Пристрій для опалення рекуперативних колодязів

Винахід відноситься до області металургійного виробництва, а саме до пристроїв для опалення рекуперативних колодязів, і призначено для нагрівання злитків у рекуперативних колодязях опалення з центра подини. Нагрівання злитків у колодязях здійснюється в два періоди: період підйому температури в робочій камері колодязя, потім період томління (витримки) злитків при заданій технологічній температурі. У першому періоді подають максимальну кількість палива, а в другому подачу палива поступово знижують. В даний час рекуперативні колодязі опалюються за допомогою пристроїв, що з патрубком подачі нагрітого повітря і газовою трубою із соплом-розсікачем утворюють пальник типу «труба в трубі». Відмінною рисою таких пальників є повне зовнішнє перемішування газу і повітря в робочому просторі як наслідок утворення довгого факелу. Відомий пристрій для опалення рекуперативних нагрівальних колодязів з центра подини, що складається з газового пальника, що має на кінці сопло-розсікач, який виконано у вигляді насадки циліндричної форми, постаченого козирком із щілинними соплами на бічній поверхні для виходу газу під кутом 90° до вертикальної осі [а. с. СРСР № 346363 МПК C21D9/70, опубл. 1970 p.]. Пальник встановлюється в пальниковій горловині на виході в робочий простір колодязя й обладнаний патрубками подачі нагрітого повітря з рекуператорів. Установка пальника в пальниковій горловині приводить до утворення довгого факелу і не дозволить якісно нагрівати злитки. При коливанні теплоти згоряння газової суміші неможливо контролювати процеси горіння і факелоутворення. Крім того, відомий пристрій забезпечує роботу, використовуючи один вид газоподібного палива або суміші газів. Найбільш близьким по технічній суті і результату, що досягається, є пристрій для опалення рекуперативних колодязів [а. с. СРСР № 476411, МПК F23D14/00, опубл. 05.07.75], що містить пальник з насадкою-розсікачем, газовим соплом з інжектором-змішувачем і бічний патрубок підведення повітря. У боковій стінці змішувача в зоні сопла мається вікно для подачі гарячого повітря, яке перекривається дросельною гільзою. У відомому пристрої досягається поліпшення факелу (змішання газу з повітрям) за рахунок вікна в зоні сопла, через яке подається потік повітря, кількість якого регулюється шляхом подачі необхідної кількості повітря для змішування його з газом на виході з пристрою. Однак відомий пристрій не забезпечує необхідної якості нагрівання злитків за рахунок неефективності процесу горіння при використанні природного газу (газу середнього тиску), в результаті чого утворюється факел, що знижує тепловіддачу на злитки. В результаті збільшується час нагрівання злитків, тим самим знижується продуктивність і збільшується витрата палива. Крім того, відомий пристрій може працювати на газі середнього тиску порядку 0,5-1,5 атм. Основним недоліком названих пристроїв є повне зовнішнє перемішування газу і повітря в робочому просторі і, як наслідок, утворення довгого факелу. Вертикальне розташування пальника, що дає довгополум'яне спалювання газу в колодязях з опаленням з центра подини, приводить до утворення значної нерівномірності температурного поля по висоті осередку, що досягає порядку 180-200°С між верхом і низом осередку. Це приводить до того, що верх злитків нагрівається швидше і при подальшому нагріванні відбувається перегрів і оплавлення верхньої частини злитків. Крім того, високотемпературна частина факелу, розташовуючись у верхній частині осередку, приводить до швидкого зносу кришки і футерівки верхнього пояса. Задачею є удосконалення конструкції пристрою для опалення рекуперативних колодязів шляхом установки усередині корпуса труби, виконаної визначеної конфігурації, і установки сопла на початку змішувальної порожнини пальника, за рахунок чого досягається попереднє змішування газу з повітрям і роздільна подача природного і доменного газів, що забезпечує утворення короткого світного факелу, підвищуючи якість нагрівання й економію природного газу. