Воздухонагреватель доменной печи

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК П 9) П 1) 3(51) С 21 В 9 00 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Днепропетровский металлургический институт(56) 1. Инструкция по футеровкеи сушке доменных печей и их вспомогательных устройств. М., Гипромез,1978, с. 23.2. авторское свидетельство СССРйо заявке Р 3220602,кл. С 21 В 9/04, 1980.(54)(57) ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЬ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ,. содержащий камеры горения и насадки, разделительную Ъ стенку с компенсационным слоем и полостью в зазоре между слоями огнеупорной футеровки, образованной двумя металлическими листами, установленными по всей ширине зазора, о т л н ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повыаения стойкости разделительной стенки, полость выполнена герметичной в виде оболочки иэ металлических листов, скреплен" ных по периметру обечайкой, между которыми установлена металлическая перегородка, не доходящая до верхней части обечайки на расстояние, равное 0;8-1,0 ширины оболочки, причем со стороны камеры горения к полости присоединен йатрубок . подачи сжатого воздуха, а со стороны камеры насадки к полости присоединен патрубок отвода сжатого,воздуха.Изобретение относится к чернойметаллургии, в частности к конструк"циям воздухонагревателей доменныхпечей, и может быть использованово всех отраслях.народного хозяйства,. где не требуется высокотемпературный нагрев газов.Известны доменные.воэдухонагреватели со встроенной камерой горения, содержащие камеры горенияи насадки, а также разделительную .стенку с экраном иэ жароупорнойстали 1 .Недостатком этих воздухонагревателей является низкая стойкость разделительной стенки камер горения инасадки.Наиболее близким.к предлагаемому решению по технической сущности и достигаемому экономическомуэффекту является воздухонагревательдоменной печи, содержащий камерыгорения и насадки, разделительнуюстенку с компенсационным слоем иполостью в зазоре междуслоями огнеупорной футеровки, образованнойдвумя металлическими листами, установленными по всей ширине зазора 21Недостатком известной конструкции доменного воэдухонагревателяявляется следующееВ период дутья в полость разделительной стенки подают часть холодного дутья, которое в ней нагревается, а затем смешивается вверхней части камеры горения с горячим дутьем. Поэтому верхняя частькамеры горения в период дутья выполняет роль смесителя доменной печи.Горячее дутье, выходящее из насадки, имеет в начальный момент.периода температуру больше, чемв конечный, на 100-150 С. Для поддержания постоянной температурыдутья, подаваемого в печь, необходимо в этот период уменьшить расходдутья, нагреваемого в полости, довеличин допустимых для стойкостиметаллических листов. Это приВодитк изменению температуры металла вовремени и снижению надежности разделительной стенки.Кроме этого, для сохранения стойкости металлических листов полостинеобходимо в нее постоянно подаватьсжатый воздух. Поэтому при перево де воздухонагревателей из периодовдутья на нагрев и из нагрева на.дутье (6-12 мин на каждую операцию),нагретый воздух не используется ивыбрасывается в атмосферу.Целью изобретения является обес-.печение заданной температуры подкуполом воздухонагревателя, отапливаемого низкокалорийным топливом, иповышение надежности разделительнойстенки,Поставленная цель достигаетсятем, что в воздухонагревателе доменной печи, содержащем камеры горенияи насадки, разделительную стенкус компенсационным слоем и полостьюв зазоре между слоями огнеупорнойфутеровки, образьванной двумя металлическими листами, установленными по всей ширине зазора, полостьвыполнена герметичной в виде оболоч 10 ки иэ металлических листов, скрепленных по периметру обечайкой, меж-,.ду которыми установлена металлическая перегородка, не доходящая доверхней части обечайки на расстоя ние, равное 0,8-1,0 ширины оболочки, причем со стороны камеры горения.к полости присоединен патрубок.подачи сжатого воздуха, а со стороны камеры насадки к полости присоединен патрубок отвода сжатого воздуха.На фиг. 1 изображен воздухонагреватель, вертикальный разрез.; нафиг. 2. - то же, горизонтальный раз .Реэ, на фиг. 3 - металлическая полость, вертикальный разрез, нафиг; 4 - то же, горизонтальный разрез.Воэдухонагреватель доменной печи состоит из металлического кожуха 1, к внутренней поверхности кото..