Способ нагрева футеровки ковшей и устройство для его осуществления

РЯ ,1 11 СОЮЗ СОБЕТСНИХсОцИАлис ГичеснихРЕСПУБЛИК Я 016026 41/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИ ЕЛЬСТВ(21) 4470163/31-0 (22) 08,08,88 (46) 30,10.90. Вюл (71) Институт газ гический комбинат Научно-производст "Эцергосталь 4470164/31-0 Р 40ЛН УССР, Геталлур11.В.Г 1 епов,(Г)88. 8)Р 11893 1/ОГ ГОСУДАРСТаЕННЫй КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОГ НЛГРГВЛ ФУТ 1.РОВИ 1 КОВИГЛ11 УСТРО 11 СТВО ДЛЯ ГГО ОГ;ЩГСТВЛ).НИ 11(57) Изобретение относится к литейному производству и может быть исцользвано для нагрева 1)утеровки литейныхразливочцых ковп 1 ей. Цель изобретения 2повьппение КПД и качества Аутеровки. Способ заключается в подаче газообразного теплоносителя по меньшей мере двумя периФерийными струями тангеноциально под углом 90-60 к плоскости, образованной продольной осью ковша и его образующей в верхнюю часть гер. - метично закрытого ковша, сжигание теплоносителя непосредственно на поверхности Ьутеровки ковпа при соблюдении условия 0,7 ( СУ6,0, где Г - суммарный объемный расход топлива и окислителя, нм/с; 111 - скорость подачи указанной смеси, м/с, и отвод отработанного теплоносителя из придоццой части ковша через центральную часть крышки, Устройство содержит крышку .4 с уплотнительным поясом 6, в которой вьп 1 олнены как минимум два тангецциальных канала, В каналах установлены горелки, В центре крьппки закреплен трубопровод для отвода отработанных газов 10 со вставкой 17.2 с.и 1 з.й, ф-лы, 5 ил. 2 табл.Изобретение относится к литейномупроизводству и может быть использовано для нагрева Футеровки литейных разлиночных ковшей,Целью изобретения является повышение КПД процесса и качества Футеровки за счет обеспечения равномерностинагрева футеровки,Способ заключается в следующем.В герметично закрытой крьппкой ковшподают газообразный теплоноситель поменьшей мере двумя периферийнымиструями тангенциально под углом 9060 к продольной оси ковша. Непосреджатвенно на поверхности футеровкиковша теплоноситель сжигают при соблюдении условия 0,7 с г:И 6,0, гдеС - суммарный объемный расход топливаи окислителя, нм /с; Ы - скоростьподачи указанной смеси, м/с, и отводят отработанный теплоноситель изпридонной части ковша через центральную часть крьппки,При этом в горелке происходит частичное предварительное смешение газас первичным воздухом, коэффициентрасхода первичного воздуха (6 = 0,40,8, что обеспечивает устойчивое сжигание газа в светящемся Факеле. Вихревое спиралеобразное движение теплоносителя Факела и отработанных газов поповерхности футеровки обеспечиваетравномерность ее нагрева по периметру и высоте ковша и высокий КП 1 процесса. Организованное удаление отходящих теплоносителя и газов из придонной части ковша обеспечивает надежную циркуляцию потоков в объеме ковша.С этой же целью,для обеспечения цир 40куляции, осуществляют подачу газа ивоздуха при условии СИ = 0,7. Непревьппение верхнего предела С И == 6,0 обеспечивает безразрушительный режим нагрева огнеупорной футерон ки ковшей еНа Фиг. 1 представлено устройствопри вертикальном расположении ковша,поперечньп разрез; на Фиг, 2 - то же,вид сверху на Фиг, 3 - разрез А-АФ У50на Фиг. 1; на Фиг, 4 - узел креплениягорелок; на Фиг, 5 - устройство пригоризонтальном расположении ковша,поперечный разрез.Устройство дпя нагрева Футеровкиковшей устанавливают на ковш 1 с огне 55упорной футеровкой 2, Ковш расположенна направляющих 3, Верхняя часть ковша накрыта поворотной П-образной в сечении крышкой 4 с механизмом 5поворота. На периферийной части крьпдки закреплен кольцевой уплотнительный пояс 6, выполненный из огнеупорного волокнистого полотна, напримерминеральной ваты, что обеспечиваетгерметичность накрытия ковша крышкой.