Устройство для подогрева и загрузкишиХТы Советский патент 1981 года по МПК F27D13/00 C21C5/52 

1

Изобретение относится к металлурии , а именно к устройству для поогрева и загрузки шихты в плавильную печь.

По основному -авт. сь. № 430164 известно устройство для подогрева и загрузки шихты, состоящее из двухстенного резервуара с отверстиями во внутренней стенке, выполненными по высоте ее ярусами с суммарным сечением, уменьшающимся от нижнего яруса к верхнему, тангенциально установленных к рабочей полости патрубков для подвода дымовых газов, а также двухйтенного днища с механизмом открывания и отверстиями во .внутренней стенке {l .

Недостатки такого устройства - неравномерность прогрева шихты по объему резервуара, .особенно в верхних слоях его центральной части, где перепад температур по сравнению с периферией нижних слоев шихты достигает 330-390 С, -низкий (-26%) термический коэффициент полезного действия подогревателя и существование температурного предела (550 С) его эффективности.

Цель изобретения - повышение рав номерности нагрева шихты по всему

объему резервуара и увеличение термического коэффициента полезного действия устройства.

Указанная цель достигается тем, что внутренняя стенка резервуара снабжена равноудаленными одно от другого вертикальными щелевыми сужающимися соплами, выполненными в виде крыльчаток, изогнутых по ходу движе0ния дымовых газов в рабоч&й полости резервуара и направленных к его оси, при .том сопла разделены равномерно расположенными по высоте резервуара газонаправляющими перебор5ками, установленными под разными Углами к плоскости его поперечного Ьечения. Кроме того, сопла выполнены по высоте внутренней стенки резервуара в виде ребер, расширяющихся

0 кверху, а уширение крыльчатки составляет - - 4 внутреннего радиуса ре4 2

зервуара, а ширина щели сопла - 1 50 мм. . 25

На фиг. 1 показано устройство, разрез А-А на фиг. 2} на фиг. 2 разрез Б-Б на фиг. 1/ на фиг. 3 щелевое сопло (в аксонометрической проекции).

Устройство включает двухстенный цилиндрический резервуар 1, внутренняя стенка 2 которого снабжена равноудаленными одно от другого вертикальными с обращенными к верхней чати резервуара уширениями, представляющими щелевые сопла 3| выполненными в виде крыльчаток, изогнутых по ходу движения дымовых Газов в рабочей полости резервуара и направленных к его оси. Сопла разделены равномерно удаленными по высоте резервуара газонаправляющими переборками 4, установленными -под разными углами к плоскости его поперечного сечения/ причем

..,,,j

где п - количество газонаправляющих переборок в сопле о(.| - угол наклона верхней переборки к плоскости поперечного сечения резервуара {фиг. 1);

оС 2 то же по отношению ко второй сверху переборки и т.д Угол наклона ct может равномерно изменяться в пределах от О ° (дляо до 90° дляа) , i

Уширение крыльчатки h (фиг. 1) составляет от 1 до 1 внутреннего

42

радиуса резервуара. Ширина щели в (фиг. 3) составляет 1-50 мм. Уширение крыльчатки и ширина щели завися от технологических параметров процесса подогрева (крупности шихты, температуры теплоносителя, к.П.Д. подогревателя и пр.) и выбираются с учетом достижения равномерного прогрева шихты по объему и в частности, по оси резервуара. Количество сопел неограничено, зависит от требуемой температуры подогрева шихты, производительности устройства и в пределе они могут занять всю поверхность внутренней стенки 2 резервуара 1.

Во . Знутренней стенке 2 резервуара по всей ее высоте между щелевыми соплами выполнены ярусами отверстия 5 с суммарным сечением, уменьшающимся от нижнего ярусА к верхнему. Раскрывающееся днище б резервуара выполнено двухстенным с отверстиями 7 по внутренней стенке, причем полость, образованная стенками днища, сообщается с полостью резервуара. Днище выполнено секционным с возможностью вращения секций в шарнирах 8 от специального механизма (на фиг. не показан). В нижней части резервуар снабжен установленными тангенциально к рабочей полости патрубками 9 для подвода дымовых газов.

Устройство работает следующим образом.

.Резервуар 1 с шихтой устанавливгиот на позицию подогрева под вытяж ной зонт. В патрубки 9 вводят предварительно зажженные горелки и поток горячих дымовых газов направляется в сообщаемые полости между стенками резервуара и стенками днища 6. Проходя между стенками резервуара, осноная часть потока дымовых газов, в следствие наименьшено гидравлического сопротивления, поступает в крыльчаткробразные сужающиеся щелевые сопла 3, на выходе из которых ускоряется и направляется по принципу вихрестока к оси резервуара.

Изогнутость крыльчатки обеспечивает на выходе из сопла завихрение дымовых газов в направлении их-движения между стенками резервуара и омывание ими шихты.

Дробление газового потока на части достигается переборками 4 сопла, различный наклон которых обеспечивает равномерное рассеивание струи теплоносителя по высоте устройства и тем самым более равномерный прогрев всей массы шихты, а также более высокий термический к.П.Д. подогреваш го устройства по сравнению с известной конструкцией, где. подводимый газ, встречая сопротивление слоя шихты, устремляется по пути наименьшего сопротивления, а именно, вверх вдоль внутренней стенки, резервуара, вследствие чего увеличивается удельный расход топлива и шихта в центральной части бадьи и, особенно в ее верхних слоях оказывается менее прогретой.

Предлагаемое устройство позволяет в 3-4 раза уменьшить гидравлическое сопротивление внутренней стенки резервуара потоку дымовых газов, в.2-3 ра.за увеличить контактную поверхность нагрева через эту стенку за счет вклинивания в массу шихты крыльчаткообразных щелевых сопел, свести к минимуму перепады температур между отдельными слоями шихты и как следствие этого, вдвое уменьшить удельный расход топлива (природного газа мазута) на подогрев шихты; увеличить в 2-3 раза термический К.П.Д. подогревателя, существенно поднять его температурный предел эффективности (с 550°С до 650°С и вы.-. ше) и примерно вдвое увеличить производительность устройства при том же удельном расходе топлива.

Формула изобретения

1. Устройство для псэдогрева и загрузки шихты по авт. св. № 430164, отличающееся тем, что, с целью повышения равномерности нагрева шихты по всему объему резервуара и увеличения термического коэффициента полезного действия, внутренняя стенка резервуара снабжена равноудаленными одно от другого вертиг кальными щелевыми сужающимися соплами, выполненными в виде крыльчаток, выходные отверстия которых направлены к оси ре зервуара.

2.Устройство по п. 1, о т л ичающееся тем, что сопла выполнены в виде ребер, р.аширяющихся кверху.

3.Устройство по пп, 1 и 2, о т-, ли чающееся тем, что сопла разделбсны равномерно расположенными по высоте гаэонаправляющими переборками, установленными под разными углами к плоскости поперечного сечения резервуара, причем

OCi Odj Ottj-tOC.., Обру

где п - количество газонаправляющих

переборок в сопле{ угол наклона верхней переборки J - угол наклона второй сверху

переборки и т.д.,

а угол наклона oi выбран в пределах от О 9 (для ot ) до 90 ( ).

4. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и чающееся тем, что уширение крыльчатки равно 1 1. внут4 2

реннего радикса резервуара, а щели сопЛа 1-50 мм.

Источники инфррмацй, 15 принятые во внимание э1сслертизе

1. Авторское свйдетельсшво есСР 430164, кл, С 21 С 5/§2, 1972..

фаг.1