ру 3 насадки и встроенную камеру 4горения, объединенные общим куполом 35 5. В камере 4 горения установленыштуцеры 6 горячего дутья и. горелки7. Камеру 3 насадки от камеры 4 го-,рения отделяет многослойная раэделительйая стенка 8, состоящая иэ 40 слоев 9 и 10 огнеупорной кладки,компенсационных слоев 11, воздухоохлаждаемой полости 12, внутри которой на всю ее ширину установленаметаллическая перегородка 13; образующая две полости 14 и 15. Полости 14 и 15 вверху сообщаются междусобой щелью 16, высота Н которойравна 0,8-1,0.ширины оболочки. Оболочка 14, примыкающая к камере 4 50. горения, связана с патрубком 17 подачи сжатого воздуха, а полость 15,примыкающая к насадке 3, - с патрубком 18 выхода нагретого воздуха иштуцером горелки 7. Внутри полостей14 и 15 на всю их толщину установлены ребра-турбулизаторы 19, расположенные в шахматном порядке.Воздухонагреватель доменной печи работает следующим образом.В период нагрева газовоздушная 60 смесь подается через горелку 7. Продукты горения, образующиеся в период горения топлива в камере 4 горения, проходят в насадку 3, гдеотдают свое тепло кладке, и покидают воздухонагреватель. Температурыпо высоте камеры горения отличаются от температуры под куполом незначительно (на 50-80 С).В период дутья холодное дутьеподается в нижнюю часть .насадки 3,нагревается в ней и через штуцер 6попадает в прямой и кольцевой воэдухопроводы и в печь,Сжатый воздух постоянно во всепериоды работы воздухонагревателяподают через патрубок 17 в полость 1014, примыкающую,к камере 4 горенияЗатем воздух проходит вверх по полости 14, попадает в щель 16, и, проходя вниз по полости 15, примыкающей к насадке 3, выходит через пат-, 15рубок 18 в общий коллектор, а затем осуществляется его, раздача погорелкам воздухонагревателей. Сжатый воздух, проходя по полостям14 и 15, охлаждает кладку разделительной стенки 8 и нагревается до400-500 С. Для предотвращения сплЮщивания полостей 14 и 15 установлены компенсационные маты 11, например, типа МКРВ, которые могутработать при температурах до 1100 ОС,(ГОСТ 20901-75). Внутри полостей14 и 15 в шахматном порядке установлены ребра 19 жесткости, которые.турбулиэируют поток воздуха и увеличивают теплоотдачу от стенок кнагреваемому воздуху.В предложенной конструкции сжатый воздух, подаваемый в оболочкиразделительной стенки, поступаетпостоянно и его расход не зависит35от периодов нагрева и дутья. Виз вестном воздухонагревателе в, полость необходимо постоянно подаватьхолодное дутье или же в период наг: .рева-сжатый воздух с давлением, 40превышающим давление в рабочемпространстве камеры горения на10-20, а в период дутья - холод-ное дутье.Известно, что стоимоСть воздухо 4нагревателей с вынесенной камеройгорения на 20-30 больше, чемсо встроенной, и что для их сооружения необходимо больше площади,так что не везде возможно,их применить.,В предложенной конструкции впериод пауз перевод воздухонагревателей с одного режима на другой) нагреваемый в оболочках воздух не выбрасывается в атмосферу, а используется для горения низко- калорийного топлива.Необходимость выбора принятых конструктивных параметров разделительной стенки следующая.Высота щели между металлической перегородкой и верхним горизонтальным листом полости выбирается из условий равенства ско- ростей в ней и обеих полостях.Это условие осуществимо, если их площади сечения равны, Если площадь сечения для прохода воздуха заполняется ребрами-турбулиэа торами, то высота щели должна составлять 0,8-1,0 толщины оболочки. При уменьшении высоты щели возрастут скорости движения воздуха и потери давления и возможно сплющивание цели. Если в полостях не используют ребра-турбулиэаторы, то высота щели равна толщийе оболочки. Если высота щели больше толщины оболочки, то скорости движения в ней воздуха меньше, снизится теплоотдача от горизонтального листа полости к воздуху, что уменьшит стойкость металлического листа.Подвод холодного воздуха в по,лость, примыкающую к камере горения, а отвод негретого воздуха через полость, примыкающую к насадке, объясняется тем, что температура в камере горения больше, чем в насадке что обеспечивает большую эффективность.Изобретение позволяет экономить природный нли коксовый газ и повышает надежность разделительной стенки.Внедрение изобретения примени-. тельно к доменной печи с годовой производительностью 1 млн.т чугуна, по сравнению с известной конструкцией .воздухонагревателя, экономит 1200-2000 мЗ природного газа и повышает надежность и стойкость камеры горения на 10-20. Экономический эффект составляет 259,8 тыс. руб. в год.11043168 У 7Сжатий Фиг. Р м Ацф ФиР. вни Фиив ЧЮ ЕЬЭ лиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул, Проект Ударили Фидугм р 1 Ювмод иасрвффщ Яд 7 а каз 7265/28 Тираж 568 Подписи вв