Воздухонагреватель доменной печи — SU 1065480 (original) (raw)
(72) Г.Я.Бронштейн, А.Л.Тавалинский, И.А.Бритвин, А.С,Гусаров, В.В.Малый, ф.Р.Шкляр, Я.П,Калугин и Н.В.Питак (71) Украинский государственный институт по проектированию металлургических заводов(53)669.162.231.832(088.8) (56) 1. Новоспасский А.ф,. Конструкции доменных печей и устройство цехов. ГОНТН НКТП СССР, Л.-М., Ч. 1 Т, 1938.2, Авторское свидетельство СССР 9 580226, кл. С 21 В 9/04, 1975, (54)(57). 1. ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЬ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, содержащий кожух, ог-. неупорную футеровку, камеры горения и насадки, поднасадочное устройство и насадку из огнеупорных блоков с вертикальными каналами, о тл И ч а ю щ и й с я тем, что, с целью1 ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕ О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И О ОПИСАНИЕ Н АВТОРСКОМУ СВ повышения эффективности нагрева дутья, путем увеличения тепловой мощности и температуры нагрева дутья, в вертикальных каналах насад" ки на выходных отверстиях опорных поверхностей блоков выполнены кольцевые поперечные выступы высотой 5-10 радиуса канала, при этом высту пы расположены в одной горизонтальной плоскости с шагом по высоте канала, равным 10-15 градусам канала насадки.2. Воздухонагреватель по п. 1, о т л и ч а ю щ ий с я тем, что кольцевые поперечные выступы в каналах насадки образованы прокладками из термостойкого материала с внутренним диаметром, на 10-20 меньшим диаметра канала, прй этом прокладки установлены в шахматном порядке в горизонтальной и верти" кальной плоскостях,1 10 б 5Изобретение относится к металлргии, в частности к воздухонагревателям доменных печей и может бытьприменено во всех отраслях народного хозяйства, где требуется высокотемпературный нагрев газов. 5Известны воздухонагреватели доменных печей, состоящие из кожуха,огнеупорной Футеровки, поднасадочного устройства и насадки из огнеупорных блоков с ячейками в виде вертикальных гладких каналов 13.Недостатком этих конструкций воэдухонагревателей является невысокийКПД, так как насадка с гладкими каналаья имеет низкий коэффициент теплопередачи от дымовых газов к насадке и от насадки к нагреваемомуагенту, что при увеличении единичноймощности воэдухонагревателей еще более усугубляет этот недостаток,Наиболее близким к предлагаемому 20по технической сущности и достигае-мому результату является воздухонагреватель доменной печи, содержащийкожух, огнеупорную футеровку, камеры горения и насадки, поднасадочноеустройство и насадку из огнеупорныхблоков с вертикальными каналами 2,Цель изобретения. - повышение эффективности нагрева дутья, путемувеличения тепловой мощности и температуры нагрева дутья.Поставленная цель достигаетсятем, что в воздухонагревателе доменной печи, содержацем кожух, огнеупорную Футеровку, камеры горения и насадки, поднасадочное устройство инасадку из огнеупорных блоков с вертикальными каналами, в вертикальныхканалах насадки на выходных отверстиях опорных поверхностей блоков выполнены кольцевые поперечные выступы высотой 5-10 радиуса канала,приэтом выступы расположены в однойгоризонтальной плоскости с шагом повысоте канала, равным 10-15 радиусам 45канала насадки.Кроме того, кольцевые поперечныевыступы в каналах насадки образованы прокладками из термоетойкого материала, (например, углепластик илиматериал огнеупорного блока с внутренним диаметром на 10-20 меньшимдиаметра канала, при этом прокладкиустановлены в шахматном порядке вгоризонтальной и вертикальной плоскостях.55Кольцевые поперечные выступы могут быть образованы огнеупорнымиблоками специальной конструкции, вкоторых выступы выполнены на выходных отверстиях опорных поверхностей 60блоков.Выполнение высоты выступа в огнеупорных вертикальных каналах насадкименее 5 радиуса канала и выполнениешага выступов менее 10 значений ра 480диуса канала не способствует повышению тепловой мощности воздухонагревателя, приводит к повышенному расходу топлива на нагрев насадки.Выполнение высоты выступа в вертикальных каналах огнеупорных блоков насадки более 10 радиуса канала и шага выступов в одной горизонтальной плоскости более 15 значений радиуса канала не способствует дальнейшему увеличению тепловой моцности воздухонагревателя, способствует повышенному расходу топлива на нагрев насадки, а также возникновению пульсации проходящих газовых потоков за счет создания вихревых зон в пристенном слое канала.