Регенератор

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности, к устройствам для подогрева воздуха в мартеновских печах. Известен регенератор мартеновской печи, содержащий насадку типа Сименса (А.с. №781525, кл. F27B17/00, 1980). Недостатком известного технического решения является заниженная температура подогрева воздуха, что объясняется низким коэффициентом теплоотдачи от газов к кирпичу вследствие невысокой турбулизации газовых потоков при переходе от одного ряда насадки к другому. Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам является регенератор, содержащий насадку, выложенную из огнеупорных кирпичей с образованием вертикальных каналов, верхняя часть которых выполнена сообщающимися друг с другом, поднасадочное пространство (А.с. №1420043, кл. C21D9/70). Недостатком известного регенератора является малый межремонтный срок службы регенератора вследствие быстрой закупорки проходного сечения насадки плавильной пылью. Быстрая закупорка проходного сечения насадки объясняется наличием значительного количества открытых горизонтальных поверхностей кирпичей, на которых легко осаждается плавильная пыль. Открытые горизонтальные поверхности кирпичей расположены перпендикулярно движению запыленных продуктов сгорания. Количество осаждаемой на горизонтальных поверхностях кирпичей плавильной пыли быстро увеличивается и закупоривает проходное сечение регенератора. Характер отложений пыли различен по высоте насадки, что обуславливает различный срок службы отдельных ее частей. Срок службы верхней части насадки, составляющей 0,4 - 0,5 общей ее высоты, не превышает 1 - 1,5 месяцев. При этом в верхних 14 - 15 рядах насадки из-за высоких температур поверхностный слой кирпичей размягчен, к нему прилегают и спекаются с ним раскаленные частицы пыли. В условиях мартеновских печей, особенно работающих с интенсивной продувкой ванны кислородом, каналы верхних 14 - 15 рядов насадки оказываются полностью заплавленными, а каналы следующих 14 - 15 рядов закупоренными отложениями пыли. Верхняя часть насадки, составляющая 0,4 - 0,5 общей высоты насадки заменяется новой. После замены верхней части насадки регенератор продолжают эксплуатировать в течение следующих 1 - 1,5 месяцев. По истечении этого времени проходное сечение нижней части насадки также оказывается закупоренным. Таким образом межремонтный срок службы всего регенератора не превышает 2 3 месяцев. Такой межремонтный срок службы чрезвычайно низок и эксплуатировать такую насадку в условиях работы мартеновских печей не представляется целесообразным. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования регенератора, например, мартеновских печей, в котором определенно выбранные интервалы смещения поперечных рядов насадки друг относительно друга и высот нижней части насадки позволит обеспечить достаточно высокую температуру подогрева воздуха при увеличении межремонтного срока службы регенератора, его производительности, долговечности. Поставленная задача решается тем, что в регенераторе мартеновской печи, содержащем насадку, выложенную из огнеупорных кирпичей, с образованием вертикальных каналов, выполненных сообщающимися друг с другом, поднасадочное пространство, согласно изобретению, нижняя часть насадки на 0,73 - 0,77 ее высоты от поднасадочного пространства выложена вразбежку с чередующимися по высоте вертикального канала поперечными рядами, смещенными относительно друг друга на 0,2 - 0,5 толщины кирпича. Выполнение вразбежку чередующихся по высоте вертикального канала поперечных рядов со смещением друг относительно друга на 0,2 - 0,5 толщины кирпича и выполнение такой насадки от поднасадочного пространства высотой, составляющей 0,73 - 0,77 всей высоты насадки, а также выполнение верхней части насадки по системе Сименса, выбрано исходя из необходимости увеличения межремонтного срока службы регенератора при сохранении достаточно высокой температуры подогрева воздуха. Благодаря тому, что вразбежку выполнены поперечные ряды в нижней части насадки, составляющей 0,73 - 0,77 всей высоты насадки, а верхняя часть насадки выполнена по системе Сименса, в верхней части регенератора значительно уменьшается величина открытых горизонтальных поверхностей кирпичей, на которых может осаждаться плавильная пыль. В результате срок службы этой части насадки, а следовательно, и всего регенератора значительно увеличивается. Выполнение поперечных рядов вразбежку в нижней части насадки, менее подверженной заносу плавильной пыли, обеспечивает систематическую турбулизацию газовых потоков при сокращении открытых горизонтальных поверхностей кирпичей, направленных перпендикулярно потоку продуктов сгорания, содержащих плавильную пыль. В результате такого выполнения нижней части насадки увеличивается ее межремонтный срок. Если смещение поперечных рядов друг относительно друга будет менее 0,2 толщины кирпича, то это приведет к снижению температуры подогрева воздуха из-за слабой турбулизации газовых потоков при переходе от одного ряда насадки