ГОЛОВКА МАРТЕНОВСКОЙ ПЕЧИ Советский патент 1941 года по МПК F27B3/10 

Производительность мартеновской печи в значительной степени зависит от того, насколько хорошо обеспечены подвод в нее газов и воздуха, большая скорость пламени в печи, отвод из печи продуктов горения и максимальный подогрев газа и воздуха; подопрев газа должен быть выше, чем подогрев воздуха для обеспечения разложения тяжелых углеводородов до поступления газа в рабочее пространство.

Из всех этих требований подвод в печь достаточного количества газа и воздуха легко достигается установкой мощных вентиляторов.

При этом большая скорость пламени в печи при разности скоростей газа и воздуха обеспечивает быстрое перемешивание и полное сгорание топлива.

Рядом исследований установлена почти прямая зависимость увеличения производительности мартеновских печей от кинетической энергии пламени, т.е. от скорости газовой струи. При этом скорость газа в головке мартеновской печи является весьма важным решающим фактором производительности печи.

Делались поэтому неоднократные попытки установки регулирующих приборов и вставок в газовом пролете, но все они не имели успеха, так как приборы помещались в зонах максимальных температур и не обеспечивали надежной работы головок. Кроме того, они получались весьма сложными по конструкции и очень громоздкими и не давали возможности изменять по желанию направление струи газа и положение факела пламени в печи.

В противоположность этому предлагаемая головка мартеновской печи снабжена вставкой для изменения поперечного сечения газового пролета, выполненной таким образом, что ее можно передвигать по направлению движения газов, а также перемещать в перпендикулярном к нему направлении, благодаря чему струю газа можно направить в любом месте газового пролета как между вставкой и сводиком последнего, так и между вставкой и лещадью.

Таким образом, получается возможностъ в самых широких пределах изменять положение факела пламени в печи, что имеет весьма большое значение в отношении сохранения свода.

Кроме того, вся вставка может быть помещена в газовом пролете в свободном состоянии, без непосредственной опоры ее на стенки пролета или соприкосновения с ними, что достигается расположением точки опоры несущих вставку органов вне печи.

Вставке может быть придана продолговатая удобообтекаемая форма, дающая возможность формироваться газовой струе и сохранять направление пламени.

Возможность изменять положение факела пламени в печи в вертикальной плоскости дает возможность увеличить стойкость печи и в особенности, как указано было выше, ее свода, так как в мартеновских печах очень часто бывают случаи поджога свода отражающимся от крупных заваленных в печь частей шихты факелом пламени.

В предлагаемой же головке мартеновской печи с подвижной в двух направлениях вставкой можно, направив факел пламени или ближе к лещади или удаляя его от нее к своду печи перемещением вставки к лещади газового пролета, легко избежать поджога овода.

Для укорочения же факела пламени достаточно переместить вставку в середину газового пролета.

На чертеже фиг. 1 показывает разрез головки мартеновской печи предлагаемого устройства в положении, когда через головку идет газ; фиг. 2 - то же в плане; фиг. 3 и 4 - такой же продольный разрез, как и фиг. 1, но в положении, когда через головку направляются продукты горения; фиг. 5 - положение в конце планки - на доводке; фиг. 6, 7 и 8 - поперечный разрез газового пролета по АВ, CD, EF фиг. 1.

В газовом пролете головки мартеновской печи помещается вставка в виде фасонного шамотного кирпича 1.

Вставка 1 закрепляется на охлаждаемых водой цельнотянутых толстостенных железных трубах 2.

Охлаждаемые трубы 2 болтами жестко соединяются с зубчатыми рейками 5. Зубчатые рейки 5 при помощи зубчатой передачи 7 от двигателя 8 могут передвигаться в ту или другую сторону. Для строгого сохранения направления движения осей труб 2 последние опираются на ролик 4, а зубчатые рейки 5 прижимаются сверху роликом 6, так что точкой опоры вставки является находящийся вне печи ролик 4, вследствие чего вставка находится в газовом пролете в свободном состоянии. В торцевой стене газового пролета в месте прохода охлаждаемых труб 2 с наружной стороны имеется уплотнитель 10, а внутри - ниша 12, в которую может заходить вставка 1. Система - нажимной ролик 6, зубчатая передача 7 и двигатель 8 имеют небольшую подвижность в вертикальном направлении около неподвижной оси опорного ролика 4, или вместе с ним вся площадка 9 имеет подвижность относительно уплотнителя 10. Таким образом, имеется возможность, изменяя положение осей охлаждаемых труб 2, перемещать вставку 1 в направлении, перпендикулярном к направлению газового пролета, вследствие чего, в связи с возможностью перемещения ее в продольном направлении, вставка 1 может быть помещена в любой точке газового пролета.

