Высокотемпературный воздухонагреватель доменной печи

СОЮЗ СОВЕТСКИ сйих 80, 1 12290,5 г, С 21 в 9/00 ре В н УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ДУПЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ОПИСАНИЕ ИЗн аатюном ВИЕВвС У(71) Днепродетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургичес-:кий институт им. Л.И.Брежневаи Украинский государственный институт по проектированию металлургических заводов(54)(57) ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЙ ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЬ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, содержащий камеру горения, камеру насадки, расположенную на решетке, размещенной на стальных опорных плитах, штуцера подвода колодного и отвода горячего дутья и дымовые клапаны, о т л и ч а ю щ.и й с я тем, что, с целью увеличения эффективности нагрева дутья путем повышения тепло-. аккумулирующей способности плит, плиты выполнены полыми и заполнены веществом, температура фазового перео хода которого на 100-150 С ниже максимально допустимой температуры продуктов сгорания, поступающих в пад- Иасадочное пространство.Изобретение относится к черной металлургии, в частности к устройствам воздухонагревателей доменных печей.Известно устройство воздухонагре вателя доменной печи, в котором полости между опор камеры насадки заполнены материалом, аккумулирующим тепло И .Недостатками этого устройства яв ляются создание дополнительного аэродинамического сопротивления на пути дутья и продуктов сгорания в воздухонагревателе, т.е. уменьшение высоты поднасадочного пространства, что при водит к ухудшению условий раскрытия струи холодного дутья, а значит увеличивает неравномерность заполнения дутьем насадки.20Наиболее близким к изобретению по технической сущности является высокотемпературный воздухонагреватель доменной печи, содержащий камеру сгорания, штуцера холодного и горячего дутья, камеру насадки, дымовые клапана, опорную решетку, размещенную на несущих стальных плитах 2 .Недостатком известного устройства является то, что теплоаккумулирующая30 способность стали всего в два раза выше, чем у шамотного кирпича. Заполнение плитами 25% поднасадочного пространства повышает теплоаккумулирующую способность воздухонагрева теля на 10-127 что позволяет повьюо сить температуру дутья на 8-10 С,Целью изобретения является увеличение эффективности нагрева дутья путем повышения теплоаккумулирующей 40 способности плит.Поставленная цель достигается тем, что в высокотемпературном воздухонагревателе доменной печи, содержащем камеру горения, камеру насадки, 45 расположенную на решетке, размещенной на стальных опорных плитах, штуцера подвода холодного и отвода горячего дутья и дымовые клапаны, плиты выполнены полыми и заполнены вещест вом, температура фазового перехода которого на 100-150 С ниже максимальоно допустимой температуры продуктов сгорания, поступающих в поднасадочное пространство. 55Известно, что при изменении фазового состояния вещества поглощают или выделяют тепло. Количество тепла фазового перехода зависит от природы вещества, но для всех веществ оно много выше их теплоемкости, Вещество, поглощая (а затем выделяя) это тепло, не меняет температурыНа фиг. 1 приведен предлагаемый воздухонагреватель, разрез; на фиг, 2 - поднасадочное устройство, план; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 1.Устройство состоит из камеры 1 горения со штуцером 2 горячего дутья, камеры 3 насадки, дымовых клапанов 4, штуцера 5 холодного дутья, решетки 6, размещенной на опорных плитах 7, которые состоят из несущей оболочки 8 и плавящегося ядра 9.Устройство работает следующим образом.В период нагрева продукты сгорания из камеры 1 горения, пройдя через насадку 3 и решетку 6, попадают в каналы, образованные опорными плитами 7. Омывая плиты, продукты сгорания передают тепло через несущую оболочку 8 плавящемуся ядру 9, Когда оболочка плит нагреется до температуры плавления вещества ядра (на 100-150 С ниже максимально доопустимой температуры продуктов сгорания на входе в поднасадочное устройство) начинается его плавление. С этого момента и до конца периода нагрева плиты поглощают большое количество тепла, что позволяет повысить максимально допустимую температуру продуктов сгорания на входе в подо насадочное устройство на 50-80 С.В период дутья вещество ядра начинает кристаллизоваться, отдавая тепло холодному дутью. Выбор вещества для заполнения плит с температуройо фазового перехода(е), на 100-150 С ниже максимально допустимой температуры продуктов сгорания на входе в поднасадочное устройство, обусловлен тем, что при большем значении С, период плавления будет незначительным (10-207 от времени нагрева воздухонагревателя), поэтому основная часть вещества не успеет расплавить" ся и не будет участвовать в аккумулировании тепла, а при меньшем значении с все плавящееся вещество включится в работу; но в период дутья теплопередача от плит к холодному дутью будет незначительна иэ-за малого температурного напора между ними.3Например, если плиты, отлитые из жаростойкого чугуна, выполнены пустотелыми и заполнены азотнокислым литием (с т.пл.261 С и теплотой фазового перехода 2500 кДж/кг) так, чтобы массы чугуна и ЬЮО в плите были равны, тогда 1 кг усредненной массы плиты при нагреве от 100 до 300 С сможет усвоить 1306 кДж/кг.1 кг стали при нагреве от 100 до 300 оС усваивает 112 кДж/кг 2 .Таким образом, теплоаккумулирующая способность плит с плавящимся 1 11279034ядром в 11,6 раза вьппе, чем у стальных плит. Фиг иг Заказ 8877/19.Подписное ИИПИ аж 5 Фиг,иал ППП "Патент",Ужгород, ул. Проектная, 4 Если изобретение внедрить на Го"менной печи У 1 объемом 1719 мс воздухонагревателями,имеющими объем поднасадочного пространства 50 м,то для одного воздухонагревателяпотребуется 50 т плит с плавящимся 10 ядром. Их установка в поднасадочномпространстве увеличит теплоаккумулирующую способность воздухонагревателя на 6510 кДж.6