Клапан горячего дутья Советский патент 1981 года по МПК C21B9/12 

Изобретение относится, в частности, к клапанам горячего дутья воздухонагревателей.

Известен клапан горячего дутья с устройством для охлаждения его высоконагретых узлов, содержащим охлаждаемые кольца, камеру для охлаждения корпуса, крышку и трубы для подвода и отвода охладителя 1.

Недостатками известного клапана являются возникновение застойной зоны в месте расположения штуцеров для отвода воды, пара из охлаждаемых колец, а также неравномерное охлаждение корпуса. Его верхняя зона, фланец, место перехода от цилиндра корпуса к горловине, где расположены трубы и штуцера для отвода воды, пара из охлаждаемых колец, перегреваются, образуются трещины в корпусе, по фланцу и, как следствие, продувки в уплотнении, что не позволяет повысить температуру горячего дутья на воздухонагревателях с динасовыми огнеупорами свыше 1350°С.

Целью изобретения является повышение термостойкости мест перехода фланцев и цилиндра корпуса к горловине клапана горячего дутья.

Это достигается тем, что клапан горячего дутья, включающий охлаждаемые горловину, корпус, фланцы, камеру охлаждения, контактные кольца, соединенные с камерой охлаждения штуцерами с сильфонным уплотнением, снаожен расширительНОИ камерой, примыкающей вплотную к горловине, корпусу, фланцам и охватывающей герметично отводные штуцера колец симметрично вертикальной оси клапана по сектору корпуса с углом 30-У0°.

На фиг. 1 изооражен клапан горячего дутья, вид спереди с вырывом; на фиг. 2- разрез А-А на фиг. 1.

Клапан включает камеры охлаждения горловины i и корпуса 2, кожух 3 камер

4 и контактные охлаждаемые кольца Ь, к которым через корпус пропущены штуцера б для отвода охладителя (воды, пара и пр.). Для компенсации термического удлинения колец и штуцеров на последних выполнено сильфонное уплотнение 7.

Для увеличения теплоотбора и устранения застойной зоны в месте расположения штуцеров для отвода охладителя клапан снабжен расширительной камерой 8, образованной полой коробкой 9, сваренной из листовой малоуглеродистой стали (например, марки ст. 20). Расширительная камера разделена перегородкой 10 с целью удобства промывки при использовании в качестве охладителя воды. В стенках коробки вварены штуцера 11 для отвода охладителя. Коробка примыкает вплотную к горловине 1, корпусу 2 и фланцу 12. Она охватывает герметично отводные штуцера 6 колец 5, для надежного отвода тепла от стенок верхней цилиндрической части корпуса, устранения газовоздушного «мешка у штуцеров 6, ликвидации застойной зоны в стенках кожуха 3 охлаждаюш,ей камеры 4. Коробка вставлена в цроем корпуса, а ее стенки приварены к стенкам корпуса, горловины и фланца по периметру примыкания. Угол а охвата коробкой по дуге верхней части корпуса по цилиндру составляет 30-90°.

Таким образом, коробка с разделительной стенкой, штуцерами отвода охладителя, стенкой горловины, корпуса и фланца на длине дуги с углом охвата 30-90° цилиндрической стенки корпуса составляют холодильник горловины клапана горячего дутья.

Холодильник работает следующим обра-SOMv . . .„,

:;.,, (мбрская вода, парогазовая смесь и--njp;) снизу поступает в полость конJ- ;,такзйН:Ы -|со ц 5 Ц .под давлением выбрасыsB e. через отводные штуцера 6 в расшир1|телЙнуЫ klMepy 8. Расширительная камер ца-х( постоянно под давлением -охладителя, так как ее объем соизмерим с объемом полости колец, а проходное сечение штуцеров 11 выполнено не более суммарной площади сечения штуцеров 6. В связи с этим охладитель поступает через штуцера в камеру 8 с пониженной скоростью, создает турбулентное движение внутри нее и увеличивает отбор тепла в местах приварки сильфонов штуцеров к стенкам цилиндрической части корпуса. При таком исполнении холодильника перегрев фланца и мест перехода цилиндра корпуса в его горловину (место сопряжения прямоугольника с цилиндром) исключен.

Результаты испытания холодильника в условиях металлургического завода «Азовсталь показали устойчивую работу клапана горячего дутья при работе с горячим дутьем, нагретым выше возможного на 100-150°С на эксплуатируемых клапанах без рубашек для охлаждения горловины и

крышки клапана. Причем устройство холодильника возможно без демонтажа клапана, что важно в условиях действующего цеха, так как смена клапанов требует остановки печи и, как результат, приводит к снижению производства чугуна.

Для установки холодильника необходимо из листовой стали марки ст. 20 толщиной 4 мм сварить коробку, вырезать керосино-кислородным резаком стенки корпуса клапана на дуге, охватывающей его верхнюю цилиндрическую часть, с углом 30- 90°, затем в проем корпуса вставить коробку и приварить ее стенки по периметру

примыкания к клапану (горловине, корпусу и фланцу). Герметичность и качество сварных швов проверить путем «опрессовки на давление воды 10 ати. Предлагаемое устройство позволяет увеличить температуру горячего дутья на воздухонагревателях с динасовыми огнеупорами (в высокотемпературной зоне) с 1350 до 1500°С без снижения производства чугуна, т. е. без демонтажа клапанов и остановок печи. Повышение температуры горячего дутья на 100-150° позволяет снизить расход кокса и повысить производительность печи. Годовой экономический эффект от использования изобретения составит не менее 150 тыс. руб.

Формула изобретения

Клапан горячего дутья, включающий охлаждаемые горловину, корпус, фланцы, камеры охлаждения, контактные кольца, соединенные с камерой охлаждения корпуса штуцерами с сильфонным уплотнением, отличающийся тем, что, с целью повышения термостойкости мест перехода фланцев и цилиндра корпуса к горловине, клапан снабжен расширительной камерой, примыкающей вплотную к горловине, корпусу, фланцам и охватывающей герметично отводные штуцера колец симметрично вертикальной оси клапана по сектору корпуса с углом 30-90°.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Доменное производство. Справочник т. И, Металлургиздат, 1963, с. 250-252.