Способ отопления регенеративных нагревательных колодцев Советский патент 1992 года по МПК C21D9/70 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к нагреву металла в нагревательных колодцах.

Известен способ отопления регенеративных нагревательных колодцев, включающий подачу топлива в рабочее пространство непрерывным потоком, а воздух (окислителя) пульсирующим и сжигание топлива, причем расход воздуха при подъеме температуры до заданной изменяют от 0,75 до 1,2, а в период томленая - от 0,45 до 0,75 его номинального значения и определяют по формуле

VB Vn(a + b sin

2л

Т

г),

где VH - номинальные значения расхода воздуха при коэффициенте расхода воздуха а 1,1 м3/с;

a, b - коэффициенты, зависящие от конструкции пульсирующего устройства и режммов его работы, определяются экспериментально:

для периода подъема температуры

а 0,975, Ь 0,225,

для периода томления

а 0,6, Ь 0,15;

т- текущее время, с;

Т - период пульсаций воздуха1

для периода подъема температуры

Т 0,5-1 (с),

для периода томления

Т 1-2 (с).

Недостатком известного способа является неравномерность температурного юля в рабочем пространстве регенератиг :ых нагревательных колодцев, обусловленная сжиганием топлива при изменяющемся расходе воздуха. В объемах, где расход воздуха близок теоретическому, температура газов выше, чем в остальных объемах (зонах) рабочего пространства, где расход воздуха больше или меньше теоретического. Это приводит к удлинению времени нагрева

ва-виЛ

J

ю

д

го

садки слитков, т. е. к снижению производительности агрегата и дополнительному угару металла.

Цель изобретения - повышение производительности и снижение угара металла.

Для этого в способе отопления регенеративных нагревательных колодцев, включающем подачу топлива в рабочее пространство непрерывным потоком, а воздуха и кислорода пульсирующими потоками и сжигание топлива, пульсацию кислорода осуществляют в противофазе изменению величины расхода воздуха, причем расход кислорода определяют по формуле

Vcx, V0™ax I sin

4я

П.

где - расход кислорода, обеспечивающий теоретическую температуру горения топлива при максимальном отклонении величины расхода воздуха от теоретического значения;

г- текущее время, с;

Т - период пульсаций воздуха, с.

Способ заключается в следующем.

В распределительном воздухопроводе ячейки регенеративного нагревательного колодца устанавливают дроссель, вращающийся с помощью привода с регулируемым числом оборотов и обеспечивающий подачу воздуха для сжигания топлива пульсирующим потоком по формуле

VB VH (a + b sin

2л Т

г).

где VH - номинальное значение расхода воздуха при коэффициенте расхода воздуха а 1,1 м3/с;

a, b - коэффициенты, зависящие от конструкции пульсирующего устройства и режимов его работы, определяются экспериментально:

для периода подъема температуры

а 0,975, Ь 0,225;

для периода томления

а 0,6, Ь 0,15;

г- текущее время;

Т - период пульсаций воздуха:

для периода подъема температуры

Т 0,5-1,0 (с).

для периода томления

Т 1-2 (с).

В каждом кислородопроводе, подведенном к распределительному воздухопроводу ячейки регенеративного нагревательного колодца, устанавливают дроссель, вращающийся с помощью привода с регулируемым числом оборотов и обеспечивающий подачу кислорода для обогащения пульсирующего потока воздуха по формуле

sin

Ал Т

П,

где Vo™3 расход кислорода, обеспечивающий теоретическую температуру горения топлива при максимальном отклонении величины расхода воздуха от теоретического значения;

т- текущее время, с;

Т - период пульсаций воздуха, с.

