EA024686B1

EA024686B1 - Горелочное устройство и горелочный блок

Info

Publication number: EA024686B1
Application number: EA201391678A
Authority: EA
Inventors: Гуннар Вейссман; Юкка Вуорио; Микаель Йофс
Original assignee: Ототек Оюй
Priority date: 2011-05-31
Filing date: 2011-05-31
Publication date: 2016-10-31
Also published as: CA2832674C; BR112013030598B1; BR112013030598B8; EA201391678A1; CN103562664A; ZA201309666B; US20140099587A1; WO2012164142A1; BR112013030598A8; BR112013030598A2; US9429316B2; CA2832674A1; CN103562664B

Abstract

Предложенное изобретение относится к горелочному устройству, содержащему медный блок, охлаждаемый текучей средой. Кроме этого, изобретение относится к горелочному блоку, трубопроводному элементу, трубопроводу для циркуляции газа и металлургической печи, содержащим указанное горелочное устройство. Горелочное устройство (В) содержит медный блок (3), охлаждаемый текучей средой и имеющий охлаждающий проход (4) для циркуляции охлаждающей текучей среды, первый конец (5), к которому с возможностью отсоединения прикреплен горелочный узел (1), и второй конец (6), причем горелочный канал (2) проходит внутри указанного медного блока (3) от его первого конца (5) до второго конца (6).

Description

(57) Предложенное изобретение относится к горелочному устройству, содержащему медный блок, охлаждаемый текучей средой. Кроме этого, изобретение относится к горелочному блоку, трубопроводному элементу, трубопроводу для циркуляции газа и металлургической печи, содержащим указанное горелочное устройство. Горелочное устройство (В) содержит медный блок (3), охлаждаемый текучей средой и имеющий охлаждающий проход (4) для циркуляции охлаждающей текучей среды, первый конец (5), к которому с возможностью отсоединения прикреплен горелочный узел (1), и второй конец (6), причем горелочный канал (2) проходит внутри указанного медного блока (3) от его первого конца (5) до второго конца (6).

024686 В1

024686 Β1

Предлагаемое изобретение относится к горелочному устройству, содержащему медный блок, охлаждаемый текучей средой. Кроме этого, изобретение относится к горелочному блоку, трубопроводному элементу, трубопроводу для циркуляции газа и металлургической печи, содержащим предлагаемое горелочное устройство.

Г орелка является устройством, предназначенным для создания пламени для нагревания материала в результате сгорания газообразного, жидкого или аэрозольного топлива.

В металлургических процессах горелки используются в нескольких различных применениях, например в трубопроводах для циркуляции газа, для обеспечения дополнительного нагрева циркулирующего технологического газа (например, согласно патентному документу США № 2009/017409), а также в электродуговых печах в качестве вспомогательных нагревателей для нагрева и плавления металла (например, согласно патенту США № 6614831).

Типовое горелочное устройство содержит горелку для создания пламени и удлиненный горелочный канал вблизи горелки. Горелочный канал выполнен с возможностью образования зоны горения и направления пламени.

Патентный документ США № 2009/017409 относится к оборудованию, в котором горелочный узел присоединен непосредственно к стенке газового канала, и отверстие, выполненное в огнеупорной стенке газового канала, образует горелочный канал.

Проблема с этим горелочным устройством заключается в том, что присоединение горелочного узла может быть ослаблено вследствие того, что для огнеупорного материала, образующего горелочный канал, характерно ухудшение свойств из-за растрескивания вследствие тепловых напряжений и/или эрозии. Кроме этого, эрозия горелочного канала ослабляет его способность направлять пламя в заранее определенном направлении и защищать горелочный узел. Предпринимались попытки решить данную проблему путем выполнения охлаждающего змеевика внутри огнеупорного материала, ограничивающего/образующего горелочный канал. Эта конструкция повышает износостойкость канала горелки. Однако в некоторых установках это является недостаточным. Ухудшение огнеупорного материала горелочного канала может привести к повреждению охлаждающего змеевика, что, в свою очередь, может вызвать утечку охлаждающей текучей среды. В качестве охлаждающей текучей среды обычно используется вода, и утечка воды может вызвать взрыв водяного газа внутри печи. Эрозия горелочного канала также ослабляет его способность направлять пламя в заранее определенном направлении и защищать горелочный узел.

Патентный документ США № 2009/017409 также относится к горелочному узлу, содержащему поддерживающую конструкцию, которая может быть установлена в качестве части стенки газового канала. Для технического обслуживания изношенной поддерживающей конструкции требуется перерыв в процессе спекания для замены поврежденной поддерживающей конструкции, которая является относительно крупногабаритной и тяжелой частью газового канала. Это приводит к относительно продолжительному простою.

Патент США № 6614831 относится к горелочному устройству, используемому в плавильных печах. Горелочный узел установлен в установочном блоке, охлаждаемом текучей средой. Конструкция не содержит горелочный канал вблизи горелочного узла, вследствие чего горелочный узел может быть поврежден при воздействии обратной вспышки пламени. Обратная вспышка пламени в горелочном узле может происходить, если в горелочном узле горение поддерживается с высокой интенсивностью напротив крупных кусков металлолома, расплавляемого в печи.

Цель настоящего изобретения состоит в устранении вышеизложенных недостатков, присущих существующему уровню техники.

В соответствии с первым аспектом предложенное изобретение относится к горелочному устройству, содержащему горелочный узел для создания пламени и удлиненный горелочный канал вблизи горелочного узла, причем указанный горелочный канал образует зону горения, выполненную с обеспечением защиты пламени и горелочного узла. Предложенное горелочное устройство содержит медный блок, охлаждаемый текучей средой, предпочтительно медный блок, охлаждаемый водой, имеющий охлаждающий проход для циркуляции охлаждающей текучей среды, предпочтительно воды, первый конец, к которому с возможностью отсоединения прикреплен горелочный узел, и второй конец, причем горелочный канал проходит внутри медного блока от его первого конца до второго конца.

В соответствии со вторым аспектом предложенное изобретение относится к горелочному блоку, содержащему предложенное горелочное устройство и огнеупорную конструкцию, которая изготовлена из литьевого огнеупорного материала и к которой присоединено указанное устройство, предпочтительно с возможностью отсоединения.

В одном варианте выполнения горелочный блок содержит предложенное горелочное устройство, содержащее горелочный узел для создания пламени и удлиненный горелочный канал, расположенный вблизи горелочного узла и образующий зону горения, выполненную с обеспечением защиты пламени и горелочного узла; и огнеупорную конструкцию, которая изготовлена из литьевого огнеупорного материала и к которой присоединено указанное устройство,

- 1 024686 и отличается тем, что горелочное устройство содержит медный блок, охлаждаемый текучей средой и имеющий охлаждающий проход для циркуляции охлаждающей текучей среды, первый конец, к которому с возможностью отсоединения прикреплена горелка, и второй конец, причем горелочный канал проходит внутри медного блока от его первого конца до второго конца.

В одном варианте выполнения горелочного устройства и горелочного блока диаметр горелочного канала увеличивается в направлении ко второму концу медного блока. Например, если горелочное устройство установлено в газовом трубопроводе протяжной спекающей печи или спекающей печи со стальной лентой, то поскольку диаметр горелочного канала увеличивается в направлении к трубопроводу для циркуляции газа, диаметр горелочного канала уменьшается в направлении горелочного узла. Это обеспечивает защиту пламени горелки от газа, протекающего в трубопроводе.

В одном варианте выполнения горелочного устройства и горелочного блока поперечное сечение горелочного канала является круговым.

В одном варианте выполнения горелочного устройства и горелочного блока охлаждающий проход имеет входное отверстие для введения охлаждающей текучей среды в охлаждающий проход и выходное отверстие для выведения охлаждающей текучей среды из охлаждающего прохода, причем входное отверстие и выходное отверстие расположены на внешней периферии медного блока смежно с его первый концом, и между входным отверстием и выходным отверстием проходит змеевик, окружающий горелочный канал.

В одном варианте выполнения горелочного устройства и горелочного блока горелочный узел содержит соединительный фланец для прикрепления горелочного узла к первому концу медного блока, охлаждаемого текучей средой, при помощи болтового соединения.

В одном варианте выполнения горелочного устройства и горелочного блока горелочное устройство содержит трубчатый установочный рукав, предпочтительно изготовленный из металла, например из стали или из низкоуглеродистой стали, и содержащий анкерные элементы на своей внешней поверхности для крепления трубчатого установочного рукава в литьевом огнеупорном материале, причем трубчатый установочный рукав выполнен с возможностью размещения в нем указанного медного блока.

В одном варианте выполнения горелочного устройства и горелочного блока внешняя поверхность медного блока, охлаждаемого текучей средой, имеет незначительную конусность, поскольку внешняя поверхность медного блока сходится в направлении к второму концу, т.е. ее внешний диаметр уменьшается по направлению ко второму концу. В одном варианте выполнения горелочного устройства и горелочного блока внутренняя поверхность трубчатого установочного рукава имеет коническую форму, соответствующую форме внешней поверхности медного блока.

В одном варианте выполнения горелочного устройства и горелочного блока горелочное устройство дополнительно содержит кольцеобразный соединительный элемент для прикрепления медного блока к трубчатому установочному рукаву.

В одном варианте выполнения горелочного устройства и горелочного блока кольцеобразный соединительный элемент содержит первый фланец для прикрепления кольцеобразного соединительного элемента к первому концу медного блока при помощи болтового соединения и второй фланец для прикрепления кольцеобразного соединительного элемента к установочному рукаву при помощи болтового соединения.