Вставка 1 может быть изготовлена из любого огнеупорного материала, имеющего температуру плавления не ниже 1600°, причем ей может быть придана любая удобообтекаемая форма со скосом на внутренней стороне (к печи). Внутри вставки сделаны по форме охлаждаемых труб 2 паз и вертикальные цилиндрические отверстия для огнеупорных шпилек 11. При помощи этих огнеупорных шпилек 11 вставка закрепляется на трубах 5, а оставшиеся зазоры замазываются огнеупорной массой.

Размер вставки 1 в поперечном сечении может быть сделан любой величины, но такой, чтобы она могла свободно двигаться в газовом пролете, не задевая кладки, т.е. с зазором не менее 25-30 м.

Смена огнеупорного кирпича-вставки 1 легко производится через торцевую стенку газового пролета, которая может быть выполнена в виде легко поднимаемой заслонки.

Охлаждаемые водой трубы 2 берутся цельнотянутые с толстыми стенками с расчетом на обеспечение сопротивления изгибающему моменту нагрузки от вставки 1. Трубы выгибают и фланцами при помощи болтов жестко соединяют с зубчатой рейкой.

Цифрой 3 обозначен кессон головки печи.

Работа головки происходит следующим образом.

При проходе через головку в печь газа, в пролет вводится вставка 1 (фиг. 1), которая уменьшает свободное сечение газового пролета до такой величины, какую позволяет иметь давление газа в газопроводе. Чем больше давление газа в газопроводе, тем большим может быть сечение вставки-кирпича 1 и тем меньшим может быть оставлено свободное сечение газового пролета; следовательно, выходящей струе газа может быть придана неибольшая скорость (положение фиг. 1 и 2).

При работе головки на отходящих продуктах горения фасонный кирпич-вставка 1 (фиг. 3 и 4) убирается из газового пролета и помещается в нишу 12. Скошенная торцевая поверхность вставки 1 дает возможность придать некоторую диффузорность переходу из пролета в вертикальный канал.

Возможность изменять положение вставки 1 в сечении газового пролета в направлении, перпендикулярном к направлению газов, позволяет изменять положение газовой струи в вертикальной плоскости. В начале плавки струя газа может быть направлена под сводиком газового пролета (положение фиг. 1), а в конце, на доводке, - по лещади (положение фиг. 5).

Перемещение вставки 1 в газовом пролете по его длине из ниши в конец или обратно (фиг. 3 и 4) производится одновременно с перекидкой клапанов.

Как видно из предыдущего, предлагаемое устройство головки мартеновской печи дает возможность сообщить газовой струе максимальную скорость, используя для этого все имеющееся давление газа в газопроводе, причем сопротивление проходу дыма через газовый генератор не только не возрастает, но даже несколько уменьшается, для чего нужно лишь подобрать надлежащее сечение вставки.

При этом, в то время как при узких шиберах сразу же за ними начинается завихрение струи газа, в данном случае, благодаря удлиненной форме вставки, форма струи сохраняется.

Предлагаемое устройство дает возможность при существующих дымососных средствах пропустить большое количество продуктов горении через газовый генератор.

Регулирующие элементы легко можно сменять без нарушения работы печи.

Возможность изменять положение и направление факела пламени способствует большей долговечности свода печи.

Производительность печи благодаря всем этим особенностям значительно повышается.

1. Головка мартеновской печи с вставкой для изменения поперечного сечения газового пролета, отличающаяся тем, что вставка выполнена подвижной по направлению движения газов и перпендикулярно к нему, с целью изменения положения факела пламени.

2. Форма выполнения головки по п. 1, отличающаяся тем, что вставка имеет точку опоры вне печи, с целью возможности помещения ее в газовый пролет в свободном положении.