Застосування інфрачервоних пальників з пористою насадкою для підігрівання ємності для транспортування рідкого металу

1. Застосування інфрачервоних пальників (7) з пористою насадкою в нагрівальному пристрої для підігрівання ємності (3), призначеної для транспортування рідкого металу у відділенні виплавки та C2 2 (19) 1 3 ємність нагрівають на нагрівальному стенді, що має закриваючу кришку для згаданої ємності. У відділеннях виплавки металу, наприклад в сталеплавильних цехах, розплавлений метал в рідкому стані транспортується з однієї стадії виробництва металопродукції на іншу. При цьому ківш не може бути холодним перед заповненням рідким металом. Ця вимога в основному іде від того, що, з одного боку, рідкий метал, який заливається, повинен втратити за рахунок теплопередачі до ковша тільки мінімальну кількість енергії. З іншого боку, вогнетривка футерівка ковша дуже чутлива до ударного теплового навантаження, виникаючого при заповненні металом, що приводить до великої витрати вогнетривкого матеріалу. Тому доцільно, різницю температур між футерівкою ковша і рідким металом зберігати якомога меншою. На основі цього транспортні ковші для рідкого металу перед використанням підігрівають на нагрівальних стендах пальниками або підтримують їх в нагрітому стані як, наприклад, відомо з ЕР 1078704В1 або JP 05057424A. Використовувані при цьому газоповітряні пальники мають потужність до 4МВт і створюють полум'я, яке діє так, що забезпечується швидке переміщення відхідних газів, схильність до утворення окремих струменів відхідного газу, при цьому відхідні гази містять незначну кількість променистої енергії. Крім того, що енергія енергоносія використовується погано, утворюється також небажано високий викид СО2. Крім того, утворення окремих струменів веде до того, що футерівка ковша є нерівномірно нагрітою, що приводить до виникнення температурних напружень і відповідно великих втрат матеріалу футерівки. До того ж, залишок рідкого металу, який залишається в ковші, окислюється. У літературних джерелах Kellner et all Marketeinfuehrung des PorenbrennersProzesswaenne in neuer Dimensionen - XP 002440186, та Богомолов A.I. та інші: Газові пальники інфрачервоного випромінювання та їх застосування, М., Видавництво літератури з будівництва, 1967. - 128стор., розкрито використання інфрачервоних пальників з пористою насадкою для промислового нагрівання, наприклад у сталеплавильних цехах, для економії енергії, скорочення часу нагрівання та перерви між етапами нагрівання. Винахід ставить перед собою задачу, запропонувати застосування інфрачервоних пальників з пористою насадкою з кращим використанням енергії, із зменшенням викидів СО2 і зниженням витрати вогнетривких матеріалів. Ця задача, відповідно до винаходу, вирішена шляхом застосування інфрачервоних пальників з пористою насадкою у нагрівальному пристрої для підігрівання ємності, призначеної для транспортування рідкого металу в відділенні виплавки та забезпеченої вогнетривкою футеровкою, причому ємність нагрівають на нагрівальному стенді, який має закриваючу ємність кришку, та інфрачервоні пальники з пористою насадкою виконані для підіг 92945 4 рівання та підтримання у нагрітому стані ємності, причому інфрачервоні пальники з пористою насадкою скомпоновані та розміщені з утворенням оптимально розподілених полів пальників так, що значна частина енергії у пальниках перетворюється у променисту енергію, а температура випромінювання вища, ніж необхідна температура 1100 до 1200°С вогнетривкого матеріалу в ємності для транспортування рідкого металу. При роботі згаданих пальників всередині ємності утворюється відхідний газ, який поступає туди з відносно низькою швидкістю і має рівномірне розподілення температури по площині полів пальників та не викликає утворення окремих струменів. Таким чином досягається оптимальне використання інфрачервоних пальників з пористою насадкою для розігрівання і збереження тепла в ємності, і особливо в транспортному ковші. При використанні згаданих пальників для підігрівання або підтримання в нагрітому стані ємностей для транспортування рідкого металу для цілей нагрівання використовується ефективне спалювання енергоносія в пальнику. Тим самим знижується кількість відхідного газу і, крім того, відхідний газ має однакову за об'ємом температуру і швидкість виходу, що може виключити утворення окремих струменів. Крім того, в інфрачервоних пальниках з пористою насадкою значна частина енергії, що підводиться, перетворюється в променисту енергію. Завдяки цьому досягається більш економне і ефективне використання енергії при зниженому виділенні газу СО2, а також більш швидке підігрівання ємності при більш рівномірному нагріванні вогнетривкого матеріалу футерівки ємності. Переважно, згідно з даним винаходом передбачене те, що поля інфрачервоних пальників з пористою насадкою оптимально за розташуванням розподілені на внутрішній стінці закриваючої