Насадка регенератора металлургической печи

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сврз СоветникСоциалистическихРеспублик оо 974073 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 2081 (21 3291098/22-02 511 М Кл з р 27 В 3/26 с присоединением заявки Мо(23) ПриоритетГосударственный комитет СССР по делам изобретений н открытий(531 УДК 669,183.217 2 (088 8) Опубликовано 15,11.82. Бюллетень йо 42 Дата опубликования описания 15.13.82 А.В. Авраменко, Н,В, Гончаров, И.Н. Зинченко, А.ф. Папуна, Г.З, Гиэатулин, Е.Г. Грызлов, А,.Е. Прихоженко,А,А. Фелюкини А,Л. Курбатова(54) НАСАДКА РЕГЕНЕРАТОРА МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙПЕЧИ Изобретение относится к устройствам для высокотемпературного подог- рева воздуха и может быть использовано в металлургической и других отраслях промыаленности.Известна насадка регенераторов металлургической печи, преимущественно для подогрева воздуха, выполненная иэ огнеупорного кирпича и содержащая вертикальные каналы с постоянной площадью проходного сечения С 11Регенерация 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 дымовых 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 дополнительным затратам по увеличениюобъема насадки,Наиболее близкой к изобретениюпо технической сущности является. насадка регенератора, выложеннаякирпичом по системе 11 СименсПреимущество данной насадки перед(другими заключается в возможностиперетока газа из одного канала в.другой в случае засорения одного иэних, Кроме того, теплообменная поверхность такой насадки несколькобольше из-за омывания газами гори.зонтальных поверхностей кирпича2 .15Эта насадка регенератора металлургических печей обладает рядомнедостатков. Сечение теплообменныхканалов обычно выбирают с учетом их20 заноса плавильной или технологической пылью, содержащейся в дымовыхгазах. Однако иэ опыта эксплуатациирегенераторов известно, что наиболее интенсивному эарастанию пыльюподвергаются каналы лишь в верхнейчасти насадки, составляющей 15-25от общей высоты, В остальной частинасадки нерациональнооставлять при.нятое сечение канала, так как при;этом не используется воэможность60 Кроме того, данная конструкция насадки не учитывает изменения объемов дымовых газов при охлаждениии воздуха при нагревании, что приводит к снижению скорости их движения, и, следовательно, способствует 5снижению интенсивности теплообмена,Цель изобретения - У 31 учшениетеплообмена и повышение температурыподогрева воздуха.Укаэанная цель достигается темчто насадка регенератора металлургической печи, выложенная. огнеупорным кирпичом по системе Сименс,выполнена с равномерным уменьшениемплощади ее проходного сечения в направлении движения дымовых газов, приэтом отношение площадей проходногосечения верхнего и нижнего рядовсоставляет 1,2-2,4. Пределы отношения обусловлены возможными изменениями температуры и объема дымовых газовпри охлаждении их в насадке регенератора, Верхний предел соответствуетотношению удельных объемов дымовыхгазов при максимальном перепадетемпературы в насадке регенераторов,Он характерен для мартеновских печейи нагревательных колодцев и состав.ляет 900-1100 О С при температуре дымана входе в насадку 1400-1600 С, Минимально возможный перепад температур дымовых газов, характерный, например, для горячей и "холодной камер двухоборотных регенераторов, составляет 400-600 фС и определяет нижний предел отношения пло" 35щадей проходных сечений,Предлагаемая конструкция насадкирегенераторов металлургических печейпо сравнению с прототипом имеетследующие преимущества. Сохраняется 40постоянная скорость движения дымовыхгазов и воздуха по всей высоте насадки, увеличивается поверхностьтеплообмена за счет уменьшения проходного сечения путем добавления 45продольных и поперечных рядов огнеупорных кирпичей, повышается аккумуляция тепла насадкой за счетувеличения массы огнеупоров, смещение огнеупорных, кирпичей в последую- ,щих рядах насадки способствуеттурбулизации потоков дымовых газови воздуха, Аэродинамическое сопротивление насадки при этом практически не изменяется, Все это позво 4 яет улучшить условия теплообменав насадке, и, в конечном счете, повысить температуру подогрева воздуха.