Способ охлаждения элементов металлургических печей Советский патент 1979 года по МПК F27D9/00 

(54) СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ

ПЕЧЕЙ дения стенки.теплонагруженного элемента. Вследствие больших удельных объемов водяного пара и воды по сравнени с жидким металлом движущий напор цир куляции для жидкометаллической части системы определяется практически про изведением удельного веса жидкого ме галла на его высоту. Например, при высоте контура циркуляции 30 м для сплава свинца и висмута движущий напор циркуляции равен 30 ата. Для осу ществления предлагаемого способа мож но сконструировать систему так, чтоб 20-25% движущего напора циркуляции были израсходованы на преодоление ги равлических сопротивлений элементов циркуляционной системы, а 75-80% (т. е. 22-24 ата) были приложены непосред ственно к охлаждаемой фурме, что поз волит обеспечить нужные скорости металлического теплоносителя в охлажда емых полостях фурмы и тем самым нужный температурный режим ее стенок, На чертеже дана схема охлаждения фурмы для продувки металла кислородом Из циклона-сепаратора 1 по опускной трубе 2 через сифон 3 к охлг сдаемой фурме 4 подают жидкометашлический теплоноситель при температуре 125°С, представляющий собой эвтектический сплав свинца и висмута. Температура наружной поверхности фурмы . После прохождения фурмы температура жидкометаллического теплоносителя составила 450°С. Теплоноситель направляют через сифон 5 по трубе 6 к смесителю-эжектору 7, в который из барабана-сепаратора 8 по питательной трубе 9 с помощью питательного насоса 10 и трубы 11 подают деаэрированную воду температурой равной 150 С и давлением 5 ата. В результате смешения деаэрированной воды с теплоносителем в системе образуется трехфазная система (пар-вода-жидкий металл), при чем в пар преврашается 80% поданной деаэрированной воды. Давление в эжек торе-смесителе составляет 10,5 ата. Вследствие интенсивного парообразования в смесителе и Эжектирующего действия струи деаэрированной воды металл теплоносителя дробится на мелкие капли, которые в потоке пара ведут себя подобно твердым частицам. Образовавшуюся трехфазную смесь {парвода-жидкий металл) подают на подъемной трубе 12 в циклон-сепаратор 1. Степень сухости пара на входе в циклон-сепаратор 1 поддерживают в пре делах 0,001-0,99, Деаэрированная вода при этом имеет температуру, которая препятствует застыванию металла в системе испарительного охлаждения. Высота контура циркуляции жидкометал лического теплоносителя составляет 3,0 м и давление по высоте контура изменяется весьма значительно, и на отметке смесителя-эжектора 7 оно намного превосходит ве.тгичину давления в верхней точке системы. Это приводит к тому, что на уровне смесителяэжектора 7 температура трехфазной си.стемы выше, чем в циклоне-сепараторе 1. Удельный объем насыщенного пара на этом участке из-за повышенного давления меньше, чем в верхней точке системы. По мере подъема трехфазной смеси по подъемной трубе 12 дальнейшее испарение воды происходит за счет падения давления и при входе в циклонсепаратор 1, где давление близко к значению величины давления в барабане-сепараторе 8 и составляет 5 ата, температура трехфазной смеси определяется именно этим давлением и составляет 179 С. В циклоне-сепараторе 1 происходит разделение трехфазной смеси на пар, воду и жидкий металл. Пар и вода соответственно по перепускным трубам 13 и 14 поступают в барабансепаратор 8 системы испарительного охлаждения, а жидкий металл теплоносителя - в опускную трубу 2. При использрвании предлагаемого способа напоры жидкого металла в 2 раза и более превышают напор насоса для перекачки жидких металлов, что позволит обеспечить необходимые скорости жидкометаллического теплоносителя в зазорах охлаждаемой детали. Это особенно важно при охлаждении фурм для глубинной продувки металла . Отсутствие теплообменников для охлаждения жидкого металла значительно упрощает конструкцию системы охлаждения. При охлаждении элементов предлагаемым способом не используется система инертного газа для предотвргшгения окисления жидкометал/Л1Ческого теплоносителя, который соприкасается только с водой и паром, доступ кислорода (воздуха) исключен. Формула изобретения Способ охлаждения элементов металлургических печей, включающий циркуляцию жидкометаллического теплоносителя в замкнутом . контуре, отличающийся тем, что, с целью улучшения теплообмена, в жидкометаллический теплоноситель вводят деаэрированную воду температурой на 1-ЗОО С превышающей температуру плавления жидкометаллического теплоносителя. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 407175, кл. F 27 D 9/00, 1973. 2.Боришанский В. М. и др. Жидкометаллические теплоносители. - М., Атсмиздат, 1967, с. 51-S4.

Жидкометаллчческий теппоноситель

/4

LX«

... .-; /7fl/7

v -- -: