Насадка регенераторов промышленных печей

 

пц827930

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 08.02.78 (21) 2583158/29-02 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень ¹ 17 (45) Дата опубликования описания 07.05.81 (51) M. Кл.

F 27В 3/26

Государственный комитет ссср ло делам изобретений и открытий (53) УДК 669.183.212. .213.243 (088.8) Ю. А. Созонов, Я. P Красс, Г. И. Антонов, О. В. Филонов, Н. И. Гальченко, А. В. Гребенюков, Э. В. Шаповалов, М. Е. Михайлов и А. А. Грецкий

t (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) НАСАДКА РЕГЕНЕРАТОРОВ ПРОМЪ|ШЛЕННЪ|Х

ПЕЧЕЙ

Изобретение относится к металлургической теплотехнике и может быть применено в регенеративных устройствах промышленных печей, например мартеновских.

Известны конструкции насадок промышленных печей с вертикальными каналами, сообщающимися друг с другом, по Сименсу, и с прямыми вертикальными изолированными каналами по Кауперу (11. Сильное зарастание плавильной пылью горизонтальных поверхностей в насадке системы

Сименса существенно снижает теплопередачу и практически препятствует их использованию в тепловых агрегатах с большим содержанием плавильной пыли в дымовых газах, например, в мартеновских печах. В насадках системы Каупера в связи с отсутствием горизонтальных поверхностей зарастание плавильной пылью ячеек меньше, однако строительная прочность насадки низкая из-за недостаточной перевязки кирпича в кладке. Строительная прочность насадки системы Сименса по этой же причине также невысока.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является насадка Петерсена, выполняемая из Т-образного кирпича, ч которого отношение высоты полки (hi) к высоте основания (h ) обычно изменяется от 3 до 4 (2).

Указанная конструкция насадки имеет ббльшую устойчивость, чем, например, насадка системы Сименса, однако основным ее недостатком являются горизонтальные

5 поверхности, на которых скапливается плавильная пыль, существенно ухудшающая теплопередачу в насадке и тяговые ресурсы печи. Применение насадки системы Петерсена в верхних рядах по этой причине

lo вообще невозможно из-за быстрого забивания ячеек плавильной пылью.

Большим недостатком насадки системы

Сименса и Петерсена являются ббльшие, чем, например, в насадке Каупера, расчет15 ные нагрузки на кирпич, которые существенно возрастают по глубине насадки. Эти нагрузки примерно в три раза превышают нагрузки в системе Каупера. Прп использовании комбинированных систем насадки

20 (Каупер-Сименс, Каупер-Петерсен) эти нагрузки увеличиваются еще больше. Расчетные нагрузки в насадках различных систем приведены в табл. 1 и 2. Увеличенные нагрузки в кладке насадки в условиях ин25 тенсификации плавки кислородом и связ"нным с этим повышением температуры и увеличением количества плавильной пыли зачастую приводят к деформации кирпича из-за ползучести, нарушению вертикально30 сти каналов и локальным завалам ячеек.

827930

Таблица 1

Расчетные нагрузки в насадках различных систем, кг/см

Система насадки

Каупера

Сименса

Предлагаемая

Питерсена

Ряд насадки

При толщине кирпича, мм при толщине кирпича, мм форстеритовый кирпич форстеритовый кирпич

65

50 75

0,38

0,96

1,93

2,89

3,85

4,82

5,78

1,12

2,34

3,50

4,67

5,84

7,01

0,75

1,50

2,26

3,01

3,76

4,51

0,84

1,07

2,51

3,34

4,18

5,02

0,87

1,75

2,62

3,50

4,37

5,25

0,38

0,75

),12

1,50

1,80

2,25

1,02

2,04

3,06

4,09

5,11

6,13

0,75

) )2

1,50

1,87

2,25

" кирпич форстеритовый, ячейка 155 X 155 мм.

Таблица 2

Расчетные нагрузки нри комбинированном выполнении насадки, кг/cM

Расчетная нагрузка

Толщина кирпича, мм

Ячейка, мм

Способ выполнения насадки на первый ряд шамота под форстеритом на нижний ряд шамота

155у,)55

5,8

15 рядов форстерита по

Кауперу, остальное — шамот ио Петерсону (общая высота

6,85 м)

30 рядов форстерита ио

Кауперу, остальное — шамот ио Петерсону/общая высота

6,85 м/

2,8

4,0

8,1

5,6

8,0

7,1

10,0

Это нарушает тягодутьевой режим и тепловую работу печи.