В одном варианте выполнения горелочный блок содержит трубчатый установочный рукав, предпочтительно изготовленный из металла, например из стали или из низкоуглеродистой стали, и снабженный анкерными элементами на своей внешней поверхности для крепления установочного рукава к литьевой огнеупорной конструкции, причем трубчатый установочный рукав выполнен с возможностью размещения внутри него указанного медного блока.

В одном варианте выполнения горелочного блока горелочное устройство также содержит кольцеобразный соединительный элемент для прикрепления указанного медного блока к трубчатому установочному рукаву.

В одном варианте выполнения горелочного блока огнеупорная конструкция является частью стенки канала трубопровода для газа, например стенки трубопровода для циркуляции газа, являющегося частью протяжной спекающей печи или спекающей печи со стальной лентой.

В одном варианте выполнения горелочного блока огнеупорная конструкция представляет собой огнеупорную стенку или часть огнеупорной стенки металлургической печи, например электродуговой печи.

В соответствии с третьим аспектом настоящее изобретение относится к трубопроводному элементу. Предложенный трубопроводный элемент содержит предложенный горелочный блок, причем огнеупорная конструкция представляет собой огнеупорный блок, имеющий стенку, выполненную из огнеупорного материала, предпочтительного литьевого огнеупорного материала, причем указанная стенка содержит установочный рукав для горелочного устройства, и дополняющий секторный элемент, с возможностью отсоединения прикрепленный к огнеупорного блоку с образованием трубчатой или кольцеобразной конструкции совместно с огнеупорным блоком.

В одном варианте выполнения трубопроводного элемента огнеупорный блок содержит первое со- 2 024686 единительное средство для соединения огнеупорного блока с дополняющим секторным элементом и второе соединительное средство для соединения огнеупорного блока со смежными элементами трубопровода.

В одном варианте выполнения трубопроводного элемента дополняющий секторный элемент содержит третье соединительное средство для соединения дополняющего секторного элемента с первым соединительным средством огнеупорного блока и четвертое соединительное средство для соединения дополняющего секторного элемента со смежными элементами трубопровода для циркуляции газа.

В одном варианте выполнения трубопроводного элемента первое соединительное средство, второе соединительное средство, третье соединительное средство и/или четвертое соединительное средство содержат фланцы с отверстиями под болты для прикрепления огнеупорного блока и дополняющего секторного элемента друг к другу и к смежными элементам трубопровода при помощи болтовых соединений.

В соответствии с четвертым аспектом изобретение относится к трубопроводу для циркуляции газа, предпочтительно к трубопроводу для циркуляции газа, являющемуся частью протяжной спекающей печи, предпочтительно спекающей печи со стальной лентой, содержащему предложенное горелочное устройство, предложенный горелочный блок или предложенный трубопроводный элемент.

В соответствии с пятым аспектом изобретение относится к металлургической печи, содержащей предложенное горелочное устройство, предложенный горелочный блок, предложенный трубопроводный элемент или предложенный трубопровод для циркуляции газа. В случае, если металлургическая печь представляет собой протяжную спекающую печь или спекающую печь со стальной лентой, она может содержать горелочное устройство, горелочный блок, трубопроводный элемент или трубопровод для циркуляции газа. В случае, если металлургическая печь представляет собой плавильную печь, например электродуговую печь, она может содержать горелочное устройство или горелочный блок, но предпочтительно не содержит трубопроводный элемент или трубопровод для циркуляции газа.

В другом варианте выполнения изобретение относится к металлургической печи, содержащей горелочное устройство в предложенном горелочном блоке.

В соответствии с шестым аспектом настоящее изобретение относится к способу технического обслуживания горелочного устройства. Указанный способ включает этап отсоединения горелочного узла от медного блока, охлаждаемого текучей средой.

В другом варианте выполнения настоящее изобретение относится к способу технического обслуживания горелочного устройства в предложенном горелочном блоке. Способ включает этапы удаления горелочного устройства путем вытаскивания медного блока, охлаждаемого текучей средой, из установочного рукава, и установки нового горелочного устройства путем вставки медного блока, охлаждаемого текучей средой, в установочный рукав.

В другом варианте выполнения настоящее изобретение относится к способу технического обслуживания предложенного трубопровода для циркуляции газа для замены горелочного узла. Способ включает этапы, на которых:

a) отсоединяют огнеупорный блок от дополняющего секторного элемента и от трубопровода для циркуляции газа, при этом горелочное устройство прикреплено к указанному огнеупорному блоку;

b) отсоединяют заменяемый горелочный узел от медного блока, охлаждаемого текучей средой, все еще прикрепленного к огнеупорному блоку, и прикрепляют новый горелочный узел к охлаждаемому медного блоку, или

c) отсоединяют горелочное устройство, в котором горелочный блок и охлаждаемый текучей средой медный блок соединены друг с другом, от указанного медного блока, отсоединяют горелочный узел от этого медного блока и прикрепляют новый горелочный узел к указанному медному блоку;

ά) прикрепляют огнеупорный блок с прикрепленным к нему горелочным устройством к дополняющему секторному элементу и к трубопроводу для циркуляции газа.