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для опалення рекуперативних колодязів, який містить пальник, що складається з циліндричного корпуса з насадкою-розсікачем, газового сопла, за яким розміщений інжектор-змішувач, і бічний патрубок підведення повітря, відповідно до винаходу, усередині корпуса встановлена труба, з'єднана з розсікачем з утворенням ізольованих каналів, зв'язаних з відповідними порожнинами: осьової для проходу газу низького тиску і радіальної - для попереднього змішування газу середнього тиску з повітрям, при цьому газове сопло виконане у вигляді групи сопел, розміщених на початку радіальної порожнини, аксіально щодо центра корпуса, а труба виконана з подовженою сопловою ділянкою, що звужується в місці утворення інжектора-змішувача і продовжена циліндричним відрізком до насадки-розсікача. За рахунок того, що усередині корпуса встановлена труба, з'єднана з розсікачем з утворенням ізольованих каналів, зв'язаних з відповідними порожнинами: осьової - для проходу газу низького тиску і радіальної - для попереднього змішування газу середнього тиску з повітрям, забезпечується роздільна подача палива. У першому періоді нагрівання за рахунок цього можливо регулювати співвідношення витрат двох газів з умов максимальної швидкості підйому температури. В другому періоді нагрівання стабілізація температури забезпечується збільшенням подачі доменного газу, а витрату природного газу знижують до необхідного. Роздільна подача дозволяє використовувати газ з низькою теплотою згоряння (наприклад, доменного) у період витримки, підсилює циркуляцію продуктів згоряння за рахунок збільшення їхнього об'єму, що значно поліпшує рівномірність нагрівання злитків у заключній стадії нагрівання. Використання газу з низькою теплотою згоряння в другому періоді нагрівання і під час гарячих простоїв (пересиджування, чекання посаду і скачування шлаку) приведе до значної економії природного газу. У результаті того, що газове сопло виконане у вигляді групи сопел, розташованих на початку радіальної порожнини й аксіально щодо центра корпуса, дозволить регулювати рівномірну подачу природного газу в інжектор-змішувач. А виконання труби з подовженою сопловою ділянкою і звуженим у місці утворення інжекторазмішувача забезпечується попереднє якісне перемішування природного газу і первинного повітря, за рахунок чого підвищується ефективність процесу горіння при використання газу середнього тиску (природного газу). У результаті утворюється короткий світний факел, що підвищує тепловіддачу на злитки, поліпшується якість нагрівання злитків, зменшується час на нагрівання злитків у першому періоді технологічного процесу, тим самим підвищується продуктивність і знижується витрата палива. На фіг. 1 зображений пристрій для опалення рекуперативних колодязів, загальний вигляд. На фіг. 2 зображений розріз А-А на фіг 1. Пристрій для опалення рекуперативних колодязів містить пальник, що складається з циліндричного корпуса 1 з насадкою-розсікачем 2. Усередині корпуса 1 установлена труба 3, з'єднана з насадкою-розсікачем 2 з утворенням ізольованих каналів 4, 5, зв'язаних з відповідними порожнинами: осьової 6 - для проходу газу низького тиску і радіальної 7 - для попереднього змішування газу середнього тиску (природного газу) з повітрям. Сопла 8 установлені на початку радіальної порожнини і розташовані аксіально щодо центра корпуса 1, а труба 3, що утворює з корпусом інжектор-змішувач 9, виконана подовженою і має звужену у середній частині ділянку 10. Пристрій включає бічний патрубок 11 подачі первинного повітря, пальникову горловину 12, засувки подачі газу середнього тиску 13 і низького тиску 14. Пристрій працює таким способом. Нагріте повітря з рекуператорів надходить по бічних патрубках 11 у пальникову горловину 12 і частково засмоктується в інжектор-змішувач 9 за рахунок інжекційної дії струменів газу середнього тиску, наприклад природного газу, що виходить із сопел 8, розташованих аксіально щодо корпуса 1. Попередньо перемішана газоповітряна суміш через радіальні ізольовані канали 4 насадки-розсікача 2 викидається в робочий простір колодязя. Газоподібне паливо низького тиску, наприклад, доменний або коксовий газ, надходить по осьовій порожнині 6 труби 3 у робочий простір через осьовий канал 5 насадки-розсікача 2. Через бічний патрубок 11 здійснюється подача заданої кількості первинного повітря, що підсмоктується. Регулювання подачі різних видів палива здійснюється відповідними засувками 13, 14. Використання пропонованого винаходу дозволяє збільшити продуктивність нагрівальних колодязів, скоротити витрату умовного палива на одиницю продукції і підвищити якість нагрівання злитків за рахунок ефективного процесу горіння, використовуючи роздільну подачу газів середнього тиску, що проходять через змішувальну порожнину і багатоканальних насадкок-розсікачів. Пристрій дає можливість працювати на кожному з газів і утворювати світний факел з високою теплопередачею на злитки. Підвищення теплової напруженості факелу приводить до збільшення швидкості нагрівання злитків у колодязях, тим самим досягається збільшення продуктивності колодязів на 15-17 % і скорочення витрати палива на 5 %. За час перетримувань зниження витрати природного газу може складати від 30 до 60 %.