Камера горения воздухонагревателядОМЕННОй пЕчи Советский патент 1981 года по МПК C21B9/00 

I

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к конструкциям воздухонагревателей доменных пеЧей, и может быть применено во всех отраслях народного хозяйства, где требуется высокотемпературный нагрев дутья.

Известны воздухонагреватели доменных печей, содержащие кожух, огнеупорную футеровку камеры горения и насадки, купол, штуцер горячего дутья и горелку t3Недостатками известных конструкций воздухонагревателей являются низкая стойкость кладки камеры горения, а также разрушение разделительной стенки камер насадки и горения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической суш ности и достигаемому эффекту является доменный воздухонагреватель, содержащий кожух, футеровку верхней высокотемпературной зоны более огнеупорным кирпичом, чем нижней низкотемпературной зонь.

камеры горения и насадки, купол, штуцер горячего дутья и горелку 2.

Недостатком известной конструкции доменного воздухонагревателя является низкая стойкость камеры горения и разделительной стенки, йспытьгеающих значительные крип и температурные напряжения, уровень которых возрастает по мере увеличения температуры купола. Причиной появления напряжений является различие в температурах внутренней и наружной поверхностей рядов кирпича, величина которой меняется, вследствие чего наблюдаются различия в тепловом расширении отдельных рядов кладки.

Цель изобретения - повышение стойкости стенок камеры горения и уменьшение температурных воздействий по ее высоте.

Поставленная цель достигается тем, что в камере горения над штуцером горячего дутья вьше стыка верхней и нижней зон на расстоянии 0,1-0,2 диаметра камеры горения-установлена дополнительная тангенциальная горелка.

На фиг,1 изображен доменный воздухонагреватель, вертикальный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 ,

Доменный воздухонагреватель состоит из металлического кожуха 1, к внутренней поверхности которого примыкает огнеупорная футеровка 2. Воздухонагреватель содержит камеру насадки 3 и встроенную камеру 4 горения объединенные общим куполом 5. Огнеупорная футеровка камеры 4 горения в верхней зоне 6 выложена высокоог-

неупорным КИПОУСТОЙЧИВЫМ кирпичом

(например динасом), а футеровка нижней зоны 7 - менее крипоустойчивым кирпичом, например муллитокорундовым (72% ) или муллитовым (62% ABgiOj В нижней зоне 7 камеры 4 горения встроена горелка 8,.над которой врезан штуцер 9 горячего дутья. В верхней зоне 6 камеры 4 горения над штуцером 9 горячего дутья установлена тангенциально к внутренней поверхности зоны 6 камеры 4 горения дополнительная горелка 10, дасположенная выше стыка зон 6 и 7 на расстоянии 0,10-0,20 значений-диаметра камеры 4 горения, т.е на расстоянии 0,2-0,5 м. .

Доменный воздухонагреватель работает следздащим образом.

В период нагрева насадки в горелку 8, встроенную в нижнюю зону 7 камеры 4 горения, подается на сжигание низкокалорийное топливо, например доменный газ с избытком воздуха. При сжигании доменного газа в нижней зоне 7 камеры 4 горения, выложенной муллитовыми или муллитокорундовыми огнеупорами, достигаются температуры порядка 1050-1150, что при окислительной атмосфере создает благоприятные условия для службы этих огнеупоров.

После сгорания низкокалорийного (доменного) газа в продукты сгорания .имеющие избыток кислорода, через дополнительную горелку 10, установленную нйд штуцером 9 горячего дутья, подают природный газ тангенциально к внутренней поверхности высокотемпературной зоны 6 камеры 4 горения выше стыка зон 6 и 7 на расстояние 0,1-0,2 значений диаметра камеры 4 горения.

Сжигание высококалорийного топлива (природного газа) в количестве, необходимом для получения заданной температуры под куполом 5 и в верхней

зоне 6 камеры 4 горения, способствует длительной работе огнеупоров, обеспечивает насадку 3 необходимым теплом. Например, для динасовых огнеупоров необходимо подать в дополнительную горелку 3-5% природного газа для получения температуры под куполом 1500-1550 С.

Основной причиной низкой стойкости кладки камеры горения высокотемпературных воздухонагревателей является деформация огнеупоров при значительных температурах и нагрузках.

При использовании газовых горелок ИЗТМ длина факела составляет 8-10 м, а при использовании керамических го релок - 14-16 м. Температуры по высоте камеры горения, начиная от штуцера горячего дутья и до купола в период нагрева, отличаются на 50-80 и составляют 1400-1500°С, а в период дутья - 1450-1350°С. Нагрузки на огнеупоры на уровне штуцера горячего дутья составляют 4-6 кг/см . Например, для огнеупоров типа МКВ-72 при температурах 1400 и допустимые нагрузки составляют 3 и 0,5 кг/см соответственно (ГОСТ-20901-75)..

Необходимость выбора места установки дополнительной горелки объясняется тем, что если подвод природного газа опустить ниже границы раздела динас - МКВ-72, то в районе кладки из муллито-корундовых огнезгаоров развиваются температуры порядка 15001600 С, недопустимые при нагрузках на кирпич 2,5-3,0 кг/см . При установке же горелки вьш1е этого уровня природный газ полностью не сгорает и его догорание в насадке приводит к оплавлению кирпичей.

За счет применения предлагаемого техштческого решения повьш1ается стойкость кладки ка.меры горения и разделительной стенки путем переноса зоны высоких температур в верхнюю часть камеры горения, где нагрузки незначительны.

Применение предлагаемого технического решения применительно к доменной печи полезньм объемом 2000 м по сравнению с известной конструкцией повьш1ает стойкость камеры горения и разделительной стенки на 20-30%, а также обеспечивает увеличение тепловой мощности воздухонагревателя с увеличением температуры дутья на 5-10°С,