Устройство для подогрева шихты

Союз СоветскикСоциапнстическикРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 949323(23) Приоритет до делам изобретеиий и открытий(088.8) Дата опубликования описания 09.08.82(72) Авторы изобретения В, А. Грачев, Е, М. Кирин.и Г. В. Абрамов Пензенский политехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДОГРЕВА ШИХТЫ Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к устройству вспомогательного оборудования для подогрева шнхты перед ее переплавом в дуговых электр опечах.5Известна установка для подогрева шнхсты, сосгояшая из камеры нагрева, внброконвейера и газовых горенок, установленных на крышке камеры 11 .Однако установка сложна по конструкции и занимает большие производственные площади.Наиболее близким к изобретенню.по технической сущносги и достигаемому результату является устройство для подогрева шихты, состояшее из камеры сго-рания, футероввнной легковесным кирди чом, горелки в днише и боковых горелок бадьи, дымоотводов, тележки, ропьганга, системы очистки уходяших дымовых га зов и системы загрузки шнхты в ба дью 21 .Недостатками устройства являются нерапнональный верхний подвод продуктов"2сгорания в слой шихты, в связи с чемнаблюдается неравномерный прогрев шихты (в верхних слоях 600 С, в нюятихо250 С.), наличие большой по объему камеры сжигания, что приводит к значительным бесполезным потерям тепла нанагрев стенок этой камеры, снижение тевмпературы шихты при транспортировкебадьи у плавильной печи, необходимостьприменения дымососов,Целью изобретения является обеспечение равномерного нагрева, пптхты посечению и высоте.Поставненная цель достигается тем,чго в устройстве для подогрева шихты,включающем футерованную шахту с днищем и гореткой, газовые горелки, механизм загрузки шнхты и систему оасткиогходяпих газов, нижняя часть шахла выпсетнена в виде усеченного расширякицегося книзу конуса с установлеттными наего боковой поверхности газовыми гарелтвами, прн этом в шахте соосно с ней игорелкой дннша установлена перфопетро3 9493ванная труба, диаметр каналов в котороиравномерно уменьшается сверху вниз.На фнг. 1 представлено устройстводля подогрева шихты, поперечный разрез;на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; нафиг. 3 - индуюхионная тигельная печь,,поперечный разрез.Устройство состоит из фугерованнойшахты 1, закрываемой снизу поворотнымднищем 2. Нижняя часть шахты выполОиена в виде усеченного расширяющегосякнизу конуса, на боковой поверхностикоторого установлены газовые горелки 3,Соосно с шахтой устройства установленаперфорированная труба 4, служащая.дляподачи продуктов сгорания из горелки 5,смонтированной на днище 2, в шихту.Каналы 6 на перфорированной трубе равномерно распределены по всей ее высоте, а нх диаметр постепенно уменьшается 20сверху вниз, Трубав верхней частизаглушена и закреппена к кожуху шахтытягамц 7. В трубе шахты установленрекуператор 8, служащий дпя нагревавоздуха, идущего дпя сжигания газа в гь репках 3 и 5. Устройство снабжено системой 9 очистки газов.,пля дополнительного отопления рекуператора в шахтесмонтироваа газовая горелка 10. Загруэка осуществляется пластинчатым конвей- зОером 11 через загрузочное окно 12.Сжигание газа осуществляется при коэффициенте расхода воздуха 0,4-0,7 в сочетанци с подогревом воздуха до 400600 С, обеспечиваюпщх получение вшахте малоокислитапной печной атмооферы,Устройство работает следующим образом.Устройство предварительно раэогреовается гаэовьпми горелками 3 и 5 до температуры футеровки шахты 500 о600 С. Затем при закрытом дн;ише шахты пластинчатым конвейером 11 через загрузочное окно 12 в шахту загружается шихта до верхнего торца перфорированной трубы 4, Продукты сгорания, выходящие из горелочных туннелей горелок 3, пронизывают спой шихты и нагревают ее. Продукты сгорания, выходящие из гореки 5, установленной на днище, поступают сначала в перфорированную трубу, а из нее, по каналам 6 в прилегаюпие к труое внутренние слои шихтые 55Отходяшие газы, выйдя из слоя шихты, поступают в трубу шахты, смешиваются с продужгами сгорания из дополнительной 23 фгорелки 10 и нагревают рекуператор 8. Далее газы поступают в систему очистки и после нее выбрасываются в атмосферу.