Зажигательный горн для агломерационной и обжиговой машины Советский патент 1980 года по МПК F27B21/00 

Изобретение относится к области металлургйи, тфеимуществейно к агломерации железорудных материалов, и мо;кет быть использовано в химичесй;ой тфомышленнсх:ти при стюкании и обжиге материолов и в Строительной промышленности щм прошзводстве аглопорита. Известно устройство дла нагрева воздуха, состояп ее из зонта, трубопроводов, насадки, заключенной в металлический футерованный кожух, и форкамеры, выпол а ное из соединенных между собой съемных воздухонагревателей рекуперативного типа с насадкой в виде трубок с иластинами и устанавливаемое пос;ю зажигательного горна ШИзвестное устройство предназначено для подогрева воздуха, поступающего в формкамеру зажигательного горна и используемого для сжигания в нем газового или жидкого топлива. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату явля ется зажигательный горн, содержащий футерова1шый кожух, коллекторы для холод.-аого и нагретого воздуха и топлива и горелки 2, ГЪрн предназначен для подох рева воздуха н зажигания агломерациовной шихты, с целью. охлаждения футеровки и одновременногх} подогрева воздуха, падаваемого в форсунки дня сжигания топлй-. ва, между футеровкой свода горна и его кожухом на теплопровудящей Засышсе уст&новлэны спиралеобразные трубы, каждая из которых соединена одним кощом с воздуходувной машиной, а другим - с горв&. ками Сз. Подогрев воздуха в этом горвв осуществляется тюсредсовом передачи Tetvла от горновых газов через огееупорный свод горна и слой засыпки к проходящему по трубам воздуху, т.е. теплоттреда ча осуществляется исключительно тетнюпроводкостью по следующей зависимости: т. - т. i... .А,,

где Т и Тг - соответстветю темтю- . ратура горновых газов и воздуха;

(Л, - коэффициент теплоотдачи от горновых газов к оп еуиорному своду горная коэффициент теплоотдачи от материала трубы к воздуху . S| H«ki-толщина слоев материалов, через-, которые тепло передается от горновых и воздуху (огнеупорный свод, засыпка металлическая труба), и их коэффициент ю тешют1р6водности. Огнеупорные материалы, исполызуемые для футеровки зажигательных горнов (шамот, хромомагнезит и др,) име ют сравнительно низкую тетатотфоводностъ . (с.( 43бт/п-град ), т.е. обладаютвы- 5 соким термическим сопротивлением. По этой причине передача тепла от горновых газов к воздуху через многослойную стенку (огнеупорный свод, слой засыпки, металлическая труба) является малоэффектив-20 ной и не обеспечивает достижения требуемых дл оптимального ведения агломерационного продесса температур подогрева воздуха. В известном горне они нв превышают 120-15ОС, По этой причине центрация кислорода в продуктах сгорания газового или жидкого топлива в зажигательном горне при температурах 125О-1300С, не превышает 7,0% (при сжигании высококалорийнохч) топл1ша, в результате чего нв зо достигается максимальное использова 1Ие химической эшргии углерода твердого TOTI. лива, содержащегося в спекаемой шихав. Необходимая температура подогрева воздуха может быть достиг)чута при его нар- 35 реве в отапливаемом воздухонагревателе, сооружаемом вблизи агломерационной машины. Однако в этом случае, вследствие потери значительного количества тепла с уходящими в дымовую тру- 40 бу;дымовыми газами, суммарный термический коэффициент полезного действия воздухо1шгревателя и зажигательного горна

будет НЕВЫСОКИМ.

Н.аибоее близким по технической сущ- цости и достигаемому результату являет ся горн для агломерационной и обжигоБО машины, содержащий футерованный нзнухри огнеупорным материалом кожух, раэ«деленный на секции горелки и кояпвкто 50 ры холодного и нагретого воэдуха и топлива ГзЗ .

Известному решекгао ттрисуши те же юдостатки, что и ранее описанным аналогам.55

Целью изобретения является повышение температуры подогрева воздуха, используемого для сжигания газового или жидкого

топлива в зажигательном горне, до 550бОО С и концентрации кислорода до 1112% в высокотемпературной зоне горна (зона зажигания) и свьш1е 13, Р% в зоне дополнительного нагрева, а также повышение теплового КПД зажигательного горна.

Для достижения указанной цели он снабжен установленными в первой секции горна одна над другой радиационной и конвективной секциями рекуператора, причем конвективная секция соединена с горелками последней секции горна, а радиационная секция - с горелками средней секции его. орелки установлены плоскопламенные.

На чертеже изображен общий вид зажигательного горна с частичными вырезами его боковой стенки.

