Спосіб сушіння або розігрівання футерівки металургійної ємності

Реферат: Винахід належить до галузі металургії, а саме - до способу сушіння та розігрівання футерівки металургійних ємностей. Спосіб включає подачу в робочий простір металургійної ємності потоків палива та окислювача, причому подачу обох або одного з потоків здійснюють у пульсаційному режимі з частотою, яка дорівнює частоті власних коливань металургійної ємності. Винахід забезпечує скорочення енерговитрат, тривалості циклів сушіння або розігрівання футерівки ковшів та підвищення якості зазначених процесів. UA 110873 C2 (12) UA 110873 C2 UA 110873 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до галузі металургії, а саме - до способу сушіння та розігрівання металургійних ємностей. Відомий імпульсний режим опалення стендів для сушіння та розігрівання сталерозливних 3 ковшів включає витрати природного газу в кількості 70 м /год. на першому етапі протягом 612 3 годин, витрати природного газу в кількості 70 м /год. на другому етапі протягом 36 годин та 3 витрати природного газу в кількості 100 м /год. на третьому етапі протягом трьох годин (Разработка и промышленное освоение импульсного режима отопления стендов для сушки и разогрева сталеразливочных ковшей /А.В. Сущенко, О.В. Носоченко, М.Л. Хазнаферов [и др.] //Металлург. - 2002. - № 9. - С. 45-47). До недоліків відомого способ слід віднести його придатність лише для футерівки, що виконується набивним способом, та футерівки з цегляною (шамотною) кладкою робочого шару. Факельний режим спалювання палива, навіть за умови безперервного пересування зони максимальних температур (факела) відносно футерівки ковша, призводить до нерівномірного прогрівання футерівки внаслідок того, що факел займає лише певну область робочою простору ковша, в той час як інша область робочого простору ковша зайнята продуктами згоряння палива, які мають значно меншу температуру, аніж факел через відсутність світності, що притаманна факелу. Найбільш близьким за технічною суттю до способу, що заявляється, є спосіб сушіння або нагрівання футерівки металургійної ємності, який включає подачу в порожнини ємності концентричних потоків палива та повітря, з наступним їх спалюванням, який відрізняється тим, що, з метою підвищення ефективності, сушіння або нагрівання футерівки виконують пульсуючими продуктами згоряння палива або повітря (Авт. св. (CPСР № 1435395, МПК В 22 D 41 /00, 07.1 1.88, бюл. № 41). Недоліком даного способу є - залежність довжини напрямного каналу та швидкості витікання струменя повітря з сопла від частоти пульсуючого потоку повітря. Оскільки швидкість витікання струменя повітря з сопла залежить від витрат повітря, які, в свою чергу, залежать від витрат палива. Зміна витрат палива при незмінній довжині напрямного каналу призводить до зміни частоти пульсуючого потоку повітря, що, в свою чергу, зменшує ефективність процесу сушіння або нагрівання футерівки та збільшує витрати на реалізацію способу, оскільки сушіння та нагрівання металургійних ємностей, що мають різний об'єм порожнини ємності, потребує зміни конструктивних характеристик напрямного каналу та інших вузлів пристрою перед початком процесу сушіння або нагрівання футерівки для забезпечення реалізації способу з максимальною ефективністю. В основу винаходу поставлена задача скорочення енерговитрат на процес сушіння або розігрівання футерівки металургійної ємності шляхом скорочення тривалості циклів сушіння або розігрівання футерівки металургійної ємності за рахунок інтенсифікації процесів тепло- та масообміну між продуктами згоряння палива та футерівкою металургійної ємності. Технічний результат полягає в тому, що запропонований спосіб забезпечує створення резонансу між потоком палива та окислювача і металургійною ємністю, що дозволяє при подачі обох або одного з потоків (палива або окислювача) у пульсаційному режимі зменшити енерговитрати на процес та скоротити тривалість процесів сушіння та розігрівання сталерозливних ковшів. Поставлена задача розв'язується тим, що у відомому способі, який включає подачу в робочий простір металургійної ємності потоків палива та окислювача, відповідно до винаходу подачу обох або одного з потоків здійснюють у пульсаційному режимі з частотою, яка дорівнює частоті власних коливань металургійної ємності. Загальними ознаками запропонованого способу і прототипу є подача в робочий простір металургійної ємності потоків палива та окислювача. Відмітною ознакою способу, що заявляється, є подача обох