После нагрева шихты до необходимой температуры газовые горелки отключаются, поворотное днише 2 открывается и нагретая шихта разгружается непосредственно в индукционную печь 13, установпенную под устройством дпя подогрева шихты. После выгрузки шцхты днище вновь закрывается, горелки включаются и цикл повторяется.Устройство обеспечивает равномерный нагрев шихты по высоте, при этом вы-. полнение нижней части шихты в виде расширяющегося книзу усеченного конуса обеспечивает равномерное распределение продуктов сгорания по сечению шахты. Так как газовые горелки устаноь-. лены на боковой поверхности усеченного конуса, то продукты сгорания, выходящие из горелочных туннелей, сначала распределяются в конусной части, а затем входят в цилиндрическую часть шахты и за счет ев меньшего сечения по отношению к среднему сечению усеченного конуса сужаются, равномерно распределяясь по сечению, Этому способствует также увеличение скорости продукта сгорания при входе в цилиндрическую часть, шахты, что поэвспяет им пронизывать даже очень плотные участки слоя шихты. Более равномерное распределение продуктов сгорания по сечеппо шихты и увеличение их скорости способствует улучшению условий теплообмена, так как коэффициент тепло- передачи согласно законам тейлообменных процессов при этом увели авается. Одновременно с улучшением условий теплообмена увеличивается равномерность прогрева столба шихты по сравнению с известным устроиством. Благодаря тому, что устройство снабжено перфорированной трубой, расположенной соосно с шахтой, и газовой горелкой, смонтированной на днище шахты, равномерность распределения газов по сечению столба шихты еше более увеличивается, Продукты сгорания, выходящие из горелки днища, поступают в перфорированную трубу и далее через многочисленные отверстия в корпусе трубы входят в центральные эоны столба шихтовых материалов.В результате того, что диаметр каналов в перфоркрованной трубе увеличивается снизу вверх (уменьшается сверху949323 6 сжигании газа с коэффициентом расхода воздуха 0,4-0,7, который обеспечивает менее окислительную печную атмосферу и соответственно незначительный угар металла,5винз, большая часть газов из горелки 5 поступает в верхние слои шихты, причем температура этих газов немного больше, чем температура газов, поступающих в верхние слан из горелок 3 и уже отдаицих свое тепло ннжям слоям шю- ты. Благодаря этому верхние слои шихты нагреваются до той же температуры, чго и нижние, Расчетами по известной методике нетрудно определить диаметр и количество каналов, необходимых для равномерного нагрева столба шихты по высоте.Таким образом, устройство обеспечивает равномерный нагрев столба шихты как по сечению, так и по высоте. В устройстве исключены бесполезные потери тепла в камере сжигания, так как последняя отсутствует, а сжигание газа производятся в горелочных туннелях: ликвидировано снижение температуры шихты во В РЩ Р Штпечь, так как шихта после нагрева раэгружается непосредственно в печь, минуя какие либо промежуточные перегрузки. Предлагаемое устройтсво не требует использования дымососов, так как удаление газов легко осуществляется через трубу шахты естественной тягой. В предлагаемом устройстве окисление шихты намного ниже, чем в известном, так как нагрев осуществляется при неполном Формула изобретения 10 . Устройство для подогрева шихты,включающее футерованную шахту с днишем и горелкой, газовые гарепки, механизм загрузки шихты и систему очисткиожодяших газов, о т л и ч а ю щ е 1 е с я тем, чго, с цепью обеспеченияравномерного нагрева шихты по сечениюи высоте, нижняя часть шахт вьпвщнена в виде усеченного расширяюшегосякнизу конуса с установленными на его20 боковой поверхносщ газовыми горелками,цри этом в шахте соосно с ней и горелкойднища установлена перфорированная труба, диаметр каналов в которой равномерно уменьшается сверху вниз,25 Источники информациипринятые во внимание прн экспертизе1. Патент США И 3985497,кл. 432/72, 1974.2, Пашистов М. А. Оборудование дляподогрева шихты при штарке металла виндукционных и электродуговых печах,МфМетаатургияф, 1974, с. 33-35.