Пальник з керованими параметрами факела для нагрівального колодязя з подовим опаленням

Корисна модель відноситься до пальникових пристроїв з керованими параметрами факелу і може бути використана в рекуперативних нагрівальних колодязях з подовим опаленням. Відомий пальник [В.Г. Каплан. Рекуперативные нагревательные колодцы. Металлургиздат.1954. с.13-14], який містить канал для подання повітря і аксіальну трубу для подання газу з встановленим на її виході конічним насадком, який має глухий торець і бокові щілини по утворюючим конуса для проходження газу. До недоліків відомого пальника відносяться недостатня і така, що зменшується до вершини конічного газового насадка відстань між щілинами, що призводить до злиття газових потоків за насадком, до зменшування їх масообмінної поверхні і, відповідно, до збільшення довжини факелу, зниження температури горіння, зміщення її максимуму до кришки колодязя і, як наслідок, до суттєвої нерівномірності нагріву зливків за їх висотою. За глухим торцем конічного насадка формується високотемпературна рециркуляційна зона, яка зумовлює його перегрів і наступне проплавлення і зруйнування, завдяки чому суттєво збільшується довжина факелу і підвищується нерівномірність нагріву зливків за їх висотою. Найбільш близьким за сукупністю ознак до заявляемого, є пальник [А.с. №1145211, МКИ F23D14/60. Горелка/ Лисица В.К. (СССР). - 3599205/24-06; Заявлено 03.06.83; Бюл. №10 // Oткрытия. Изобретения. - 1985. - №10 с.73.], який містить канал для подання повітря і коаксіальну трубу для подання газу, конічний насадок з аксіальним каналом і групою рівновіддалених від вісі периферійних каналів, сопло для подання первинного стисненого повітря вздовж вісі газового потоку, що виконане з можливістю вісьового переміщення. Подання через нього первинного стисненого повітря і регулювання коефіцієнта його витрати від 0 до 0,25-0,3 дозволяє змінювати довжину факелу в 3,3 рази, що забезпечує можливість регулювання й зменшення нерівномірності нагріву зливків за їх висотою. Недоліками відомого пальника є нерівномірність нагріву зливків за положенням їх у робочому просторі, недогрів низу зливків, неможливість розігріву полу для забезпечення виводу шлаку у рідкому стані після нагріву зливків середньо- і високолегованих сталей. В основу корисної моделі поставлено завдання створення пальника, в якому за рахунок зміни конструкції пальникового насадка забезпечується підвищення рівномірності нагріву зливків за їх висотою і положенням у робочому просторі колодязя, зниження окислювання металу, створення умов для виводу шлаку в рідкому стані після нагріву зливків високолегованих сталей, збільшення обертання колодязів, підвищення строку служби пальникового насадка, зменшення питомої витрати палива на 1т нагрітих зливків. Для вирішення поставленого завдання у пальнику з параметрами факелу, що управляються, для нагрівального колодязя з подовим опаленням, який має вертикальну трубу для подання газу і вихідний пальниковий насадок з циліндричним аксіальним каналом та групою периферійних вогньових каналів, аксіальне сопло для подання первинного стисненого повітря, яке виконано з можливістю вісьового переміщення, згідно корисної моделі пальниковий насадок виконано у вигляді напівсфери з шістьома нерівномірно розташованими периферійними вогньовими каналами прямокутного поперечного перетину, яке зменшується до виходу, чотири з яких спрямовані у кути робочої камери колодязя, а два - на вертикальні вісі глухих передньої та задньої стін, причому верхні і нижні грані периферійних каналів нахилені до горизонтальної площини під кутами ±(30-40)°, а бокові їх грані - під кутами ±(52-55)° до вертикальної площини, сопловий блок для подання первинного стисненого повітря, що має, окрім вертикального, шість горизонтальних сопел, виконаний з можливістю повороту у горизонтальній площині на ±(10-12)°. Заявляємий пальник має вигляд, зображений на Фіг.1, а на Фіг.2 - вид А на Фіг.1. Пальник містить трубу для подання газу 1 з пальниковим насадком 2 у вигляді напівсфери, який забезпечений фіксатором 3. Насадок має циліндричний аксіальний канал 4 та шість прямокутних периферійних вогньових каналів 5, чотири з яких спрямовані у кути робочої камери колодязя 6, а два – на вертикальні вісі глухих передньої і задньої його стін. У пальниковому насадку розміщене аксіальне сопло 7 для подання первинного стисненого повітря з одним вертикальним і шістьома горизонтальними соплами 8. Пальник працює наступним чином. При нагріванні зливків холодного посаду прямокутної форми і зливків, уширених до верху чи до низу, блок сопел 8 для подання в пальник стисненого повітря встановлюють в горизонтальній вісьовій плоскості вогньових каналів (положення 2/) так, що забезпечується подача максимуму тепла у область центру маси зливку, а, отже, і максимум рівномірності нагріву зливків за їх висотою. При нагріванні зливків прямокутної форми гарячого посаду для прискореного підігріву головних і донних частин зливків блок сопел періодично перемішують з положення 1/ у положення 3/ і зворотньо, що забезпечує переважний прискорювальний нагрів головних і донних їх частин. При цьому периферійні газоповітряні потоки співударяються з нижніми чи верхніми гранями периферійних прямокутних газових каналів, які нахилені до горизонтальної вісьової площини під кутом ±(30-40)°, і з боковими гранями, які нахилені до вертикальної їх вісьової площини під кутом ±(52-55)°. Якщо кут нахилу верхніх і нижніх граней периферійних каналів буде більше 40°, а кут нахилу бокових граней периферійних каналів буде більше 55°, то можливо часткове газодинамічне затворення газового потоку. Якщо кут нахилу верхніх і нижніх граней периферійних каналів буде менше 30°, а кут нахилу бокових граней периферійних каналів буде менше 52°, тоді знижується діапазон управління параметрами факелу. При нагріванні зливків гарячого посаду, які уширені до низу чи до верху, співвідношення величин часу витримки факелу на рівнях головної і донної їх частин вибирається пропорційним співвідношенню мас цих частин. При необхідності розплавлення шлаку на події для виводу його самопливом блок сопел встановлюють у верхнє положення 1/, при якому факельні потоки спрямовані на под. Аксіальне сопло для подання первинного стисненого повітря виконано з можливістю вертикального вісьового переміщення і повороту у горизонтальній площині на ±(10-12)°, що дозволяє змінювати кут вильоту, знак і ступінь крутки первинної газоповітряної суміші. Якщо кут повороту сопла буде перевищувати 12°, то збільшується небезпека проскоку полум’я у газових насадок, що призведе до його перегріву. Якщо кут повороту буде менше 10°, тоді зменшується ступінь крутки і рівномірність нагріву зливків за положенням їх у робочому просторі колодязя. Таким чином, за рахунок зміни конструкції пальникового насадка і сопла для подання первинного стисненого повітря, зменшення кількості вогньових каналів, їх форми і розташування, заміни односоплового насадка для введення в пальник стисненого повітря багатосопловим, за рахунок управління кутами вильоту периферійних газоповітряних потоків у вертикальній і горизонтальній площинах забезпечується рівномірність нагріву зливків будь якої форми за їх висотою і положенням у робочому просторі колодязя, знижується окислювання металу на 7-10%, створюються умови для виводу шлаку у рідкому стані після нагріву зливків спецсталей, збільшується оборотность колодязів на 10-15%, підвищується строк служби пальникового насадку втричі, зменшується питома витрата палива на 1т нагрітих зливків на 20-25%.