Шахтная печь для плавки металла

О П И С А Н И Е1,996451ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихреспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл. С 21 В 13/02 Р 27 В 1/00 3 Ьеударотеснный комитет СССР но делам изобретений н открытий(5 З) УДК 669.181. ,423 (088.8) Дата опубликования описания 17,02.83 Е,Л.Медиокритский, В. И, Ермаченко, " ,1й /тУЗ при Заводе Ростселцйашф филтталаРоста огнститута сельскохозяйсеадннбгй: манжност 1 Заявитель ввод В ШАХТНАЯ ПЕЧЬ ДЛЯ ПЛАВКИ МЕТ 5 1Изобретение относится к металлургии и касается устройства для плавки металлов. Для плавки металла применяются тигельные, ванные печи с пламенным или электрическим обогревом, камерные пе чи, коксовые и газококсовые вагранки, электропечи и т.д.Известно устройство для мокрой очиотки дымовых газов вагранки, содержащее кожух шахту и пылегазоочистное устройство в виде мокрого искрогасителя с полусферическим промежуточным кожухом (.11.Однако утилизация тепла отходящих продуктов сгорания в этом устройстве не предусмотрена, а следовательно КПД пе. чи, теплотехнические характеристики ее- ниже, чем у печей, снабженных тепло-ути. лизаторами-рекуператорами или регенераторами.Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является шахтная печь для плавки металла, содержащая корпус шахтывстроенный под колошником рекуператор,куполообразный кожух вокруг него и внешний кожух искрогасителя с днищем, соединенные так, что образуют для отходящего гаэа последовательные кольйевыеканалы, дожигающее устройство в зонеколошника с горелкой и воздушными совлами и течки для удаления пыли с водой 2Однако, иза несовершенства конструации рекуператора осутцествлен толькоодносторонний обогрев в нем, вследствиенесовершенства дожигающего устройства,низкой пылегазоочистной способности иокрогасителя это устройство не позволяет .использовать все резеры шахтной печи.Белью изобретения является снижениерасхода топлива за счет интенсификациитеплообмена и совершенствования дожвгания продуктов сгорания,Поставленная цель достигается тем,что шахтная печв для плавки металла,содержащая корпус шахты, встроенныйнад холошником рекуператор, куполообфразный кожух вокруг него и внешний кожух искрогасвтеля с днищем, соединенные. твк, что образуют для откодящего газа. последовательные кольцевые каналы, дожвгающее устройство в зоне колошнвкв с горелкой в воздушными соплами и теч кв для удаления пыли с водой, снабжена соплами, размещенными равномерно по окружности, но нв разных высотах и.уо тановлены тааенцивльно в корпусе шахтырв причем угол наклона каждого сова в вертикальной оси увеличивается с высотой его расположения, а днище искрогасителя выполнено конусообразным и прилегает к корпусу рекуператора под у 30 0 ф.Шахтная печь вмеет отношения величины зазора между рекуператором и его кожухом к внутреннему диаметру рекупервторв составляет 0,3 О,б, соответственно к расстоянию от кожуха рекуператора до конусного двина 0,8-1,0 и к величине зазора между обоими кожуха. ми 1,0-1,5.Шахтная печь имеет искрогаситель, 2 снабженный конпевой трубой с отверстиями, расположенной внизу куполообразного кожуха.