Пульсацию кислорода осуществляют в противофазе изменению величины расхода воздуха, причем максимальные величины расхода кислорода соответствуют экстремальным величинам расход воздуха. Синхронность работы дросселей воздушного и кислородного потоков обеспечивает автоматика. Осуществление пульсации кислорода в противофазе изменению величины

расхода воздуха позволяет стабилизировать температуру горения топлива при отклонениях величины расхода воздуха от теоретического значения (фиг. 1). При этом наблюдается периодическое изменение характера атмосферы рабочего пространства из окислительной в восстановительную. Следовательно, пульсация кислорода в противофазе изменению величины расхода воздуха при определении его расхода по

предлагаемой формуле позволяет получить одну и ту же температуру образующихся газовых смесей во всем рабочем пространстве регенеративных нагревательных колодцев с периодическим изменением

характера атмосферы из окислительной в восстановительную при подаче топлива в рабочее пространство непрерывным потоком, а воздуха и кислорода пульсирующими. Это обеспечивает сокращение времени нагрева осадки, т. е. увеличение производительности нагревательного колодца, а также снижение угара металла.

На фиг. 1 - график 1 по прототипу; на фиг. 2 - по предлагаемому способу.

Предложенный способ отопления регенеративных нагревательных колодцев влияет на время нагрева садки, т. е. производительность агрегата и угар металла следующим образом (см. таблицу).

П р и м е р. В ячейке регенеративного нагревательного колодца, отапливаемого доменным газом, нагревали восемь слитков из стали марки СтЗ массой 13,826 т каждый и с температурой посада 20°С. В период подъема температуры расход доменного газа установили 1,28 м/с, а подачу воздуха для сжигания топлива осуществляли пульсирующим потоком с периодом пульсаций Т 0,75 с. При этом расход воздуха изменяли от 0,56 до 1,11 м /с, что составляет 0,5- 1,1 теоретического расхода, а коэффициент расхода топлива в топливно-воздушной смеси соответственно изменялся от 0,6 до 1,1. Подачу кислорода для обогащения пульсирующего потока воздуха осуществляли пульсирующим потоком с периодом пульсаций Т 0,375 с. При этом расход кислорода изменяли от 0 до 0,056 м3/с (фиг 2). Суммар- ный коэффициент расхода воздуха в топлив- но-воздушной смеси соответственно изменялся от 0,8 до 1,3. В результате слитки прогрелись за 7 ч 55 мин, брак металла по нагреву отсутствовал, величина угара металла составила 1,95%

Заявляемый способ обеспечивает сокращение времени нагрева металла, т. е. увеличение производительности колодца, снижение угара металла и, тем самым, достижение цели изобретения.

Формула изобретения Способ отопления регенеративных нагревательных колодцев, включающий подачу топлива в рабочее пространство непрерывным потоком, а воздуха и кислорода - пульсирующими потоками и сжигания топлива, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и снижения угара металла, пульсацию кислорода осуществляют в противофазе изменению величины расхода воздуха, причем расход Vo кислорода определяют по формуле

Vor v°

max

(sin

4л Т

где VQ, - расход кислорода, обеспечивающий теоретическую температуру горения топлива при максимальном отклонении величины расхода воздуха от теоретического значения;

г-текущее время, с;

Т - период пульсаций воздуха, с.

Сущность изобретения: способ отопления колодцев включает подачу топлива непрерывным потоком, а воздуха и камера пульсирующими потоками. Пульсацию кислорода осуществляют в противофазе изменению величины расхода воздуха, а расход кислорода определяют по Формуле Vo, Vo™x (sin 4 я/Г г ), где Уо™3 - расход кислорода, обеспечивающий получение теоретической температуры горения топлива при максимальном отклонении величины расхода воздуха от теоретического значения; т - текущее время, с; Т - период пульсаций воздуха. Причем максимальные величины расхода кислорода соответствуют экстремальным величинам расхода воздуха. 1 табл., 2 ил.

2060

О0,15 0,30 0,5 0,60 tjC

Фиг. 1

Qz,

1501

WO 50 0

-nfi

3500

3000

2500 2000

0,375 аЛ2 С 5