Регенеративный нагревательный колодец Советский патент 1981 года по МПК C21D9/70 

t

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к конструкциям регенеративных нагревательных колодцев.

Известен нагревательный колодец, содержащий рабочую камеру, в подине которой по центру встроена горелка, в котором по оси рабочей камеры непосредственно над горелкой установлена огнеупорная перегородка П-образной фор1Ф1 высотой равной высоте рабочей камеры, причем толщина перегородки равна 1-1/5 диаметра горловины горелки, а высота окна в перегородке равна 1/3-1/2 высоты рабочей кгшеры il.

Недостатком изц естного нагревательного колодца является низкая стойкость перегородки, перегрев сликов, находящихся против окна перегородки и увеличенный удельный расход топлива.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достига емь1м результатам является регенеративный нагревательный колодец, включагаций рабочую камеру, газобые и воздушные регенераторы, в которшс газ и воздух, подогретые в регенераторах, встречаются в пространстве

НсШ насадкой газового регенератора, : после чего горящая смесь через пламенное окно входит в рабочую камеру и омывает слитки 12.

Недостатком известного регенеративного нагревательнохч) колодца является неудовлетворительная организация сжигания топлива, вялый процесс перемешивания газа с возду0хом и, соответственно, растянутым факелом. Практически горение топлива начинается в рабочей пространстве и заканчивается в насадкгис противоположных регенераторов, что

5 приводит к повышенно расходу топлива, снижению стойкости кладки регенераторов и значительной неравномерности нагрева метгипла.

Цель изобретения - интенсифика0ция нагрева металла и улучшение топливоиспользовамия.

Поставленная цепь достигсются тем, что в регенеративном нагревательном колодце, содержгоцем рабочую

5 камеру, газовые и воздушные регенератор с насадками и с разделительной стенкой между ними, насадки со стороны выходных каналов воздушных и газовых регенераторов.выполнены 0 ступенчатыми с уклоном к.разделительной стенке 1:3,5 и 1:2 соответственно и перекрыты в горизонтальном направлении, при этом ступеньки насадок воздушного регенератора выполнены по всей его ширине, ступеньки насадок газового регенератора - на одну треть его ширины, а живое сечение всех насадок уменьшается в сторону рабочего пространства колодца

Выполнение воздушных и газовых насадок регенераторов ступенчатыми с уклоном к разделительной стенке 1:3,5 и 1:2 соответственно объясняется необходимостью изменения направления движения потоков газа и воздуха на 90°для обеспечения интенсивного и полного перемешивания их. Уменьшение или увеличение уклонов приведет к неудовлетворительному перемешиванию газа и воздуха и, соответственно, к ухудшению организации сжигания топлива, передачи тепла к нагреваемому металлу и топливоиспользования.

Выполнение насадки газового регенератора ступенчатой на расстоянии от разделительной стенки, равном 1/3 длины, ее уменьшение живого сечения вертикальных каналов в направлении рабочего пространства, а также ступеньки воздушного регенератора с перекрытием в горизонтальном направлении выходных каналов необходимы для обеспечения оптимального угла встречи газового и воздушного потоков в надсадочном пространстве, их интенсивного и полного перемешивания топлива с воздухом. Скорость горения топлива в этом случае получается высокой, количество тепла, выделяемое в единицу времени, увеличивается, процесс нагрева металла интенсифицируется, что приводит к сокращению длительности нагрева и уменьшение расхода топлива

На чертеже изображен регенеративный нагревательный колодец.

Нагревательный колодец состоит из рабочей камеры 1, газовых регенераторов 2 с насадкой 3, выполненной ступенчатой.с уклоном 1:2 к разделительной стенке 4, причем ступеньки выполнены на 1/3 длины насадки, -а живое сечение каналов 5 выполнено уменьшающимся в сторону рабочего пространства. Воздушный регенератор 6- с насадкой 7, выполненной также ступенчатой с уклоном 1:3,5 к разделительной стенке.

Каналы 8 ступенек для прохода воздуха перекрыты в горизонтальном направлении.

После посада металла, через насадки 3 и 7 регенераторов 2 и 6 подают топливо и вентиляторный воздух.

Воздух, пройдя насадку регенераторов, в выходных сечениях каналов изменяет направление движения в надсадочное пространство,истекает под

углом 80-90 к вертикальной оси насадки, затем встречается с газом в надсадочном пространстве под углом в среднем 90°. Ступеньки в газовой насадке на 1/3 ее длины, считая- от разделительной стенки, способствуют обеспечению оптимального угла встре части истекающего из насадки газа и увеличения пути перемешивания последнего с воздухом. Остальная часть газа, нагретого в газовой насадке, истекает из каналов, в котором нет ступенек, и встречается с газовоздушным потоком тоже под углом чему способствует выполнение живого сечения каналов газовой насадки уменьшающимся по ходу движения газовоздушного потока к рабочему пространству. Уменьшение живого сечения каналов газовой насадки необходимо для увеличения скорости истечения, и, соответственно, кинетической энергии газового потока во избежание сноса его и движения параллельно газовоздушному потоку. Кроме того, увеличение скорости истечения газа способствует турбулизации и полному перемешиванию движущихся еще в ламинарном режиме слоев и потоке.

Таким образом, на выходе из пламенного окна будет турбулентный, хорошо перемешанный, с высокими аэродинамическими и тепловыми свойствами факел,обеспечивакядий равномерны и высокоскоростной нагрев металла с минимальными энергетическими затратами

Предложенная конструкция колодца позволяет сократить удельный расход топлива и полностью исключит брак по пережогу.

Формула изобретения

Регенеративный нагревательный колодец, содержащий рабочую камеру, газовые и воздушные регенераторы с насадками и с разделительной стенкой между ними, отличающис я тем, что, с целью ий тенсификации нагрева металла и улучшения топливоиспользования, насадки со стороны выходных каналов воздушных и газовых регенераторов выполнены ступенчатыми с уклоном к разделительной стенке 1:3,5 и 1:2 соответственно и перекрыты в горизонтальном направлении, при этом ступеньки насадок воздушного регенератора выполнены по всей его ширине, ступеньки нассщок газового регенератора - на одну треть его ширины, а живое сечение всех насадок уменьшается в сторону рабочего пространства колодца.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 508545, кл. С 21 О 9/70, 1974.

2.Аксельруд А.Г., Сухов И.И.

и Тымчак В.М. Нагревательные колодцы. Металлургиздат, 1962, с. 48.