або одного з потоків у пульсаційному режимі з частотою, яка дорівнює частоті власних коливань металургійної ємності. Необхідність відмітних ознак запропонованого способу обумовлена наступними причинами. Подача обох або одного з потоків (палива або окислювача) у пульсаційному режимі дозволить підвищити ефективність спалювання палива за рахунок підвищення турбулізації потоків палива та окислювача, що призведе до їх кращого перемішування та, відповідно, до зменшення хімічного недопалу палива. Наслідком пульсаційного режиму подачі обох або одного з потоків (палива або окислювача) є поліпшення використання робочого простору металургійної ємності, в якому відбувається спалювання палива, за рахунок підвищення турбулізації потоків палива та окислювача, що призведе до збільшення поперечного перерізу потоку палива та окислювача після їх перемішування при витіканні з пальника. Відповідно, після 1 UA 110873 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 займання палива в потоці палива та окислювача, збільшується також поперечний переріз факела. Збільшення поперечного перерізу факела дозволить зменшити об'єм застійних зон в робочому просторі металургійної ємності, внаслідок чого підвищиться рівномірність нагрівання футерівки металургійної ємності. Пульсаційний режим подачі обох або одного з потоків (палива або окислювача) дозволить також інтенсифікувати теплообмін між продуктами згоряння палива та футерівкою ковша внаслідок руйнування прикордонного шару продуктів згоряння палива на зовнішній поверхні футерівки металургійної ємності пульсуючим потоком палива, окислювача та факелом. Подача обох або одного з потоків (палива або окислювача) у пульсаційному режимі з частотою, яка дорівнює частоті власних коливань металургійної ємності, дозволяє створити умови для виникнення резонансу між потоком палива та окислювача і металургійної ємності. Внаслідок виникнення резонансу збільшується амплітуда коливань потоку палива та окислювача, а також металургійної ємності. Збільшення амплітуди коливань потоку палива та окислювача приведе до додаткового підвищення ефективності спалювання палива за рахунок підвищення турбулізації потоків палива та окислювача, що сприятиме їх кращому перемішуванню та, відповідно, до зменшення хімічного недопалу палива. Збільшення амплітуди коливань металургійної ємності призведе до інтенсифікації переміщення вологи, що міститься в футерівці металургійної ємності, від місць з більшою вологістю до місць з меншою вологістю, за рахунок чого збільшиться інтенсивність тепло- та масообмінних процесів між продуктами згоряння палива та футерівкою ковша, що дозволить зменшити тривалість процесів сушіння та розігрівання сталерозливних ковшів. Таким чином, відмітні ознаки способу, що заявляється, у сукупності зменшують енерговитрати на процес та скорочують тривалість процесів сушіння та розігрівання сталерозливних ковшів. Суть винаходу, що заявляється, не випливає явно з відомого авторам рівня техніки. Спосіб сушіння футерівки металургійної ємності здійснюється наступним чином. Металургійна ємність, наприклад сталерозливний ківш, встановлюється на стенд та закривається кришкою з вмонтованим в неї пальником. За допомогою пальника в робочий простір сталерозливного ковша подають обидва або один з потоків (палива або окислювача) в пульсаційному режимі з частотою, яка дорівнює частоті власних коливань сталерозливного ковша. Факел спрямовується в днище сталерозливного ковша, а видалення продуктів згоряння з робочого простору сталерозливного ковша здійснюється крізь отвори у кришці. Таким чином, продукти згоряння палива омивають стінки сталерозливного ковша, за рахунок чого відбувається процес сушіння його футерівки. Процес сушіння завершується після досягнення певних значень відносної вологості футерівки та температури її поверхні, які, зазвичай, наводяться в технологічній інструкції. Винахід, що заявляється, може бути багаторазово відтворений у виробництві для сушіння або розігрівання металургійних ємностей. Отже, він відповідає критерію "промислова придатність". ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 45 Спосіб сушіння або розігрівання футерівки металургійної ємності, що включає подачу в робочий простір металургійної ємності потоків палива та окислювача, який відрізняється тим, що подачу обох або одного з потоків здійснюють у пульсаційному режимі з частотою, яка дорівнює частоті власних коливань металургійної ємності. Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2