кришки. Іншим переважним варіантом є те, що через закриваючу кришку в ємність проходить колона з розподіленими на ній полями інфрачервоних пальників з пористою насадкою. У виконанні підігрівального і підтримуючого в нагрітому стані пристрою з колоною, яка проходить в підігрівальну ємність, переважно передбачено, що інфрачервоні пальники з пористою насадкою розподілені по всій периферії колони. При використанні колони, забезпеченої по боках і переважно знизу полями пальників досягається ефективний вплив випромінювання. Якщо колона, переважно, виконана багатогранною, це дозволяє поліпшити обмежене поверхнею розташування полів пальників тим, що інфрачервоні пальники з пористою насадкою простим чином розташовують на великій кількості плоских поверхонь граней. Згідно з переважним варіантом винаходу, колона забезпечена підіймальним пристроєм. Можливість підйому або опускання дозволяє варіювати положення колони і розміщувати колону в положенні, прийнятному для заданої програми нагрівання. 5 Якщо колона до того ж буде мати можливість повертатися навколо своєї подовжньої осі, при одночасному обертанні підіймального пристрою, може бути досягнуто ще більш рівномірне підігрівання або розігрівання ємності для транспортування рідкого металу. Подальші характеристики і деталі винаходу показані в нижченаведеному описі креслень, що представляють приклади виконання даного винаходу. Показано: Фіг.1 - схематично показаний нагрівальний стенд для підігрівання і підтримання в нагрітому стані ємності для транспортування рідкого металу, який має кришку, оснащену інфрачервоними пальниками з пористою насадкою, і закриває ківш; Фіг.2 - схематично показана закриваюча кришка за Фіг.1, вигляд зсередини; Фіг.3 - схематично показано, як в колоні, яка згідно з Фіг.1 введена в ємність через кришку, в областях розташування пальників утворюються поля пальників; Фіг.4 - переріз по лінії IV-IV за Фіг.1. На Фіг.1 і 3 показаний нагрівальний стенд 1 з розміщеною на ньому кришкою 2 або 20, призначений для підігрівання і/або підтримування в нагрітому стані ємності 3 для транспортування рідкого металу, яка відповідно закрита кришкою 2 або 20, причому ємність виконана як транспортний ківш. Ємність має футерівку з вогнетривкого матеріалу 4 по стінках і на днищі. У виконанні за Фіг.1 нагрівальний пристрій 5 розташований на внутрішній стінці 6 закриваючої кришки 2. Він, як можна бачити з Фіг.2, складається з множини інфрачервоних пальників 7 з пористою насадкою, які утворюють поля 8, при оптимальному використанні площі внутрішньої поверхні розміщені всередині кришки 2. Пальники 7 підключені до живильних трубопроводів, не показаних тут, по яких подається енергоносій і кисень. При роботі пальників всередині ємності утворюється відхідний газ 9, який надходить туди з відносно низькою швидкістю і має рівномірний розподіл температури по площі полів 8 пальників 7 і не викликає утворення окремих струменів. Одночасно в пальниках 7 велика частина енергії перетворюється в променисту енергію, показану стрілками 10. Відхідні гази 9 виходять назовні 92945 6 через отвори в днищі ємності 3 для транспортування рідкого металу, які закриваються шибером 11. У виконанні, показаному на Фіг.3 і 4, пристрій 50 для нагрівання розташовується на колоні 12, яка проходить через кришку 20, всередину ємності 3 для транспортування рідкого металу 3. Цей пристрій виконується у вигляді багатогранника (див. Фіг.4), при цьому в розміщених оптимальним чином по позиції полях 8 розташовані інфрачервоні пальники 7 з пористою насадкою, які відповідно розміщені на множині поверхонь граней колони. На Фіг.4 також можна бачити підведення 13 і 14 енергоносіїв і кисню або повітря для постачання пальників 7, які проходять через колону. Відхідні гази 9 і випромінювання 10 направлені радіально безпосередньо на вогнетривкий шар 4, причому гази через регульовані шибером 11 отвори в днищі можуть випускатися назовні. Як дуже схематично показано на Фіг.3 і 4, за допомогою підіймального пристрою 15 колона 12 може займати оптимальне положення для нагрівального пристрою 50, що відповідає задачі нагрівання, при цьому передбачена можливість піднімання і опускання колони, а також для вирівнювання підігрівання або підтримання нагрітого стану у вогнетривкому матеріалі 4, за допомогою повороту колони навколо її вертикальної осі, що видно на поворотній стрілці 16 на Фіг.4. Список позицій на кресленнях 1 Нагрівальний стенд 2, 20 Закриваюча кришка 3 Ємність для транспортування рідкого металу 4 Вогнетривкий матеріал 5, 50 Пристрій для нагрівання 6 Внутрішня стінка кришки 7 Інфрачервоні пальники з пористою насадкою 8 Поля 9 Відхідні гази 10 Стрілка (випромінювання) 11 Шибер 12 Колона 13 Підвідний трубопровід (енергоносій) 14 Підвідний трубопровід (кисень) 15 Підіймальний пристрій 16 Стрілка напрямку обертання 7 Комп’ютерна верстка А. Рябко 92945 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601