Кроме того, увеличение высоты выступа более 10 радиуса канала насадочного блока приводит к значительному увеличению гидравлического сопротивления насадки требуемого увеличения мощности воздуходувных средств.Те же закономерности характерны и для варианта выполнения насадки с поперечными выступами в вертикальных каналах, образованных термостойкими прокладками, уложенными между стандартными огнеупорными блоками насадки,На фнг. 1 показан воздухонагреватель доменной печи, общий вид; на фиг. 2 - узел 1 на фиг. 1.; на Фиг.3- вариант выполнения насадки с прокладками; на фиг, 4 - то же; с применением специальных блОков; на фиг. 5 узел П на фиг.2; на фиг. б - вид А на фиг. 5.Воэдухонагреватель доменной печи состоит из кожуха 1, на внутренней поверхности которого уложены огнеупорная футеровка 2 камер горения 3и насадки 4, объединенных общим куполом 5. В нижней части камеры 4 насадки выполнено поднасадочноеустройство б,. на решетке 7 которогоуложена огнеупорная насадка 8 изблоков 9, уложенных вперевязку.Это значит, что каждый блок 9 насадки 8 опирается на несколько блоков 9 лежащего под ним слоя насадочных блоков,9. Вертикальные каналы 10 каждого из блоков 9 расположены при этом один над другим и создают вертикальные каналы 11 по всей высоте насадки 8, опирающейся через решетку 7 на поднасадочное устройство б,В вертикальных каналах 11 насадки 8 выполнены поперечные выступы 12, образованные либо непосредственно самим огнеупорным блоком 9 специальной конструкции, либо уста-. новкой прокладок 13, уложенных между стандартными блоками 9 . Поперечные выступы 12 в вертикальных каналах 11 насадки 8 выполнены с шагомН, равным 10-15 значений радиусавертикального канала 10 насадочногоблока 9, при этом величина высотЫпоперечного выступа 12 составляет5-10 радиуса канала 10 насадочногоблока 9 насадки 8.Поперечные выступы 12 могут быть 5образованы прокладками 13 из термостойкого материала с внутренним диаметром на 10 -20 меньшим диаметра.канала 10 насадочного блока 9 насадки 8. При этом прокладки 13 установлены в шахматном порядке в вертикаль-,.ной и горизонтальной плоскостях насадки 8 с шагом Н по высоте канала11, составлякщим 10-15 значений радиуса вертикального канала 11 насадкиВ специальных насадочных блоках9 насадки 8 поперечные выступы выполнены на выходных отверстиях опорных поверхностей 14 блоков 9. 20Воэдухонагреватель доменной печи работает следующим образом.При различных режимах работывоздухонагревателя "На дутье" или"Нагрев насадки" газообразные продукты движутся по каналам 11 насадки 8, уложенной в камере 4 насадки на решетке 7 поднасадочного устройства 6,При движении газообразных потоков в вертикальных каналах 11 насадки 8, образованных вертикальными каналами 10 насадочных блоков 9,происходит турбулизация потока в пристенном слое каналов 11, что приводит к созданию вихревых зон с увеличенной скоростью движения газообразного потока, В режиме "Нагрев насадки", когда по вертикальным каналам 11 насадки 8 проходят продукты сгорания, более интенсивно нагревают насадку 8, Образование вихревых эон в пристенном слое газового потока не вызовет сколькфнибудь значительного роста гидраалкческого сопротивления насадки в режимах "Нагрев насадки" и Нагрев дутья", так как расположение колвцевых поперечных выступов 12 в кана; лах 11 насадки 8 с шагом Н, равньае 10-15 радиусам канала 10 насадочйф го блока 9, позволит вихревым зонам двигаться вдоль стенок каналов 11, не вызывая пульсации, роста скорос ти и турбулиэации.основйого потока газа.Предлагаемое техническое решение по сравнению с базовым объектом позволит значительно повысить тепловую мощность воздухонагревателя, увеличить теплоотдачу на 30-40, сократить расход топлива на нагрев воздуха или окислителя и увеличить температуру нагрева дутья на 60-80 фс.Увеличение температуры нагрева дутья на 60-80 С позволит снизить удельный расход кокса на 8-10 кг на тонну чугуна.1065480 Ч рю оставитель Р,Сейфуловехред С. Мигунова Корректо яско едактор О,Черниче илиал ППИ "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна иг,4д аз 11010/31 Тираж 544 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская н