Доменний повітронагрівач

Реферат: Доменний повітронагрівач включає камеру згоряння та камеру насадки з регенеративною насадкою, вогнетривку футерівку, кожух, його внутрішню поверхню, яка вкрита шаром торкретмаси та компенсаційним шаром графіту з теплоізоляційними матами. Товщина шару графіту складає 6-16 % товщини шару торкрет-маси. Кількість ізоляційних матів по висоті складає 16-27 штук. UA 84919 U (54) ДОМЕННИЙ ПОВІТРОНАГРІВАЧ UA 84919 U UA 84919 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі металургійної теплотехніки і застосовується для попереднього нагрівання повітря перед подачею до доменної печі. Відома конструкція доменного повітронагрівача (ПН), яка містить камеру згоряння та камеру насадки, насадку, піднасадковий пристрій, вогнетривку футерівку, кожух який усередині вкритий теплоізоляційними шарами. Теплоізоляційні шари складаються з шару торкрет маси та компенсаційного шару (Ф.Р. Шкляр, В.М. Малкин, С.П. Каштанова и др. "Воздухонагреватели доменных печей" М., Металлургия, 1982, 256 с.) Нанесення шару торкрет-маси на поверхню кожуха товщиною 60-100 мм, дозволяє значно знизити температури металічного кожуха та зменшити кількість проникнення димових газів безпосередньо до кожуха. Крім того, зменшуються потоки теплових втрат завдяки збільшенню значення теплового спротиву. Недоліком відомої конструкції є те, що напружений стан кожуха в значній мірі залежить від значень коефіцієнтів тертя між різними шарами футерівки. Внаслідок того, що повітронагрівач працює циклічно, відбувається періодичне зміщення одного шару відносно іншого при збільшенні температури, та зміні геометричних розмірів (рості) радіальних стін. Без використання торкрет-маси коефіцієнт тертя між шаром вогнетривів та кожухом складає 0,3-0,4. Такі умови служби є дуже несприятливі для стійкості анкерних кріплень нижньої частини повітронагрівача, та можуть призводити до наклону повітронагрівача. Найбільш близький до пропонованого рішення по технічній суті і результату, що досягається, є конструкція доменного повітронагрівача (АС СРСР № 908821, кл. С21В 9/04, Бюл. № 8, 28.02.1982), яка складається з камер згоряння та регенеративної насадки, та декількох шарів кладки вогнетривів. Крім того у даній конструкції застосовується шар графіту, який розташовують між шаром торкрет-маси та вогнетривів. У даному випадку це є компенсаційний шар, який має товщину 10-20 % від товщини шару торкрет-маси. Для підвищення стійкості шару графіту по висоті розташовують 20-30 поясів з теплоізоляційних матів. Застосування графіту дозволяє знизити коефіцієнт тертя між шаром торкрет-маси та вогнетривами. Однак за умов застосування сучасних регенеративних насадок така конструкція має деякі недоліки. Сучасна регенеративна насадка має розвинену питому поверхню нагріву, тому її загальні геометричні розміри значно менше, ніж у насадок, які були в експлуатації 20-30 років тому. В цьому випадку напружений стан радіальних стін значно знижений і застосування вказаної товщини графітового шару є надмірним. Задача корисної моделі: зменшити коефіцієнт тертя між футерівкою та шаром торкрет-маси для зменшення рівня напружень у кожусі та кладці, зменшення ймовірності відриву днища, зменшення матеріалоємності на 15-25 %, що підвищує міжремонтний термін роботи доменного повітронагрівача. Поставлена задача вирішується тим, що в доменному повітронагрівачі, який включає камеру згоряння та камеру насадки з регенеративною насадкою, вогнетривку футерівку, кожух, його внутрішню поверхню, яка вкрита шаром торкрет-маси та компенсаційним шаром графіту з теплоізоляційними матами, який відрізняється тим, що товщина шару графіту складає 6-16 % товщини шару торкрет-маси, при цьому кількість ізоляційних матів по висоті складає 16-27 штук. Прийнята товщина у 6-16 % від товщини шару торкрет-маси 7 дозволяє не зважати на нерівності у шарі торкрет-маси 7 та не перебільшувати товщину компенсаційного шару. Використання графіту призводить до зменшення зусиль які з'являються у кладці 8 та металевому кожусі 6. Якщо товщина графіту буде менше за 6 % від товщини торкрет-шару, то її буде недостатньо для тривалого часу роботи повітронагрівача (до 30 років сучасна стійкість кладки стін повітронагрівача). Якщо ж товщина графіту буде більше, ніж 16 % товщини шару торкрет-маси, то це суттєво підвищить вартість кладки, тому що графіт значно дорожчий, ніж торкрет-шар. Застосування графітового шару вказаної товщини допомагає зменшити супротив при термічному русі окремих шарів футерівки одного відносно іншого, та знизити матеріалоємність повітронагрівачів. Крім того, кількість ізоляційних матів 16-27 по висоті графіту дозволяє збільшити однорідність компенсаційного шару. Якщо кількість ізоляційних матів по висоті графіту буде менше за 16, то це зменшить стійкість графітового шару. А якщо кількість ізоляційних матів буде більше за 27, то це знизить загальний протяг графітового шару, що підвищить рівень напружень у кожусі ПН і знизить його стійкість. На фіг. 1 зображено загальний вигляд повітронагрівача; на фіг. 2 вузол повітронагрівача. Повітронагрівач складається з пальника 1, камери згоряння 2 та камери насадки з регенеративною насадкою 3, піднасадкового пристрою 4 та димових патрубків 5. 1 UA 84919 U 5 10 15 20 25 30 Крім того, повітронагрівач має металевий кожух 6, з внутрішньої сторони він оснащений шаром торкрет-маси 7. Між шаром торкрет-маси та кладкою 8 розташований шар графіту 9. По висоті шару графіту 9 розміщуються теплоізоляційні мати 10 для укріплення графіту. Далі розташовано компенсаційний шар 11. Пристрій працює наступним чином. У період розігріву доменний газ або природодоменна суміш з повітрям подаються пальником 1 у камеру згоряння 2. Після цього продукти спалення йдуть до регенеративної насадки 3 та піднасадкового пристрою 4, де вони віддають частину свого тепла регенеративній насадці 3. З підвищенням температури в результаті розігріву регенеративної насадки 3 вона та кладка 8 розширюються в усіх напрямах (делотація) як в радіальному, кільцевому, так і в вертикальному. При цьому радіальні стіни починають збільшувати тиск на металевий кожух 6, збільшується тиск також між різними шарами вогнетривів. Одночасно з цим при делотації стін по висоті може виникнути підйом частин днища. У зв'язку з тим, що коефіцієнт тертя між графітовим шаром 9 та вогнетривами у декілька разів менше, ніж між вогнетривами та шаром торкрет-маси 7, то проковзування різних шарів футеровки проходить достатньо вільно. При цьому товщина графіту 9 складає 6-16 % від товщини шару торкрет-маси 7. Використання цього технічного рішення дозволяє: - збільшити міжремонтний термін служби доменних повітронагрівачів на 25-32 %, при збільшенні рівня температури дуття, зменшити матеріалоємність такої конструкції повітронагрівачів на 5-15 %; - підвищити ремонтопридатність повітронагрівачів, завдяки збільшенню однорідності графітового шару. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Доменний повітронагрівач, що включає камеру згоряння та камеру насадки з регенеративною насадкою, вогнетривку футерівку, кожух, його внутрішню поверхню, яка вкрита шаром торкретмаси та компенсаційним шаром графіту з теплоізоляційними матами, який відрізняється тим, що товщина шару графіту складає 6-16 % товщини шару торкрет-маси, при цьому кількість ізоляційних матів по висоті складає 16-27 штук. 2 UA 84919 U Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3