воздухонагреватель доменной печи

Формула изобретения

Воздухонагреватель доменной печи, содержащий кожух, купол, камеры сгорания и насадки, огнеупорную футеровку с цилиндрическими проемами в камере сгорания, в которые встроены футерованные штуцеры горячего и холодного дутья, отличающийся тем, что футеровка штуцера горячего дутья в месте сочленения с футеровкой камеры сгорания выполнена без перевязки с остальной футеровкой штуцера горячего дутья в виде боковых вертикальных участков, соединенных сверху и снизу полуцилиндрическими арками с радиусом, равным 0,80-0,85 радиуса цилиндрического проема, причем образующие нижней и верхней полуцилиндрических арок смещены соответственно вниз на 0,04-0,06 и вверх на 0,09-0,11 диаметра цилиндрического проема, а площадь проходного сечения футеровки штуцера горячего дутья в месте сочленения ее с футеровкой камеры сгорания равна площади проходного сечения футеровки остальной части штуцера горячего дутья.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к черной металлургии, в частности, к конструкции воздухонагревателя доменной печи, и может быть использовано в отраслях народного хозяйства, где требуется высокотемпературный нагрев.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому техническому решению (прототипом), по мнению авторов, является воздухонагреватель доменной печи, содержащий кожух, купол, камеры сгорания и насадки, огнеупорную футеровку с цилиндрическими проемами в камере сгорания, в которые встроены футерованные штуцеры горячего и холодного дутья [1]

Недостатком известного технического решения является низкая эффективность нагрева дутья, обусловленная тем, что свод, предохраняющий от разрушения арки проемов в камере воздухонагревателя, выполнен в виде угловой арки, которая в процессе длительной эксплуатации дает усадку, снижая тем самым проходное сечение проема. Снижается также надежность работы воздухонагревателя из-за возникающих разрушений футеровки штуцера горячего дутья в месте его сочленения с футеровкой камеры сгорания.

Задача, на решение которой направлено техническое решение, - предотвратить уменьшение проходного сечения проема, а также разрушения футеровки штуцера горячего дутья в месте его сочленения с футеровкой камеры горения. При этом достигается получение такого технического результата, как повышение эффективности нагрева дутья и надежности работы воздухонагревателя.

Вышеупомянутый недостаток исключается тем, что в воздухонагревателе доменной печи, содержащем кожух, купол, камеры сгорания и насадки, огнеупорную футеровку с цилиндрическими проемами в камере сгорания, в которые встроены футерованные штуцеры горячего и холодного дутья, футеровка штуцера горячего дутья в месте сочленения с футеровкой камеры сгорания выполнена без перевязки с остальной футеровкой штуцера горячего дутья в виде боковых вертикальных участков, соединенных сверху и снизу полуцилиндрическими арками с радиусом, равным 0,80-0,85 радиуса цилиндрического проема, причем образующие нижней и верхней полуцилиндрических арок смещены соответственно вниз на 0,04-0,06 и вверх на 0,09-0,11 диаметра цилиндрического проема, а площадь проходного сечения футеровки штуцера горячего дутья вместе сочленения ее с футеровкой камеры сгорания равна площади проходного сечения футеровки остальной части штуцера горячего дутья.

На фиг. 1 изображен общий вид воздухонагревателя; на фиг.2 разрез А-А фиг.1; на фиг.3 вид Б фиг.2.

Воздухонагреватель доменной печи состоит из металлического кожуха 1, внутри которого уложена огнеупорная футеровка 2 камер сгорания 3 и насадки 4, объединенных куполом 5. В огнеупорной футеровке 2 выполнены горизонтальные цилиндрические проемы 6, в которые встроены штуцеры 7,8 горячего и холодного дутья, соответственно. Футеровка 9 штуцера 7 в месте ее сочленения с камерой сгорания 3 выполнена без перевязки с остальной частью штуцера 7 и разделена прокладкой 10, выполненной из мулитокремнеземистого картона.

Футеровка 9 состоит из боковых вертикальных участков 11, соединенных сверху и снизу полуцилиндрическими арками с радиусом r, равным 0,80-0,85 радиуса R цилиндрического проема 6. Образующая нижней арки 12 расположена относительно образующей проема 6 со смещением в вниз на 0,04 0,06 диаметра d проема 5, а образующая верхней арки 13 pасположена относительно образующей проема 6 со смещением а вверх на 0,09-0,11 диаметра d при этом площадь проходного сечения футеровки штуцера горячего дутья 7 в месте сочленения ее с футеровкой камеры сгорания 3 равна площади проходного сечения футеровки остальной части штуцера горячего дутья 7.

Воздухонагреватель доменной печи работает следующим образом. При работе воздухонагревателя доменной печи в режиме "Нагрев насадки" и "Нагрев дутья" происходит расширение кирпичей огнеупорной футеровки 2, камер 3 и 4, футеровки 9 штуцера 7. Так как футеровка 9 в месте ее сочленения с камерой сгорания 3 выполнена без перевязки с основной частью штуцера 7, то в процессе термических колебаний интенсивность воздействия последних на основную часть футеровки штуцера 7 значительно снижается. Это способствует как уменьшению разрушения футеровки, так и повышению стойкости металлического кожуха в районе врезки штуцера 7 горячего дутья. Верхняя 13 и нижняя 12 арки воспринимают не только вес футеровки 2, силы вертикального теплового расширения огнеупорных кирпичей, а также и силы горизонтального теплового расширения.

Выполнение полуцилиндрических арок с радиусом мeньше 0,80 радиуса цилиндрического проема и расположение их со смещением относительно образующей цилиндрического проема нижней арки вниз менее 0,04, а верхней вверх менее 0,09 ее диаметра способствует более ранней / по времени эксплуатации / усадке арки, снижая тем самым проходное сечение проема и как следcтвие снижение эффективности нагрева дутья.

Выполнение полуцилиндрических арок с радиусом более 0,85 радиуса цилиндрического проема и расположение их со смещением относительно образующей цилиндрического проема нижней арки вниз более 0,06, а верхней вверх более 0,11 ее диаметра способствует более высокому расходу огнеупорного кирпича.

Использование предлагаемого технического решения позволит повысить стойкость как камеры сгорания, так и стойкость металлического кожуха в районе врезки штуцера горячего дутья. Вместе с этим также повысится и эффективность нагрева дутья, что позволит уменьшить удельный расход кокса в доменной плавке.