На чертеже изображена насадкавертикального регенератора металлургической печи с уменьшающейсяпо ходу дымовых газов площадью про-.ходного сечения.Насадка содержит продольные 1 ипоперечные 2 ряды, выложенные иэогнеупорных кирпичей и образующие65 вертикальные теплообменные каналы3, причем число рядов возрастаетсверху вниз, уменьшая при этом площадь проходного сечения насадки.С целью обеспечения прочности кладкидлина огнеупорных кирпичей в 1,62,0 раза превышает максимальноесечение каналов, что позволяет использовать кирпичи одного типоразмера для всей насадки. Кладка можетвыполняться с равномерным сужениемплощади проходного сечения или ступенчатым, через 5-10 рядов, в зависимости от размеров имеющихся огне"упорных кирпичей. Отношение площадейпроходного сечения в верхнем и нижнем рядах определяется в зависимостиот температуры дымовых газов,,Цьщовые газы, перемещаясь по каналам 3 насадки регенератора предложенной конструкции, охлаждаются,их объем уменьшается и, так как проходное сечение сужается, скоростьдвижения остается постоянной, Нагреваемый воздух, двигаясь в противо.положном направлении после перекидкиклапанов, расширяется и скорость егодвижения остается также постояннойпо всей высоте насадки.Рассмотрим пример конкретногоисполнения насадки регенератора предлагаемой конструкции. Пусть температура дымовых газов на входе и выходе из насадки составляет соответственно 1600 иС. Отношение площадей проходного сечения верхнегои нижнего рядов насадки, равное отношению удельных объемов газа при.данных температурах, составляет1,746. С учетом заноса теплообменных каналов плавильной пылью площадьих проходного сечения на входе в .насадку принимается равной 300 х300 мм, тогда в нижнем ряду составляет 230 х 230 мм, Поверхность теплообмена данной насадки увеличиваетсяна 250-300 м.по сравнению с насадкой, имеющей каналы размером 300 х300 мм по всей высоте, а температура подогрева воздуха увеличиваетсяна 120"150 С. Для этого случаярационально применение стандартныхкирпичей размером 460 х 150 х 75 мм или520 х 150 х 75 мм, превышающих максимальное сечение каналов более, чемв 1,5 раза,Йасадка регенератора предлагаемойконструкции позволяет без сущест- .венных затрат повысить температуруподогрева воздуха, предупредитьзарастание каналов плавильной пыльюи снизить расход условного топливана 3-5 кг на тонну продукции.Формула изобретенияНасадка регенератора металлургической печи, выполненная из кирпи974073 Составитель В, Бербенофенова Техред М. Гергель Г. Огар Редак Т рее а ш Юв аЕ Евш еь неюв Ч шееТираж 645 ПодпГосударственного комитета СССРелам изобретений и открытийеква, Ж, Раушская наб., д. 4/ аказ 8670 5 исное НИ 03 илиал ППП фПатентфф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 чей, размещенных по системе Сименсф, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что, с целью улучшения теплообмена и повышения температуры подогрева воздуха, она выполнена с,равномерным уменьшением площади еепроходного сечения в направлениидвижения дымовых газов, при этомотношение площадей проходных. сеченийверхнего и нижнего рядов составляет1,2-2,4,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Лемлех И.М., Гордин В.Д. Вы,сокотемпературный нагрев воздуха в ."черной металлургии. М: Металлург.5 ,издат, 1963, с. 74-76. 2, Басьяс И.П., Черноголов А.И.Регенераторы мартеновских печей.Свердловск, Металлургиздат, 1961,10 с, 83-86.