Регенеративний нагрівний колодязь

Пропонуємий винахід відноситься до галузі чорної металургії і може бути використаний для нагріву злитків перед обробкою тиском. Відомий регенеративний нагрівний колодязь, який містить в собі робочу камеру, повітряний і газовий регенератори з перекриттям верхнього ряду насадки останнього в горизонтальній площині і розташування його вихідних каналів опозитно торцевій стінці повітряного регенератора (див. А.Н. Пекер, А.Н. Минаев, В.И. Губинский, А.А. Руденко "Модернизация промышленных печей". - Киев: Те хніка. 1987, рис.176, стр.45). Причиною, перешкоджаючою досягненню технічного результату, є розташування максимальної температури в нижній частині робочого простору колодязя, наслідком чого є нерівномірність нагріву злитків по висоті та довжині робочого простору. Відомий регенеративний нагрівний колодязь, прийнятий в якості прототипу, який містить в собі робочу камеру, повітряний і газовий регенератори та полуменеві вікна в торцевих стінках робочої камери (Справочник конструктора печей прокатного производства. Под редакцией В.М. Тымчака. - М.: Металлургия, 1970. т.2, стр.761, рис.ХХІХ-5). Причиною, перешкоджаючою досягненню технічного результату відомої конструкції регенеративного нагрівного колодязя, є нерівномірність нагріву злитків по висоті та довжині робочого простору. Нерівномірність нагріву злитків пояснюється розташуванням полуменевих вікон в нижній частині робочого простору колодязя і виконанням подини полуменевого вікна в горизонтальній площині. В результаті факел, витікаючий з полуменевих вікон, розташований в нижній частині робочого простору колодязя, і рухається горизонтально стосовно подини колодязя. Таким чином, в прототипі зона високих температур розташована в нижній частині робочого простору, що приводить до нерівномірності нагріву злитків по височині, відповідно, до підвищеного окислення низу злитків. В основі винаходу поставлена задача розробити конструкцію регенеративного нагрівного колодязя, яка дозволить збільшити рівномірність нагріву злитків по висоті та довжині робочого простору колодязя та знизити окислення злитків. Поставлена задача вирішується тим, що у відомій конструкції регенеративного нагрівного колодязя, який містить в собі робочу камеру, повітряний і газовий регенератори та полуменеві вікна в торцевих стінках робочої камери, подина полуменевого вікна виконана з підйомом під кутом 10-16° в бік робочої камери. Загальними ознаками для відомого і пропонуємого технічного рішення є наявність робочої камери, повітряних і газових регенераторів, а також полуменевих вікон в торцевих стінках робочої камери. Відмітною ознакою є виконання подини полуменевого вікна по всій довжині з підйомом під кутом 10-16° в бік робочої камери. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю істотних ознак пропонуємого нагрівного колодязя і технічним результатом, який можна одержати при застосуванні винаходу для нагріву злитків перед обробкою тиском, пояснюється таким чином. Збільшення рівномірності нагріву злитків по височині та довжині в робочому просторі колодязя досягається виконанням подини полуменевого вікна з підйомом під кутом 10-16° в бік робочої камери. Виконання подини полуменевого вікна з підйомом більше 16° в бік робочого простору різко погіршує режим рідкого шлаковидалення з подини колодязя, тобто, сприяє наростанню бугрів шлаку на подині колодязя. Виконання подини полуменевого вікна з підйомом менше 10° в бік робочого простору практично не забезпечує перерозподіл температур по висоті робочого простору колодязя. Результати дослідно-промислових досліджень наведені в таблиці. На фигурі представлена симетрична половина повздовжнього розрізу регенеративного колодязя. Регенеративний колодязь містить в собі робочу камеру 1, з кожного боку якої розташований газовий 2 і повітряний 3 регенератори з наднасадочним простором 4, який полуменевим вікном 5 з'єднаний з робочою камерою 1. Подина 6 в полуменовому вікні 5 виконана з підйомом під кутом 10-16° в бік робочої камери 1 колодязя. Регенеративний нагрівний колодязь працює таким чином Після посада металу (на фігурі умовно не показаного), в газовий регенератор 2 і повітряний регенератор 3 подають газ і вентиляторне повітря. Газ і повітря, проходячи насадки регенераторів, нагріваються і витікають в наднасадочний простір 4, де вони перемішуються з утворенням факела, який крізь полуменеве вікно 5 надходить в робочу камеру 1, де віддає тепло нагріваємому металу. Продукти згоряння виводяться з робочої камери 1 через протилежну пару регенераторів. Дякуючи тому, що подина 6 в полуменовому вікні 5 виконана з підйомом під кутом 10-16° в бік робочої камери 1 колодязя, утворений факел надходить в робочий простір 1 колодязя зміщеним догори, що забезпечує більш рівномірний нагрів злитків по височині. В ідентичних умовах на регенеративних нагрівних колодязях обтискного цеху ВАТ "Запоріжсталь" виконані дослідно-промислові дослідження та порівнювальний аналіз ефективності запропонованого технічного рішення з прототипом. Регенеративні нагрівні колодязі мають робочу камеру розмірами 6900х2100х3200мм, розміри камери регенераторів 4633х2732х1690мм. Полуменеві вікна мають подину довжиною 2268мм, шириною 770мм, висота стріли прольоту полуменевого вікна 885мм. В прототипі подина полуменевого вікна виконана горизонтальною. У пропонованому технічному рішенні кут підйому подини полуменевого вікна в бік робочого простору колодязя вар'їровали в інтервалі 10-18°. В колодязі нагріваються по 6 злитків із стали 5сп, масою 11,9 тон кожний. Теплова потужність колодязів 14,8×106кДж/годину. Температура посада злитків 900°С, час нагріву 3 години 5 хвилин. При порівнювальному аналізі за критерій ефективності була прийнята ступінь оплавлення окалини на поверхні злитків, як наслідок локальних перегрівів їх поверхні. Отримані результати наведені в таблиці. Дані таблиці підтверджують ефективність запропонованого технічного рішення у порівнянні з прототипом та оптимальність пропонованого інтервалу кута в бік робочої камери колодязя. Таблиця Кут підйому пламеневого вікна 0 6 10 14 16 18 Оплавлення поверхні злитків 30 30 25 20 18-20 27 Примітки Прототип Оплавляється верх злитків, погіршуються умови віддалення шлаку в рідкому стані