срок их службы, Ку- полообразные надставки увеличивают

объем регенераторов, что повьииает температуру подогрева газа и воздуха, снижает расход топлива.

Улучшение смешения топлива с воздухом, повьпиение температуры подогрева топлива и воздуха увеличивают температуру факела, что повышает ско- рость нагрева слитк.ов и производи-., тельность нагревательного колодца ,

Из условий равномерности распределения дымовых газов в регенердто- рах,. тепловой эффективности их работы и максимальной стойкости насадок экспериментально установлены нижние и верхние пределы отношения высоты куполообразных надставок газовых и воздушных регенераторов к высоте над- н асадочных каналов. При отлоиении высоты купола газовой насадки к высоте наднасадочного канала более 0,4 происходит перераспределение дьпчовыу, газов с увеличением и:к расхода на газовую насадку,, которая будет перегреваться, а воздушная, наоборот, останется недогретой. Это приведет к снижению эффективности работы воздушного регенератора, повышению расхода топлива, снижению про:изводительностн

5

0

5

5

0

оплавляться, разрушаться и выходить из строя.

При отношении высоты купола газовой насадки к высоте наднасадочного канала менее 0,2 ухуд:а.:ается смешен ие воздуха с топливом, наблюдается неравномерное распределение дымовых . газов по ширинке насадки, что приводит к перекосу температур по горизонтальному сечению насадки., который шает степень регенерации тепла и, следовательно, снижает температуру подогрева газа, Сокрашдется срок службы регенераторов :из-за перегрева средней части насадок.

При отношении высоты полукупола воздушной насадки к высоте наднасадочного канала более 0,75 в воздушный регенератор будет поступать недостаточное количество дымовых газов, что приведет к снижению эффективности его работы.

При отношении высоты полукупола воздушной насадки к высоте наднасадочного канала менее 0,5 ухудшается смешение воздуха с топливом, что повышает расход газа, снижает температуру факела и производительность нагревательного колодиа.

4

Фиг. 1

Изобретение относится к устройствам для нагрева металла перед обработкой давлением и может быть использовано в металлургической и других отраслях промышленности. Цель - снижение расхода топлива, повышение производительности и срока службы насадок. Насадки воздушных и газовых регенераторов нагревательного колодца снабжены дополнительными надставками выпуклой формы с радиусом кривизны в поперечном сечении, равным радиусу кривизны свода наднасадочных каналов. При этом дополнительные надставки газовых насадок выполнены в виде купола, полюс которого выступает на 0,2-0,4 высоты наднасадочного канала в этом месте, а дополнительные надставки воздушных - в виде примыкающего к торцовой стене полукупола, полюс которого расположен на высоте 0,5-0,75 общей высоты наднасадочного канала. Предлагаемый регенеративный колодец позволяет за счет улучшения смешения топлива с воздухом повысить производительность колодца на 5%, снизить расход топлива и повысить стойкость насадок регенераторов. 2 ил.