Организация двухстороннего обогрева рекуператора продуктами сгорания, осуществление врвинтельного движения продуктов сгорания после дожигательного устройства и сохранение этого движения во внутреннем цилиндре рекупервтора . улучшают теплопередачу,в рекуператоре, способствуют более полной утилизации тепла продуктов сгорания шихтной цечи,Выполнение искрогасителя с конусным днищем под углом 30-40 к внешнему цилиндру рекупервтора (угол Ч - угол между вертикалью и стенкой днища) по 46 зволяет осуществлять оптимальные условия осаждения пыли и дальнейшего ее удаления вэ вскрогвсителя в зависимоотв от ее гранулометрического. и физико- химического состояния, В случае угла Ч более 40 о пыль любой крупности не может перемещаться под действием своего веса, а в случае угла Ч менее 30 о скьРость движенвя пьщи возрастает и происходит быстрый взнос стенок днища.Поворот потока продуктов сгорания нв 180 о с изменением скорости движения цродуктов сгорания прв выполнении укаэанных соотношений создает благоприятные условия для очистки продуктов фф сгорания от пыли, что является первой ступенью очистки, а установка кольцевой водораздвющей трубы с перфорированными 3 9964 Ы 4мелкими отверстиями внизу куполообразного кожуха рекуператора, что являетсявторой ступенью очистки, способствуетпроцессу очистки продуктов сгорания отпыли и ее удаление из печи.Указанные соотношения расстоянияуполообрвзного кожуха. к диаметру внутреннего щцтиндра рекуператора к расстоянию от наружного цилиндра рекупервторв,к расстоянию до конусного днища и красстоянию до кожуха искрогасвтеля предложены вэ выполненных аэродинамическихрасчетов, причем меньшая величина обусловлена допустимыми местными и линейными сопротивлениями, а большая величина - габаритными размерами установки.На фнг, 1 изображена шахтная печь,общий вид; на фиг. 2 - разрез А-А нафиг,1; на фиг. 3 - 5 представлена установка воздушных сопел в дожигательнойпечи.Шахтная печь имеет шакту 1, камерудожигания 2, состоящую нз форсунки (горелки) 3 и несколько сопел 4, равномерно и таю енциально установленных к образующей рабочее пространство печи цилиндрической поверхности, причем соплаустановлены с увеличивающимся угломцо отношению к горизонтали (фиг. 3- 5),рекуператор 5 двустороннего обогрева идвойной циркуляции воздуха, куполообразный футерованный кожух 6 рекуператора,кожух искрогасителя 7 с зонтом, ковусное днище 8 искрогасителя, угол конусности которого составляет 30-40, водораздаточную кольцевую трубу 9 с мелкими перфорированными отверствями, течки10 для удаления шлама и воды, равномерно установленшае по окружности искрогасителя.Шахтная печь работает следующим образомеПродукты сгорания, поднимаясь пошахте 1, поступают в камеру дожигания2, где непрерывно сжигаются с небольшим раскодом топлива с помощью форсунки (или горелки) 3. форсунка (горелка)является источником зажигании для отходящих продуктов неполного сгорания, вкоторых обычно содержится окись углерода (СО). Необходимое количество воздухаподается для дожигания через сопла 4.Затем продукты сгорания, получив дополнительный импульс вращения от твнгенцнальнык вовдушнык струй, вытекающиквэ сопел 4, поступают в радиационныйрекуператор 5 двустороннего обогрева(со стороны продуктов сгорании) и двойной циркуляции воздуха с прааежуточным3 И 6481 4футерованным кожухом 6, огибают реку- со стороны продуктов сгорания в 1,5- ператор, меняя направления движения на 2 раза; повысить КПД очистки от пыли 180 о, и опускаются к коническому дни- продуктов сгорания на 10-20%; поднять щу 8, где вновь поворачивают на 180 о температуру Расплава материалов в печв . и поднимаются по кольпевой щели, обре В эа счет подогретого дутья в.рекуперато эованвый промежуточными футерованным. Ре двустороннего обогрева; улучшить кожухом 6 и кожухом искрогасителя 7. щаленве пыли и шлама иэ вскрогаситеДля распылванин воды, которая подается:, ля; увеличить срок службы и еффектввдля смачввавия и коакуляпив шали, содер ность работы искрогасителя и, в пелом, жашвйся в продуктах сгорания, исвользу 1 В; печи.