Воздухонагреватель доменной печи с вынесенной камерой горения Советский патент 1975 года по МПК C21B9/00 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к воздухонагревателям с вынесенной камерой горения. Известен воздухонагреватель с вынесенной камерой горения, в котором роль канала, соединяющего обе камеры, выполняет общий купол. Последний представляет собой сложную оболочку вращения, состоящую из двух надкамерных зон и соединительной части. Надкамерные зоны .выполнены из сферических частей, центры которых совпадают с осями камер и находятся на одном уровне. Ниже уровня центров расположены цилиндрические участки. Надкамерные зоны соединены конической поверхностью, переходящей в районе цилиндрических участков в плоскость, касательную к этим участкам. Купол опирается на кольцевую коробчатую балку. Выполнение воздухонагревателя с общим куполом позволяет добиться равномерного, без завихрений, газового и воздушного потока и равномерного распределения газового потока по поперечному сечению насадки, что обеспечивает долговечность работы воздухонагревателя. Такое решение, удовлетворительное при давлениях внутри воздухонагревателя в пределах 0,5-0,7 ати, становится неприемлемым при давлениях 2,5-5 ати, достигнутых в настоящее время. Объясняется это следующим. 1.Плоские участки под воздействием внутреннего избыточного давления воздуха испытывают значительные изгибные деформации и напряжения и должны быть рассчитаны как пластинки. Это приводит к тому, что необходимо значительно увеличивать толщину этих участков по сравнению с остальной частью купола, где преобладают мембранные напряжения, или подкреплять плоские участки ребрами жесткости. И утолщение плоских участков, и постановка ребер увеличивают расход металла, трудоемкость изготовления металлоконструкций. Кроме того, постановка ребер жесткости приводит к концентрации напряжений в месте их приварки. 2.Опорные консоли, воспринимающие суммарное усилие от веса купола с футеровкой, равнодействующей избыточного давления воздуха на купол и усилия от неодинакового роста камер горения и насадки, опираются на оболочки камер и передают на них значительные местные нагрузки. Оболочки в местах прикрепления консолей вдавливаются, в них появляются местные изгибные напряжения.

3. Неодинаковый рост камер горения и насадки при разогреве воздухонагревателя создает в куполе перерезывающие силы и моменты.

Цель изобретения - повышение стойкости кожуха воздухонагревателя, что позволяет надежно эксплуатировать воздухонагреватели с вынесенной камерой горения при достигнутых в настоящее время давлениях 2,5-5,0 ати, а учитывая перспективу, и при более высоких давлениях.

Для этого в предлагаемом устройстве нижняя часть соединительного конуса выполнена ниже уровня центров сферических частей и является его продолжением.

Таким образом, исключаются цилиндрическая поверхность и связанные с ней плоские участки. Купол опирается на кольцевую коробчатую балку, состоящую из двух горизонтальных листов, приваренных к кожухам камер, и двух кольцевых листов, укрепленных поперечными ребрами жесткости.

На фиг. 1 изображен предлагаемый воздухонагреватель, общий вид; на фиг. 2 - то же, вертикальный разрез.

Воздухонагреватель состоит из камеры горения 1 и насадки 2 и общего купола, состоящего из двух надкамерных зон 3 и 4, образованных сферическими частями с радиусами г и JR, центры О и О которых расположены на осях камер АБ и ВГ и находятся на одном

уровне ДЕ, и соединенных конической поверхностью 5. Для купола использована оболочка, полученная сечением сложной оболочки вращения плоскостью ЖЗ, параллельной уровню ДЕ, и отстоящая от нее на расстоянии К, которое выбирается из условия размещения футеровки и обеспечения требуемых параметров движения воздуха.

Купол опирается па кольцевую коробчатую

балку, состоящую из двух горизонтальных листов 6 и 7, приваренных к кожухам камер, кольцевых листов 8 и 9, укрепленных поперечньпш ребрами жесткости 10. Выполнение воздухонагревателя с вынесенпой камерой горения позволяет повысить температуру дутья до 1300°С, снизить удельный расход кокса на 10 кг, удельный расход кислорода на 2 м, обеспечить надежную и стабильную работу доменной печи.

Предмет изобретения

Воздухонагреватель доменной печи с вынесенной камерой горения и общим куполом, образованным сферическими частями, сопряженными соединительным конусом и расположенных на кольцевой коробчатой балке, отличающийся тем, что, с целью повышения стойкости кожуха воздухонагревателя, нижняя часть соединительного конуса ниже уровня

центров сферических частей, является его продолжением.