Зажигательный горн состоит из секций 1, 2, 3 и установлен над агломерационной или обжиговой машиной 4 после загрузочно$ч) устройства 5. Горн имеет переднюю 6, боковые 7 и 8 и заднюю 9 стенки и свод 10, футерованзше изнутри огнеупорным материалом. В первой секции горна под сводом 10 установлен радиациошюконвективйый рекуператор, содержащий радиациовоную 11 и конвективную 12 секции. В боковых стенках 7 и 8 первой сек- ции горна и в своде 1О второй и третьей секций горна установлены горелки 13, преимущественно плоскопламе ные. Для .равномерного распределения потока холодного воздуха мелэду. рекуператором и горелками первой секции и потока нагретого воздуха между горелками второй и третьей секций зажигательный горн имеет коллекторы холодного воздуха 14 и :15 и теплоизолированный коллектор нагретого воздуха 16, а для подвода топлива к гореякам - топливный кояжктор 17, Зажигательный горн работает cлвдyJaщшv o6L. разом. В горелках тюрвой секции горна сжигается газовое или жидкое топливо. Выделяющееся tipu атом тетшо передает ся преимущестаенно излучением на тепловоспринимакнцие поверхности радиационной ;екцки 11 рекуператора. Продукты сгорайия тототива поступают в конззективную секцюо 12 рекуператора, где посредством конвекц ии отдают часть тепловоспринимающим поверхностям, а затем просасываются через слой шихты, проходящей тюд первой секцией зажигательного горна, где отдают тепло спекаемому или ожигаемому материалу, и охлажденными до температуры бб-бЗ С уходят в коллектор отходящего газа агломерациошюй или Ожиговой машины. Воздух из крллвктора

поступает в рекуператор, сначала конвекгавную секцто 12, где подогревается до 250-300°С, а затем в радиационную секцию 11, где нагревается до ббО-бОО С. Нагретый воздух поступает Б коллектор . 5 16, а затем в горелки второй и третьей секций зажигательного горна. Шихта, верхний слой которой подогрет в первой секции горна до ЗОО-бОО С, поступает в секцию горна 2, где нагревается горновыми.- ю ГазвМк, имеющими температуру 12 О Си . При этом топливо шихты воспламеняется и горит в атмосфере горновых газов, содержащих 11-12% свободного кислорода. Дополнительный нагрев слоя спе- t5 каемого (обжигаемого) материала проводится в секции 3 горна при температурах ЮОО-ИбО С в атмосфере тх)рковых газов, содержащих свыше 13% свободного кислорода. Так как в третьей секции гор- 20 на температуру горновых газов поддерживают.на уровне ЮОС-ЦОО С, т.е. на 20 0-30 О с ниже, чем во второй се1а1ии.: горна, то для достижения одинаковой концентрации кислорода в горновых газах тре-25 буется различная температура подогрева воздуха, расходуемого на сжигание газового или жидкого топлива во второй и третьей секциях горна: более высокая во второй секции. Для достижения этой цели гореяки зо второй секции горна соедя няют с paf aaJiu-oH ной секцией рекуператора, а горелки третьей секции горна соединяют с конвективной секцией рекуператора (см. тгунктирные дкнии на чертеже). Благодаря сгоранию угле-зз рода, содержащегося в шихте твердого топлива, в атмосфере с повышенной концентрацией кислорода достигается дачитальнобольшая по сравнению с прототипом химк-. ческая полнота сгорания. В результате сни40 жается удельный расход твердого топлива на прсххёсс спекания или обжига матеркала- и уменьшаются выбросы токсичной окиси углерода в окружающую среду. Практически полное использование тепла прод тстов 45

сгорания газового или жидкого топлива .(дымовые газы), выходящих из рекуперато-.

ра на нагрев с тюкаемого материала, способствует повышешоо теплово х) КПД горна в делом.

Увеличение концентрации кислорода в горновых газах па,.1% обуславливает рост производительшжти агломерационной машины ка О,7% н снижение расхода -тердого топлива на 0,3 кг/т агломерата.

Только в результате повышевия концентрации кислорода в горных газах с 8 до 12,0% увеличение производительности автомашины по сравнению с известным ycTw ройством составит 2,8%, а уменьшение расхода твердого топлива 1,2 кг/т агяомера та.

Формула изобретения.

1.Зажигательный тхзрн для агломерационной и обжиговой. машин, содержащий стенки и свод, футерованный изнутри огвеушэриым материалом кожух, разделенные на секции, горелки и коллекторы для холодного и нагретого воздуха и топлива отличающийся тем, что, с целью снижения расхода топлива, увепнчения тхроизводительности машин и повышения теплового КЦД, он снабжен установленными в первой секции горна одна над .другой радиационной и конвективной секциями рекуператора, причем конвективная секдиясоединена с горелками последней секции горна, а радиациошгая секция - с горелка /ш средней секции г-орна.

2.3 ш:игательный горн по п.1, о т л ,и ч а ю щ и и .с я тем, что в нем установлены илоскоплнменные горелки..

Источники информации, принятые во вншvшниe при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 487122, кл.Г 27 В 21/00, 19752.Авторское свидетельство СССР ;№ 244351, кл. F 27 В 21/00, 1967.

3.Авторское свидетельство СССР К 357225, кл. F27 В 21/ОО, 1969.