В периферийной части крыгпки в ее телевыполнены минимум два тангенциальныхотносительно Футеровки ковша канала7, В каналах лри помощи узла 8 крепления установлены горелки 9, причемпродольная ось каналов и горелок расоположена под углом 60-90 к продольной оси ковша. В центре крышки укреплен вертикальный отрезок 10 трубопровода для отвода отработанных газовсо съемным Фланцем 11, а горизонтальный отрезок 12 трубопровода, н котором расположен теплообменник для утилизации теплоты отходящих газов, укреплен на периферии крышки. Возлекрышки 4 установлена воздуходувка 13для подачи воздуха с его подогревомв теплообменнике 14, гибкими ноздухопроводами 15, присоединенная к горелкам 9. К горелкам подсоединены такжегибкие газопроводы 16 для подачигаза, Для отвода отработанных газовиз придонной части ковша н трубопроводе для отвода отработанных газов установлена с зазором относительно днаковша трубчатая нс.танка 17, причемнижняя часть 18 вставки Футерованаогнеупорными кольцами 19 и выполненав виде полого усеченного конуса. Трубчатая вставка укреплена н трубопрово;,де при помощи кольцевых выступов 20,21, соответственно расположенных навставке и трубопроводе.При горизонтальном расположенииковша 1 с огнеупорной Футеронкой 2на направляющих 3 крышка 4 установлена на тележке 22, На этой же тележке установлен теплообменник 14 и воздуходувка, остальные элементы устройства и их взаимосвязи аналогичньгописанным при вертикальном расположении ковша,Устройство работает следующим образом.На ковше 1 на его верхнем торцеперед заливкой в ковш жидкого металла устанавливают крьпдку 4. Герметгзацию края крышки и верхнего торцаковша осуществляют уплотнением. Черезсистему трубопроводов подвода газа16 и воздуха 15 (с теплообменником1602609 14) газ и подогретый воздух подают вгорелки 9, где осуществляют частичноепредварительное смешение газа с первичным воздухом, и вторичный воздухподают в объем ковша с соблюдениемусловия 0,7 ( Ю6,0, где смесьсгорает, двигаясь по спирали по поверхности футеровки. Отработанные газы подают в придонную часть трубчатой вставки 17 и далее через трубопроводы 10,12 отработанных газов и через теплообменник 14 в дымовую трубу. Уголнаклона горелки к оси ковша изменяют в пределах 60-90 . Выполнение внижней части 18 трубчатой вставки 17в виде полого конуса с надетыми нанего огнеупорными кольцами 19 улучшает аэродинамику при движении отходящих газов, что повышает КГЩ нагрева, Движение Факела по спирали поповерхности ковиа увеличивает равномерность нагрева Футеровки, при этомдлцтельность пребывания факела вобъеме ковша увеличивается, что приводит к увеличению КЩ нагрева по сравнению с движением струи в прототипе.Организованное удаление отработанныхгазон из ковид позволяет не нарушатьаэродинамику движения по спирали.дпя возможности сравнения эффективности работы предлагаемого устройства (изобретения) и прототипа, атакже для определения угла наклонаоси горелки к оси ковша проведенаэкспериментальная проверка,Для экспериментов использованы:огневой стенд, имеющий стационарнуюопору под модель ковша, горелки частичного предварительного смешения,тех ноло гичес кая крьшкд, Аутеро вд нндяс рабочей стороны огнеупорным материалом и имеющая в слое Футеровки дваканала, направленных пдрдллельно осиконшд, и двд диаметрально противоположных тднгенццапьпых кдндлд, в которых с возможностью регулирования угланаклона оси горелки быпи установленыгорелки.Ло центру крьипки устанавливалисъемную трубу с расположением ее входной части в придонной части ковша ивыходной части в трубопроводе отводаотработанных газов.Модель ковша имела Форму цилиндрас внутренним диаметром 600 мм и вьготой 900 мм с плоским днищем и откры -тым верхним торцом. 1 ллинцр и днищековша бипи изготовлены из сталиХ 18812 Т и Ьутеровдны изнутри шдмотом толщиной 100 мм. Стенд оборудованследующими средствами измерения.В стенке модели ковша на расстоянии 10 мм от поверхности размещали 10 5хромель-алюминиевых термопар с толщиной проволоки 0,5 мм.5 термопар располагали по высоте ковша с шагом 140 мми 5 попериметру с шагом 360 мм на середине 10 высоты ковша.