Регенеративный нагревательный колодец

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН цц 1 С 21 0 9/ таллургин жигитов, Е.В.ТроЮ.С рпенкВ.Л усовск структ тва. М ра печей Металвы ьство СССР 9/70, 981(71) Коммунарский гческий институт(54) (57) РЕГЕНЕРАТИВНЫЙ. НАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ КОЛОДЕЦ, содержащий камеру нагрева с наднасадочными каналами, газовые и воздушные регенераторы и разделительную стенку между нийи, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения расхода топлива, повышения равномерности нагрева и увеличения производительности колодца, наднасадочные каналы выполнены переменного сечения с сужением над разделительной стенкой и расширением в сторону камеры нагрева, причемсота канала в узкой части составляет 0,4-0,7 высоты наднасадочного канала воздушного регенератора а угол раскрытия расширяющегося ка-: нала составляет 20-45Изобретение относится к устройствам для нагрева металла перед обработкой давлением и может быть использовано в металлургической и других отраслях промышленности.Цель изобретения - снижение расхода топлива, повышение равномерности нагрева и уВеличение производительности.На чертежеизображен предлагаемый регенеративный нагревательный колодец.Нагревательный колодец содержит камеру. 1 нагрева, слитки 2, левый 3 н правый 4 воздушные регенераторы, левый 5 и правый 6 газовые регенераторы, сужающиеся каналы 7 и 8,. плавно расширяющиеся каналы 9 и 10, разделительную стенку 11 между регенераторами.Нагревательный колодец работает следующим образом.Воздух для сжигания топлива поступает из воздушного регенератора 3 в сужающийся канал 7, в котором скорость воздуха увеличивается и изменяется направление его движения в сторону поверхности насадки газового регенератора 5, из которого выходит газ. Воздушный и газовый потоки интенсивно перемешиваются, смесь воспламеняется с образованием факела, который по нлавнорасширяющемуся каналу 9 входит с малой скоростью в камеру нагрева, где равномерно омывает и обогревает поверх. ность слитков. Продукты сгорания из камеры нагрева выходят в плавно расширяющийся канал 10 малого газодинамического сопротивления, набегают на наклонную против потока поверхность насадки газового регенератора б и частично отводятся в него равномерно по сечению насадки. Другая часть продуктов сгорания движется через сужающийся канал 8, расширяется после него и распределяется по горизонтальному сечению насадки воздушного регенератора 4, После реверсироваиия факела движение газов направляется в обратную сторону, и ввиду симметрии конструкции газовых трактов процессы становятся аналогичными. Вследствие улучшения качества сжигания топлива путем интенсивного перемешивания газового и воздушного потоков снижается расход топлива. Плавное и более полное раскры 35 . Результаты отношения высоты канала в узкой части к высоте надна 40 45 50 55 5 О 15 20 25 30 тие факела по высоте, снижение его скорости у поверхности слитков и равномерное распределение по объему камеры повышает, равномерность обогрева слитков. Повышение температуры в камере нагрева и сокращение времени нагрева слитков увеличивают производительность нагревательного колодца.Кроме того, плавно расширяющиеся в сторону камеры нагрева каналы 9 и 10 переизлучают тепловую энергию в камеру нагрева, что уменьшает потери энергии излучением через каналы, дает снижение удельного расхода топлива, повышает температуру в камере нагрева, сокращает время нагрева слитков и, следовательно, увеличивает производительность нагревательного колодца. Сужающиеся каналы 7 и 8 обеспечивают пропорциональное рас" пределение продуктов сгорания в насадки газового и воздушного регенераторов, что дает качественный прогрев насадок, улучшение утилизации тепла и, следовательно, зкономию топлива.Отношение высоты канала в узкой части к высоте наднасадочного канала воздушного регенератора и угол раскрытия плавно расширяющегося канала выбраны из оптимальных условий качества сжигания топлива и равномерности обогрева слитков. садочного канала воздушного регенератора влияющие на удельный расход условного топлива, брак по перегреву и пережогу металла и производительность нагревательного колодца, представлены в табл.1. При отношении высоты канала в узкой части к высоте наднасадочного канала воздушного регенератора менее 0,4 значительно возрастает гаэодинамическое сопротивление канала как при поступлении воздуха для смешивания с газом, так и при отводе продуктов сгорания. Это влечет эа собой недостаточное перемешивание воздуха с топливом, низкое качество сжигания топлива, снижение температуры в камере нагрева и, соответственно, дополнительный расход топлива и снижение производительности колодца.1211317 При значениях угла раскрытия плавно расширяющегося канала более 45снижается скорость воздушного потока З 5 за счет отрыва его от стен каналаи образования циркуляционных потоков,что вызывает ухудшение смешения стопливом, низкое качество сжиганияи, следовательно, увеличение.