Насадка регенератора металлургической печи Советский патент 1982 года по МПК F27B3/26 

(54) НАСАДКА РЕГЕНЕРАТОРА МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ

1

Изобретение относится к устрой- ; ствам для высокотемпературного подогрева воздуха и может быть использовано в металлургической h других отраслях промышленности.

Известна насадка регенераторов металлургической печи, преимущественно для подогрева воздуха, выполненная из огнеупорного кирпича и содержёщая вертикальные каналы с постоянной площадью проходного сечения

Регенерация тепла насадкой тем лучше, чем уже каналы и длиннее путь газов. Однако глубина камер определяется уровнем грунтовых вод, удобством эксплуатации и не превышает обычно 7-8 м ниже уровня пола цеха. Сечение ячеек в насадках обусловлено количеством и свойствами пыли, содержащейся в дьмовых газах, и склонностью насадочных огнеупоров к зарастанию. В результате заноса пылью ячеек насадки регенератора нарушается аэродинамический режим ее работы и ухудшаются условия теплообмена. Для устранения этого недостатка насадки регенераторов выполняют с увеличенным сечением ячеек, что приводит к снижению температуры подогрева воздуха или к дополПЕЧИ .

нительным затратам по увеличению объема насадки.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является насадка регенератора, выложенная кирпичом по системе .1 Сименс. Преимущество данной насадки перед

(другими заключается в возможности перетока газа из одного канала в

10

.другой в случае засорения одного иэк них. Кроме того, теплообменная поверхность такой насадки несколько

больше из-за омывания газами горизонтальных поверхностей кирпича Г27,

15

Эта насадка регенератора металлургических печей обладает рядом недостатков. Сечение теплообменных каналов обычно выбирают сучетом их заноса плавильной или технологичес20:кой пылью, содержащейся в дымовых газах. Однако из опыта эксплуатации регенераторов известно, что наиболее интенсивному зарастанию пылью подвергаются каналы лишь в верхней

25 части насадки, составляющей 15-25% от общей высоты. В остальной части насадки нерационально,оставлять принятое сечение канала, так как при :этом не используется возможность

30 ;увеличения поверхности теплообмена. Кроме того, данная конструкция насадки не учитьшает изменения объемов дымовых газов при охлаждении и воздуха при нагревании, что приводит к снижению скорости их движения, и, следовательно, способствует снижению интенсивности теплообмена. Цель изобретения - у51учшение теплообмена и повышение температуры подогрева воздуха. Указанная цель достигается тем,, чтонасадка регенератора металлургической печи, выложенная огнеупорным. кирпичом по системе Сименс, выполнена с равномерным уменьшением площади ее проходного сечения в нап равлении движения дымовых газов/ пр этом отношение площадей проходного сечения верхнего и нижнего рядов составляет 1,2-2,4, Пределы отношения обусловлены возможными изменени ми температуры и объема дымовых газ при охлаждении их в насадке регенератора. Верхний предел соответствуе отношению удельных объемов дымовых газов при максимальном перепаде температуры в насадке регенераторов Он характерен для мартеновских пече и нагревательных колодцев и состав.ляет ЭОС-ИОО С при температуре дым на входе в насадку 1400-1бООс, Минимально возможный перепад температур дБмовых газов, характерный, нап горячей ример, для холодной камер двухоборотных регенераторов, составляет 400-600°С и определяет нижний предел отношения площадей проходных сечений. Предлагаемая конструкция насадки регенераторов металлургических пече по сравнению с прототипом имеет следующие преимущества. Сохраняется постоянная скорость движения дымовы газов и воздуха по всей высоте насадки, увеличивается поверхность теплообмена за счет уменьшения проходного сечения путем добавления продольных и поперечных рядов огнеупорных кирпичей, повышается аккумуляция тепла насадкой за счет увеличения массы огнеупоров, смещение огнеупорных, кирпичей в последую щих рядах насадки способствует турбулизации потоков дымовых газов и воздуха. Аэродинамическое сопротивление насадки при этом практически не изменяется. Все это позвоjr HeT улучшить условия теплоо.бмена d насадке, и, в конечном счете, повысить температуру подогрева воздух На чертеже изображена насадка вертикального регенератора металлургической печи с уменьшающейся по ходу ДБМОВЫХ газов площадью проходного сечения. Насадка содержит продольные 1 и поперечные 2 ряды, выложенные из огнеупорных кирпичей и образующие ертикальные теплообменньуэ каналы 3, причем число рядов возрастает сверху вниз, уменьшая при этом пло щадь проходного сечения насадки, С целью обеспечения прочности кладки лина огнеупорных кирпичей в 1,62,0 раза превышает максимальное сечение каналов, что позволяет использовать кирпичи одного типоразмера для всей насадки. Кладка может выполняться с равномерным сужением площади проходного сечения или ступенчатым, через 5-10 рядов, в зависимости от размеров имеющихся огнеупорных кирпичей. Отношение площадей проходного сечения в верхнем инижнем рядах определяется в зависимости от температуры дымовых газов, Дымовые газы, перемещаясь по каналам 3 насадки регенератора предложенной конструкции, охлаждаются, их объем уменьшается и, так как проходное сечение сужается, скорость движения остается постоянной. Нагреваемый воздух, двигаясь в противо.положном направлении после перекидки клапанов, расширяется и скорость его движения остается также постоянной по всей высоте насадки. Рассмотрим пример конкретного исполнения насадки регенератора предлагаемой конструкции. Пусть температура дымовых газов на входе и выходе из насадки составляет соответственно 1600 и-800 С, Отношение площадей проходного сечения верхнего и нижнего рядов насадки, равное отношению удельных объемов газа при -данных температурах, составляет 1,746, С учетом заноса теплоой| енных каналов плавильной пылью площадь их проходного сечения на входе в насадку принимается равной ЗООх 300 мм, тргда в нижнем ряду составляет 230x230 мм. Поверхность теплообмена данной насадки увеличивается на 250-300 м по сравнению с насадкой, имеющей каналы размером ЗООх 300 мм по всей высоте, а температура подогрева воздуха увеличивается на 120-150 с, Для этого случая рационально применение стандартных кирпичей размером 460x150x75 мм или 520x150x75 мм, превышающих максимальное сечение каналов более, чем в 1,5 раза. Насадка регенератора предлагаемой конструкции позволяет без существенных затрат повысить температуру подогрева воздуха, предупредить зарастание каналов плавильной пылью и снизить расход условного топлива на 3-5 кг на тонну продукции, формула изобретения Насадка регенератора металлургической печи, выполненная из кирпичей, размещенных по системе Сименс ,отличающаяся тем, что, с целью улучшения тепло обмена и повьшгения температуры по дОгрева воздуха, она в{;толнена с травномерным уменьшением площади ее |проходного сечения в направлении , 1двиц;ения дымовых газов, при этом отношение площащей проходных, сечений верхнего и нижнего рядов составляет 1,2-2,4.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лемлех И.М., Гордин В.Д. Высокотемпературный нагрев воздуха в -iчерной металлургии. М,, Металлург 5

издат, 1963, с. 74-76.

2. Басьяс И.П., Черноголов А.И. Регенераторы мартеновских печей. Свердловск, Металлургиэдат- 1961, 10 с. 83-86.