Температуру отходящих газов, по которой определяли КПД процесса нагрева, измеряли отсосной водоохлаждаемойтермопарой в трубопроводе отходящихгазов. Вторичным пРибором при измерениях температуры бып ЭЛП,9 (электрический потенциометр), При помощидиафрагм измеряли расходы газа и воздуха, а газоанализатором ГПХ-ЗМ сос тав отходящих газов на выходе иэ камеры сгорания,Проведено две серии опьгов. В первой серии на модели реализовано устройство с измерением угла наклона гоо 25 релок к оси ковша об= 50-100Данные по равномерности и эффективности нагрева Футеровки ковша приразличных значениях 0, полученныев первой серии опытов, представлены 30 в табл. 1.Данные по равномерности и эффективности нагрева Футеровки при реализации устройства-прототипа и предлагаемого устройства, полученные вовторой серии опытов, представленыв табл. 2.На ос.новании анализа данных, представленных в табл. 1 можно сделатьвывод, что увеличение угла наклонаооси горелки к оси ковша с 55 до 90 40 приводит к скачкообразному изменениюхарактеристик равномерности и эффективности нагрева, причем наибольшееих значение достигается в пределахо60 и 90 . Поэтому наиболее эффектив ная работа устройства наблюдаласьпри с = 60-90оСравнение данньгх табл. 2 по эффек-:тивности и равномерности нагрева Футеровки при использовании предлагае мого устройства и устройства-прототипа показало преимущество первого. Егоиспользование по сравнению с прототипом привело к увеличению равномерности в 2-3 раза и эффективности в 1,4- 55 1,5.Таким образом, использование способа нагрева Футеровки ковшей и устройства для его реализации повышаетКГД процесса и качества Футеровки за1602609 на,Тдонид 1 Угол наклона ЬИ град,ДП 95 Равномерность нагреваФчтеровки ио оорддчмделЭхьектив 1 ость идгревд КТ Кдх 1 и 15 1 3 Па 5 К 1 Ц, К аТаллина 41,П 1е,4 Рогв Т х Угол идклоидТепи 1 вдд идгрчдкд Предлагаемое Рдвномерчстргн 1 ство ность наго вд ьЯг ктп вногть иди ь 1 кн"К 1 пч,а 5 а 1 грендРдвномерногть идУстро 1 ствопрототип Т х гр ваЪФ 1 ч ь т ив"ин ть нар вд н счет обеспечения ранномерности нагреформула и зобрет е ни я 1, Способ нагрева футеровки ковшей, включающий подачу газообразного теплоносителя, образованного при сжигании смеси топлина и окислителя, по меньшей мере двумя периферийными струями в верхнюю часть герметичнозакрытого ковша и отвод отработанного теплоносителя через центральную часть крьппки ковша, о т л и ч а ю щ и Йс я тем, что, с целью поньппения КПДпроцесса и качества футеронки за счетобеспечения равномерности нагрева,теплоноситель подают тангенциально к образующеи поверхности кон)па под 2 О углом 90-60 к плоскости, образованной продольной осью ковпа и его образукщей, а отработанный теплоноситель отводят из придонной части ковша,25 2, Способ по и. 1,от.пичающ и й с я тем, что смесь топлива и окислителя сжигают непосредственно Н тдол,1, ооондиено. В - рдсхол топлива; О - тгнлотворндд соо олРногть топлива; К ь - коФФивент рдсх лд ос рвинного водичка; К Г щТ, - идлеинг темпгрдтчрм ио окрчхьности или висите ковдгд 4 х - рдсстолни нд испи рхностн нагрева мехлч тоиЮкдми дд грд Т, и Т; и - коьФддпиенсЯидомткд водчхд,на поверхности Аутеровки ковпа при соблюдении условия 0,7 ( С 4 к:.6,0, где Г - суммарньпт объемный расход топлтна и окислителя, нм /с; 1 дт - скорость подачи смеси топлива и окислителя, м/с.3. Устройство для нагрева футеровки ковшей, содержащее съемную крышку с каналами и периферийным уплотнением, установленные на периперин крышки горелки, трутопроводы подвода газа, воздуха и трубопровод для отвода отработанных газов по оси ковша, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения КЛЛ процесса и качества футеровки за счет обеспечения равномерности нагрева, оно снабжено патрубком для отвода отработанных газон, соосно закрепленным на торце трубопровода, а каналы крьппки выполнены тангенциальными к образуюпе плоскости ковша и наклонены под углом 60-90 к плоскости, образованной продольной осью ковша и его образующей, горелки размещены в каналах крышки, а патрубок установлен с зазором относительно дна ковша.СоетдВителеэ Н. 1:лудОВГеактор Г,1 дн;(у 1 а, Техред .1.диц,н. Еорректородуе раж 631 11 о гпс и ГЕНТ СЗС 1 нПр и,зоственно-изател ои кочкинт 1;тент, г, Ужгород, ул, Гагарина,.Заз 3348Б 1 ЦП 111 Г оу;ырстен113( о ноТед по ао 61)етения и отнрыти 5 м п