расхо да топлива. Производительность нагревательного колодца в этом случаеуменьшается. Кроме того, ухудшается равномер 45 ность нагрева металла по высоте,возникает локальный перегрев слитковрасположенных перед факелом, ввидууменьшения сечения последнего цирку"ляционными потоками и образования50 узконаправленного факела. Кроме того, вследствие возрастания скорости топливно-воздушной смеси и узкой направленности факела увеличивается локальный перегрев слитков, расположенных перед факелом. 5При увеличении отношения высоты канала в узкой части к высоте наднасадочного канала воздушного регенератора от 0,4 до 0,7 включительно снижается расход топлива ввиду улучшения качества сжигания топлива, путем увеличения скорости воздуха, изменения направления его движения всторону поверхности насадки газового регенератора и интенсивного перемешивания воздушного и газового потоков. Улучшается равномерность обогрева слитков по объему камеры вследствие хорошо перемешанного с высокими тепловыми свойствами Факела,повышается температура в камере нагрева, что ведет к сокращению времени нагрева слитков и, следовательно, к увеличению производительностинагревательного колодца,25При отношении канала в узкой части к высоте наднасадочного каналавоздушного регенератора более 0,7снижается качество сжигания топлива .ввиду уменьшения скорости воздушного ЗОпотока, ухудшения перемешивания егос газом, что приводит к повышенномурасходу топлива, снижению температуры в камере нагрева, увеличению времени нагрева слитков и, следовательно, уменьшает производительностьнагревательного колодца. Кроме того, при ухудшении перемешивания воэдуха с газом факел растягивается,догорание смеси происходит в насадках противоположных регенератороввследствие чего снижается равномерность нагрева слитков, имеет местоперегрев.. Результаты угла раскрытия плавно расширяющегося канала, влияющиена удельный расход условного топливабрак по перегреву и пережогу металла и производительность нагревательного колодца, представлены в табл.2,При значении угла раскрытия плаво но расширяющегося канала менее 20 ввиду узкой направленности факела, снижается равномерность нагрева по высоте слитка и по объему камеры в целом, увеличивается локальный перегрев слитков, расположенных перед факелом. Кроме того, ухудшается перемешивание воздуха с газом, вследствие снижения скорости воздушного потока, что ведет к снижению качества сжигания топлива, понижению температуры в камере нагрева, увеличению времени нагрева слитков.При значениях угла раскрытия плавно расширяющегося канала от 20 доо450 за счет увеличения скорости воздушного потока воздух и гаэ интенсивно перемешиваются, что улучшает качество сжигания топлива, снижает его расход, а также повышается температура в камере нагрева и снижается время нагрева слитков. Кроме того, улучшается равномерность обогрева слитков, уменьшается перегрев вследствие плавного и более полного раскрытия факела по высоте, снижения его скорости у поверхности слитков и равномерного распределения по объему камеры.1211317 Таблица 1 Производительностьнагревательного колодца, т/сут Брак по перегреву и .пережогу металла, 7. Удельный расход условного топлива, кг/т Отношение высоты каналав узкой части к высотенаднасадочного пространства воздушного регенераторв,Предлагаемый 0,2 0,7 51,7 0,08 48,1 0,4 46,1 О,О 0,55 48,5 0,1 0,7 53,6 0,5 0,9 0,9 55,2 Прототип Таблица 2 Брак по пе- Производительностьрегреву и пе нагревательного корежогу метал лодца, т/сутла, Х Удельный расход условного топлива, кг/т Угол раскрытия плавногорасширяющегося канала,град Предлагаемый 1,5 56,4.10 0,3 20 О,О 48,3 30 0,8 53,1 45 1,2 254,4 55,4 250,6 1,7 58,6 Прототип Составитель В.БербеневРедактор С.Лисина Техред С.Мигунова Корректор И.Бутяга Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4 Заказ 612/32 Тираж 552 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 248,0 264,5 274,1 267,6 261,1 247,3 258,3 265,3 273,8 268,4