Регенеративний нагрівальний колодязь

Запропонований винахід стосується галузі чорної металургії і може бути використаним для нагрівання зливків перед обробкою тиском. Відомий регенеративний нагрівальний колодязь, який містить в собі робочу камеру, газові та повітряні регенератори з насадками типу Сименса, що виконані з вогнетривкої цегли (див. а. п. колишнього СРСР №1420043, кл. С21Д9/00, Бюл. №32, 1988). Причиною, що перешкоджає досягненню поставленого завдання, виявляється недостатня витривалість насадок регенераторів і внаслідок цього висока витрата вогнетривів через необхідність їх повної заміни в насадках під час ремонтів нагрівальних колодязів. Відомий регенеративний колодязь, ухвалений як прототип, який вміщує робочу камеру, газовий і повітряний регенератор з насадками типу Сименса і Каупера (див. "Металур гійна і гірничорудна промисловість", №2, 2001, С.102). Причиною, що перешкоджає можливості досягнення технічного результату відомою конструкцією регенеративного нагрівального колодязя, виявляється висока витрата вогнетривкої цегли під час ремонтів внаслідок необхідності повної заміни вогнетривів в насадках регенераторів через відсутність можливості механічного очищення каналів насадки від відкладень пилу. Неможливість очищення каналів насадки від відкладень пилу пояснюється наступним. В газових і повітряних регенераторах насадки на переважній більшості своєї висоти виконуються з укладкою вогнетривів за системою Сименса. Насадка Сименса внаслідок відсутності перев'язки цегли між собою, має недостатню будівельну міцність і стрункість. Цегла в рядах насадки внаслідок періодичних нагрівань та охолоджень зміщується одна відносно одної. Внаслідок цього початково суворо вертикальні канали для проходження газу, повітря і продуктів згоряння стають неорганізовано зигзагоподібними, що сприяє відкладенню пилу на горизонтальних поверхнях цегли насадки і унеможливлює механічне очищення вертикальних каналів. Це приводить до необхідності повної заміни вогнетривів насадок і, відповідно, до збільшення витрат вогнетривів та тривалості ремонту нагрівальних колодязів. В основу винаходу поставлено завдання розробити конструкцію регенеративного нагрівального колодязя, яка дозволяє скоротити тривалість ремонтів і витрату вогнетривів. Поставлене завдання досягається тим, що у відомий конструкції регенеративного нагрівального колодязя, яка містить в собі робочу камеру, газовий і повітряний регенератори, насадка Сименса по висоті виконана у вигляді ділянок, відокремлених одна від одної двома рядами насадки Каупера, до того ж висота кожної ділянки насадки Сименса складає 0,25-0,28 загальної висоти насадки регенератора. Загальними ознаками для відомого і запропонованого технічного рішення виявляється використання в насадках регенераторів укладання вогнетривів за системами Сименса і Каупера. Відмітними ознаками виявляються виконання насадки з укладанням вогнетривів за системою Сименса у вигляді ділянок висотою, яка складає 0,25-0,28 загальної висоти насадки, та відокремлення цих ділянок одна від одної 2 рядами насадки з укладанням вогнетривів за системою Каупера. Наявність цих ознак дозволяє класифікувати запропонований винахід, як відповідний критерію "суттєва відзнака". Скорочення витрати вогнетривів і тривалості ремонтів досягається тим, що виконання насадки Сименса у вигляді ділянок, відокремлених одна від одної 2 рядами насадки Каупера, забезпечує високу стрункість і витривалість насадки Сименса, виключення викривлення її вертикальних каналів під час експлуатації, що дозволяє під час ремонтів прочищати прохідний переріз вертикальних каналів від відкладень пилу без заміни вогнетривів в насадці. При виконанні насадки Сименса меншими від 0,25 загальної висоти насадки зменшується поверхня нагрівання насадки регенератора, знижується температура підігрівання газу і повітря, тому що збільшується кількість рядів насадки Каупера, які відокремлюють ділянки насадки Сименса одна від одної, а насадка Каупера має меншу поверхню нагрівання. При збільшенні висоти ділянок насадки Сименса більше, ніж 0,28 загальної висоти насадки регенератора, утрудняється очищення вертикальних каналів насадки від відкладень пилу внаслідок порушення стрункості вертикальних каналів під час експлуатації. Відокремлення ділянок насадки Сименса 2 рядами насадки Каупера, які мають високу будівельну