к другому и, соответственно, снижения коэффициента теплоотдачи от газовых потоков к кирпичу и наоборот. Если смещение поперечных рядов друг относительно друга более 0,5 толщины кирпича, то это приведет к сокращению службы этой части насадки из-за быстрой закупорки ее проходного сечения плавильной пылью, которая осаждается на возросших открытых горизонтальных поверхностях кирпичей, расположенных перпендикулярно движению отходящих из печи запыленных продуктов сгорания. Если высота насадки с выполнением поперечных рядов вразбежку будет составлять менее 0,73 всей высоты насадки, то температура подогрева воздуха снижается, так как высота насадки с турбулизацией газовых потоков будет меньше допустимо возможной, а, следовательно, на меньшей высоте насадки будет повышенный коэффициент теплоотдачи от газов к кирпичу. Выполнение насадки с поперечными рядами вразбежку высотой более 0,77 общей высоты насадки нецелесообразно, так как часть этих рядов попадает в зону с полной закупоркой каналов и подлежит удалению, а трудозатраты на выполнение насадки с рядами вразбежку больше, чем на выполнение насадки Сименса. На чертеже (фиг.) показан продольный разрез регенератора. Регенератор содержит наднасадочное пространство 1, верхнюю часть насадки 2, выполненную по системе Сименса, нижнюю часть насадки 3, высота которой составляет 0,73 - 0,77 общей высоты насадки и которая имеет выполненные вразбежку чередующиеся по высоте вертикального канала поперечные ряды 4, смещенные друг относительно друга на 0,2 - 0,5 толщины кирпича и поднасадочное пространство 5. Регенератор работает следующим образом. Отходящие продукты сгорания из наднасадочного пространства 1 поступают последовательно в части насадки 2 и 3, отдают свое тепло кирпичу насадки и через поднасадочное пространство 5 и систему боровов (на чертеже не показаны) удаляются в атмосферу. Из-за высокой температуры в верхней части насадки 2, имеющей укладку огнеупоров по системе Сименса, поверхностный слой кирпичей размягчен и раскаленные частицы пыли, содержащиеся в отходящих газах, прилипают к поверхности кирпичей, спекаются и полностью закупоривают проходные сечения этой части насадки, так как эта часть насадки выполнена по системе Сименса, а не вразбежку как в прототипе, и она имеет меньшую открытую горизонтальную поверхность кирпичей. В результате полная закупорка проходного сечения этой части насадки происходит через 3 месяца, а не через 1 месяц, как у прототипа. Через 3 месяца эта часть насадки полностью заменяется. В то же время не подлежащая замене нижняя часть насадки 3 продолжает находиться в эксплуатации. В результате того, что в нижней части насадки огнеупоры выкладываются вразбежку только в чередующихся по высоте вертикального канала поперечных рядах, а ряды смещены друг относительно друга на 0,2 - 0,5 толщины кирпича, то величина открытых горизонтальных поверхностей кирпичей уменьшена, по сравнению с прототипом. В результате меньшего отложения пыли на кирпичах срок службы нижней части насадки увеличивается. При этом сохраняется постоянная турбулизация газовых потоков при переходе от ряда к ряду в нижней части насадки, что способствует при значительном увеличенном межремонтном сроке службы регенератора получить достаточно высокие температуры подогрева воздуха. В идентичных условиях Алчевского меткомбината на мартеновских печах выполнено сопоставление технико-экономических показателей работы предлагаемого регенератора и прототипа. Мартеновские печи имеют регенераторы с размерами насадочных камер 6500 ´ 6500 ´ 6600мм. Насадки имеют размер ячеек 152 ´ 152мм. Толщина огнеупорного кирпича 75мм. Насадки в прототипе выкладывались вразбежку. В предлагаемом техническом решении ячейки насадки регенератора также выполнены с размерами 152 ´ 152мм. Верхняя часть насадки выполнена с укладкой огнеупоров типа Сименса. Нижняя часть насадки, высотой, составляющей 0,73 - 0,77 общей высоты насадки, имеет выполненные вразбежку чередующиеся ряды, которые смещены друг относительно друга на 0,2 0,5 толщины кирпича. В заявляемом техническом решении варьировали высоту нижней части насадки, которая составляла 0,71; 0,73; 0,75; 0,77 и 0,8 общей высоты насадки при среднем значении заявляемого интервала смещения поперечных рядов насадки относительно друг друга. Это смещение равно 0,35 толщины кирпича. Кроме этого при среднем значении заявляемого интервала высот нижней части насадки равном 0,75 общей высоты насадки варьировали величину смещения поперечных рядов друг относительно друга, которая составляла 0,1; 0,2; 0,35; 0,5 и 0,6 толщины кирпича. За критерий эффективности были приняты температура подогрева воздуха и межремонтный срок службы насадки регенератора. Полученные данные приведены в табл.1 и 2 соответственно. Данные таблиц подтверждают эффективность предложенного технического решения по сравнению с прототипом и целесообразность заявляемых интервалов высот нижней части насадки и смещений поперечных рядов наездки относительно друг друга.