Рекуперативный нагревательный колодец Советский патент 1980 года по МПК C21D9/70 

(54) РЕКУПЕРАТИВНЫЙ НАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ КОЛОДЕЦ

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к конструкциям рекуперативннх нагревательных колодцев. Известен рекуперативный нагревательный колодец, содержащий рабочее пространство в виде камеры прямоугольного сечения, керамические рекуператоры для подогрева воздуха, го релочное устройство и дымоотводяшие каналы в виде вытянутых прямоугольников в нижней части боковых перегородок, примыкающих к надрекуператорному пространству 1. Известен также рекуперативный нагревательный колодец, содержащий рабочую камеру, рекуператоры и перегородки со сквозными каналами, отделяющими рабочую камеру от надрекуператсГрного пространства 2. Недостатком колодцев является неравномерный нагрев слитков по высоте что приводит к увеличению времени нагрева, а отсюда к увеличению угара металла, расходу топлива. .В колодцах несмотря на циркуляцию продуктов горения, процессы, связанные:с равномерным нагревом металла и ростом производительности, лимитируются ско ростью нагрева нижней части слитков. Целью изобретения является обеспечение равномерного нагрева слитков по высоте. Цель достигается тем, что каналы выполнены в шахматном порядке, оси которых наклонены в сторону рекуператоров под углом 10-1 С с равномерным увеличением площадей, сечений канатов сверху к низу, отношение площадей сечений каналов верхнего и нижнего рядов составляет 1:(2-б). На фиг. 1 показан предлагаемый рекоперативный колодец с Отоплением из центра пода, разрез, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху, на фиг. 3 - узел I на фиг. 1, Он содержит под 1, боковые стены 2 и крышку 3. Габочая камера 4 через перегородку 5 с каналами 6 связана с надрекуператорным пространством 7 и рекуператорами 8. Каналы 6 наклонены в сторону рекуператоров 8 под углом 10-15° по отношению к поду 1. Перегородка выполнена в виде решетки с каналами, расположенными рядами по высоте (см.узел 1). Решетка с квадратными каналами выполняется из стандартного огнеупорного кирпича (прямой и клиновой кирпичи) , а с круглыми каналами - из

этого же кирпича с установкой огнеупорных сквозных труб.

Колодец работает следующим образо

Из рабочей камеры колодца через сквозные каналы в перегородке, выполненной в виде реметки, печные пазы поступают в надрекуператорное прост(ранство. Площадь сечения нижнего ряда каналов обеспечивает прохождение дыма со скоростью 0,5-1 м/с а площадь сечения верхнего ряда - скорость Дыма 2-3 м/с. Ппошадь сечения каналов в решетчатой перегородке от верхнего к нижнe ряду равномерно увеличивается так, что отношения площадей сечений каналов верхнего ряда к нижнему составляет 1:(2-б). Увеличение площгщей сечений каналов от верхнего ряда к нижнему обеспечивает более равномерный выход дымовых газов из рабочей камеры при движении их сверху вниз, между слитками и, решетчатой перегородкой. Создание скорости прохождения дыма через нижний ряд каналов в 0,5-1 м/с связано с тем, что в существующих нагревательных колодцах, при указанной скорости выхода продуктов горения через дымовые окна, в рабочей камере происходит нормальная циркуляция дымовых газов. Скорость прохождения дыма через верхний ряд каналов выбирается не более 2-3 м/с в связи с тем, что при такой скорости нормальное удаление продуктов горения из колодца может быть получено при создании в рабочей камере избыточного давления не более 1 мм вод„ст.,что практически осуществимо. Исходя из условий одинакового количества истечения продуктов горения через веохний и нижний ряды каналов в решетке, а также соотношения принятых скоростей отношение плоиадей сечений каналов верхнегго ряда к нижнему составит 1-(2-б)„

Для уменьшения потерь давления на сопротивление при (-прохождении днма через отверстия в решетке каналы выполнены под углом 10-15 к подус наклоном в сторону рекуператоров. Высота и ширина .решетчатой перегородки определяется надрекуператорным пространством.

При выходе продуктов горения чере каналы в решетке печные газы наталкиваются на noBepxHcicTb стен, при этом возникают большиезавихрения, вызывающие усиленную передачу конвекцией от газов к кладке и излучением от кладки к металлу. За счет этогокладка решетчатой перегородки приобретает температуру более высокую, чем температура окружающих стен что способствует интенсивному теплообмену между решетчатой перегородкой и нижней частью нагреваемых слитков. Это приводит к равномерному нагреву слитков по высоте и значйтельно сокращает общее время пребывания металла в колодце, что способствует повышению производительности.

Угол наклона сквозных каналов в решетке в пределак IQ-IS обусловлен тем, что при реконструкции существующих рекуперативных колодцев представляется возможным устанавливать решетчатые перегородки толщиной не менее толщины стен колодца, т.е. 800-1000 мм. При такой толщине решетки и угле,наклона каналов в 10-15 нижний ряд сквозных каналов со стороны рабочей камеры находится на высоте 150-270 мм .от пода, что дает возможносаь интенсифицировать теплообмен в самой нижней части нагреваемых слитков. Увеличение угла наклона каналов в решетке больше 1 является нецелесообразным, так как при этом увеличивается расстояние от пода до нижнего ряда кансшов, а следовательно нижняя часть слитков, лимитирующая нагрев, удаляется от области интенсивного теплообмена. При угле наклона сквозных каналов в решетке меньше 10° наблюдается увеличение потерь давления на сопротивлние при прохождении дыма через отверстия без существенного улучшения теплообмена.

Сокращение времени нагрева приводит к сниже11ию расходов топлива и уменьшению окалинообразования.

Реконструкция колодцев, связан ная с созданием решетчатых перегородок, является несложной в исполнении и не требует серьезных материальных затрат.

Экономический эффект достигается за счет уменьшения расходов топлива, окалинообразования и увеличения производительности колодцев на 2-3%.

Формула изобретения

2,Колодецпо П.1, отличающийся тем, что отношение площаде сечений каналов верхнего и нижнего рядов составляет 1:(2-6).

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

%v.2