Перспективным направлением работы в развитии конструкции насадки регенераторов является использование кирпича уменьшенной толщины, так как при обычных интервалах перекидки клапанов 8 — 10 мин форстеритовые и шамотные огнеупоры прогреваются на глубину всего 20 — 23 мм с каждой стороны, а магнезитовые и динасовые — на 26 — 30 мм. Оптимальную толщину насадочного кирпича можно рассчитать по формуле r = )г 2аЛс, где r — половина толщины кирпича, м; а — коэффициент температуропроводности, Мз/сек или м2/час;

Лт — период перекидки клапанов, час.

Расчеты, проведенные по формуле, показали, что применительно к используемым для насадок регенераторов шамотным и

Форстеритовым огнеупорам и применяемым временам перекидки клапанов оптимальной толщиной кирпича насадки является 50 мм.

Применение такого кирпича улучшает теплопередачу и на 14 — 23% снижает расход огнеупоров при сохранении общей поверх5 ности нагрева. Однако применение такого кирпича в существующих системах кладки (Каупера, Сименса, Петерсена) не обеспечивает необходимой устойчивости ячеек, затрудняет чистку насадки механическим

)О способом с помощью специальных машин и приспособлений, что, в свою очередь, ухудшает теплопередачу и тяговые ресурсы печи.

Целью изобретения является улучшение строительной прочности насадки при выполнении ее из кирпича оптимальной толщины, снижение примерно в 3 раза нагрузок на кирпич по сравнению с насадками

Сименса, Петерсена или комбинированными, расхода насадочных огнеупоров на

14 — 23% при сохранении общей поверхности нагрева, обеспечение возможности чи 827930 стки ячеек при горячем и холодном ремонте механическим способом с помощью специальных машин и приспособлений, сохранение вертикальности точных размеров ячеек даже при неравномерном распределении температур и дымовых газов по вертикальным и горизонтальным сечениям и связанным с этим термическим расшатыванием и нарушением строительной прочности кладки, вызывающей локальные обвалы и разрушения насадки, что в целом будет улучшать теплопередачу в насадке и тяговые ресурсы печи.

Эта цель достигается применением для кладки насадки Т-образного кирпича, у которого высота полки (61) равна высоте основания (h>), кирпичи укладываются в насадку так, что в параллельных элементах ячейки кирпичи уложены с ориентацией полос в одном и том .же направлении, а в перпендикулярных элементах — в противоположном направлении.

На фиг. 1 изображен фрагмент вертикального сечения насадки; на фиг. 2 фрагмент горизонтального сечения; на фиг. 3 — узел перевязки кирпича в кладке; на фиг. 4 — конструкция кирпича.

1 — кирпич, установленный полкой вниз;

2 — кирпич, установленный полкой вверх;

3 — ячейки насадки; 4 — узел перевязки кирпича в кладке; 5 — полка кирпича, 6 — основание кирпича.

Согласно фиг. 1 и 2; насадка регенератора выполнена из параллельно и перекрестно друг другу уложенных огнеупорных кирпичей Т-образного сечения, укладываемых попеременно то вверх, то вниз полкой таким образом, что обеспечивается замковое самозащемление и перевязка насадочного кирпича в кладке.

Работа предложенной насадки осуществляется следующим образом, Дымовые газы поступают в ячейки 3 (фиг. 2) регенератора сверху, отдают тепло кирпичу на5 садки и через поднасадочное пространство удаляются в боров (на чертежах не показаны). После реверса факела в плавильном пространстве воздух из борова поступает в поднасадочное пространство, затем

10 проходит через ячейки, нагревается и через наднасадочное пространство входит в головку печи (на чертежах не показана).

Формула изобретения

Насадка регенераторов промышленных печей с квадратными ячейками, образованными из попарно установленных параллельно и перпендикулярно друг другу Т-об20 разных огнеупорных кирпичей, о тл и ч а ющ а я с я тем, что, с целью увеличения строительной прочности насадки, увеличения стойкости кладки и снижения расхода огнеупоров за счет обеспечения замкового са25 мозаклинивающегося соединения и перевязки кирпичей кладки, Т-образные кирпичи выполнены с высотой полки, равной высоте основания, и уложены в насадку так, что в параллельных элементах ячейки кир30 пичи уложены с ориентацией полок в одном и том же направлении, а в перпендикулярных элементах — в противоположном направлении.

Источники информации, Ç5 принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 2711893, 263-51, 1968.

2. Теплотехнические расчеты печей металлургической промышленности, под ред.

Телегина А. С., Металлургнздат, М., 1970, 40 с. 175.

827930 с А-А.

2 уссг. / иг. с

luz 4

Составитель В. Ушков

Техред А. Камышникова

Редактор Е. Братчикова

Корректор A. Степанова

Типография, пр. Сапунова, 2

Заказ 648/7 Изд. № 312 Тираж 661 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5