ется кольцевая водораздаточная труба 9с мелкими перфорированными отверстиями.Образевавшийся шлам,-,.по конусвому . Ф о р м у л а и э о б р е т е н в я двюцу стекает в течки 10. Установка сопел 4 в раэавх горизонтальных плоскос- ф. 1. Шахтная печь для плавки металла, тях равномерно )о охружности и по ва. содеркащая корпус шахты, встроенный сательной к обраэукавй рабочее прост- - над колошввком Рекуператор, куполооб Рввство печи пиливдрвчесхой поверхности . Разный кожух вокруг него и внешний с увеличиваюпцмся углом-.наклона по, кожух искрогасвтеля с двюпем, соедвотношевию к вертикали от 40 до 90 о Зб пенные так, что образуют кольпевые каПоэволяет закрутить поток дожвгаемый; валы для отходящего газа, довагающее продуктов сгорания-н. тем самым улуч- устройство в зоне колошввка с горел- шить их перемевпванве, а также создать. кой и воздушными соплами и течки для, дополнительную турбулиэапюо и интенсв- . удаления пыли с водой, о т л и ч аюфвпвровать теплообмев от продуктов сго. ЗЗ .щ а я с я тем, что, с целью снижения ранив к поверхности нагрева рекуператора, расхода топлива эа счет ввтевсифвкапввИсполнение днища 8 искрогасителя теплообмена и совершенствования дожига-; ковусеам, примыкающим к наружному ввя продуктов.сгорания, сопла размещены пющндру рекуператора с углом 30-40 о,Равномерно по окружности на разных щьсоздает условия аа хорошего схода - щ . сотах и установлены тавгеюпщльно в корпыли и шлама к течкам 10, равномерно:,пусе шахты, причем чем больше высота, установленным по окружности кожуха теа больше угол наклона каждого сопла вскрогасителя 7. Прв етом увеличиваетх вертикальной осв, а днище искрогаси расстояние (путь) для коагуляпвв части геля выполнено конусообразным и лричек пыли Выполнение отношения рассто 35 ффцает х корпусу Рекулератора под явив куполообразного кожуха 6 до на . 30-40 о.ружвого пвлиндра к ащметру внутренне . 2. Печь по п. 1, о т л и ч а ю щ а я го пвлиидра рекуператора 5 равное (0,3. с я тем, что отношение велвчюы зазора 0,5) к расстоянюо до ковусного днища . между рекуператором и .его кожухом к8 (0,8-1,0) и к расстоявюо до кожуха .внутреннему диаметру рекупвратора сооискрогасителя 7 (1,0-1,5) позволяет. тавляет О,З 0,5, соответственно к ао при нвжнвх значениях диапазонов чисел стоянию от, кожуха рекуператора до ко получить максаФально допустимые зна- нусвого днища О,Ь,0 и к величине эа чения сопротивлений на дымовой тфакте,: зора между обовми кожухами 1,0 1,5. а прв больших эначеваа ограничить га .3. Печь по пп, 1 и 2, о т л и ч аафбаритвые размеры установки. ю щ а я с я тем, что вскрогасительУстановка водораэдеточвой кольцевой снабжен кольцевой трубой с отверстиями, трубы 9 с мелкими перфорированными расположенной внюу куполообразного к отверстиями внвэу футерованного кожуха жуха.6 дает возможность ввтенсвфипвровать Источники информапвв,и улучшить. очистную способность нскро принятые во внимание при экспертизеМгасителя, т.е. повысить КПД очистки 1. Авторское свидетельство СССР от шали продуктов сгорания. М 715909, кл. Г 27 В 1 Ю 1, 1976.Шахтная печь позволяет ивтевсифюа 2. Огородников В.Н.,и др. Совремевровать процесс дожигания, отходящих про- ное состояние ваграночной плавки эа рубедуктов неполного сгоревя увеличить фф жом. М., НИИМаш, Литейное машивостроконвектввный коеффвпвевт теплообмева ениеф, 1978, с. 81, рис. 12.