міцність, забезпечує запобігання зміщення вогнетривів в насадці Сименса в вертикальній площині. Збільшення кількості рядів з викладанням вогнетривів за системою Каупера недоцільно, тому що це спричиняє скорочення поверхні нагрівання насадок регенераторів і зниження температури підігрівання газу та повітря. Таким чином, у наявності причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю істотних ознак запропонованого регенеративного нагрівального колодязя і технічним результатом, який можливо отримати при використанні винаходу для нагрівання зливків перед обробкою тиском. На фіг. представлена симетрична половина повздовжнього перерізу регенеративного нагрівального колодязя. Регенеративний нагрівальний колодязь вміщує робочу камеру 1, з кожного боку якої розташовані газовий 2 і повітряний 3 регенератори з наднасадочним 4 і піднасадочним 5 просторами. Верхні частини насадок 6 і 7 регенераторів виконані за системою Каупера, нижні (наступні) - виконані окремими ділянками 8 з викладанням вогнетривів за системою Сименса, відокремлені одна від одної двома рядами насадки 9 з викладанням вогнетривів за системою Каупера. Сумарна висота ділянок насадки з викладанням вогнетривів за системою Сименса складає 0,75-0,84 загальної висоти насадки. Регенеративний нагрівальний колодязь працює наступним чином. Після посаду металу, на фіг. умовно не показаний, в робочу камеру 1 через піднасадочний простір в газовий 2 та повітряний 3 регенератори подають газ і вентиляторне повітря. Газ і повітря проходять насадки регенераторів 2 і 3, нагріваються, потім зустрічаються в наднасадочному просторі 4 і формують факел. Факел віддає своє тепло, нагріває метал, а продукти згоряння видаляються через протилежну пару регенераторів. Завдяки виконанню насадки Сименса з окремих ділянок 8 висотою, яка складає 0,25-0,28 загальної висоти насадки, та відокремлення одна від одної 2 рядами насадки Каупера 9 при нагріванні і охолодженні не відбувається зміщення цегли в насадці Сименса і вертикальність прохідних каналів насадки зберігається по всій висоті. Протягом терміну експлуатації відбувається поступове занесення каналів насадки пилом, який міститься в продуктах згоряння, і нагрівальний колодязь зупиняють на ремонт. Дотримання вертикальності прохідних каналів насадки дозволяє провадити очищення їх від пилу механічним засобом без заміни вогнетривів. Внаслідок цього скорочується витрата вогнетривів на ремонтах та тривалість ремонтів. Приклад конкретного виконання. Регенеративний нагрівальний колодязь з розмірами робочої камери 5600х3230х2270мм має з кожного боку робочої камери газовий і повітряний регенератори. Регенератори мають габарити 4170х2630х1480мм. Насадки регенераторів виконують із прямої цегли розмірами 230х115х65мм з комірками 82,5х82,5мм. По висоті регенератори мають 36 рядів цегли. В прототипі верхні 4 ряди насадки, які прилягають до наднасадочного простору, виконані з викладанням вогнетривів за системою Каупера, а ряди насадки, що розташовані нижче, виконані за системою Сименса. У запропонованому те хнічному рішенні верхні 2 ряди, що прилягають до наднасадочного простору, також виконують з викладанням вогнетривів за системою Каупера. Розташована нижче насадка розбита на 3 окремі ділянки висотою 10 рядів (0,28 загальної висоти насадки) кожна з викладанням вогнетривів за системою Сименса. Ці ділянки насадки відокремлені одна від одної 2 рядами насадки, виконаними за системою Каупера. Розташування ділянок насадки Сименса між рядами насадки Каупера дозволяє зберегти стрункість вертикальних каналів насадки Сименса по висоті. Збереження стрункості вертикальних каналів насадки Сименса дозволяє провадити під час ремонтів колодязів очищення каналів від відкладень пилу без заміни вогнетривів. Внаслідок цього скорочується витрата вогнетривів на ремонт і тривалість ремонтів. Так, наприклад, в конструкції нагрівального колодязя, яка прийнята за прототип, після закінчення 12 місяців експлуатації цілком відбувається заміна вогнетривів в насадці. При цьому витрата вогнетривів складає 250 т на один нагрівальний колодязь. Тривалість заміни насадки (виймання використаної вогнетривкої цегли і викладення нової) складає 5 діб. У запропонованому технічному рішенні після 12 місяців експлуатації здійснюється тільки прочищення каналів насадки без заміни вогнетривів. Тривалість прочищення каналів складає 24 години.