В другом варианте выполнения настоящее изобретение относится к способу технического обслуживания предложенного трубопровода для циркуляции газа для замены огнеупорного блока. Способ включает этапы, на которых:

е) отсоединяют заменяемый огнеупорный блок от дополняющего секторного элемента и от трубопровода для циркуляции газа, при этом горелочное устройство прикреплено к указанному огнеупорному блоку;

ί) отсоединяют горелочное устройство от заменяемого огнеупорного блока и прикрепляют горелочное устройство к новому огнеупорному блоку;

д) прикрепляют огнеупорный блок к дополняющему секторному элементу и к трубопроводу для циркуляции газа, при этом горелочное устройство прикреплено к огнеупорному блоку.

В другом варианте выполнения настоящее изобретение относится к способу технического обслуживания предложенного трубопровода для циркуляции газа для замены дополняющего секторного элемента. Способ включает этапы, на которых:

й) отсоединяют огнеупорный блок с прикрепленным к нему горелочным устройством от дополняющего секторного элемента и от трубопровода для циркуляции газа;

- 3 024686

ί) отсоединяют заменяемый дополняющий секторный элемент от трубопровода для циркуляции газа;

_() прикрепляют новый дополняющий секторный элемент к трубопроводу для циркуляции газа; к) прикрепляют огнеупорный блок с прикрепленным к нему горелочным устройством к дополняющему секторному элементу и к трубопроводу для циркуляции газа.

Настоящее изобретение обеспечивает многие преимущества. Если огнеупорный материал вокруг отверстия горелки разрушается, например, вследствие эрозии или тепловых напряжений, то медный блок, охлаждаемый текучей средой, не будет поврежден, и будет обеспечен оптимальный поток пламени. Таким образом, гарантировано функционирование горелочного узла. Медный блок, охлаждаемый текучей средой, выполнен с возможностью отсоединения, и, таким образом, нет необходимости отсоединения частей или большого блока окружающего огнеупорного материала для технического обслуживания. Это уменьшит время простоя при техническом обслуживании. Достигается более равномерный температурный профиль в огнеупорном материале по сравнению с конструкциями, в которых внутри огнеупорного материала расположены стальные змеевики, поскольку медный блок, охлаждаемый текучей средой, окружен трубчатым установочным рукавом.

Кроме этого, обеспечена меньшая вероятность повреждения охлаждающего прохода, поскольку он расположен внутри медного блока, охлаждаемого текучей средой, и медь окружена металлическим рукавом, предпочтительно стальным рукавом или рукавом из низкоуглеродистой стали, защищая, таким образом, охлаждающий проход. Г орелочный узел расположен на первом конце медного блока, так что пламя горелки не прерывается газом, проходящим в трубопроводе для газа. В случае, если горелочное устройство установлено в боковой стенке плавильной печи, охлаждаемый текучей средой медный блок с горелочным каналом защищает горелочный узел от обратной вспышки пламени. Кроме этого, упрощена замена горелочного узла и/или медного блока, охлаждаемого текучей средой.

При описании термины огнеупорный материал и литьевой огнеупорный материал предпочтительно относятся к огнеупорному цементу или литьевому огнеупорному цементу, например к низкоцементному бетону с глиноземом, более предпочтительно к низкоцементному бетону с глиноземом, содержащему стальные волокна, или к низкоцементному бетону с глиноземом и кремнеземом, содержащему стальные волокна.

На прилагаемых чертежах, предоставленных для лучшего понимания предложенного изобретения и составляющих часть описания, проиллюстрированы предпочтительные варианты выполнения изобретения, что способствует объяснению принципов изобретения.

На фиг. 1 изображен один вариант выполнения газового горелочного устройства согласно одному варианту выполнения изобретения, причем медный блок, охлаждаемый текучей средой, показан в поперечном сечении.

На фиг. 2 изображен вид в аксонометрии горелочного устройства, показанного на фиг. 1, содержащего кольцеобразный соединительный элемент, в разобранном виде.

На фиг. 3 изображена прозрачная аксонометрическая проекция медного блока, показанного на фиг. 2, на которой изображено пространственное расположение охлаждающего прохода относительно горелочного канала.

На фиг. 4 изображен, в разобранном виде, горелочный блок по одному варианту выполнения изобретения, причем огнеупорная конструкция и трубчатый установочный рукав показаны в разрезе.

На фиг. 5 изображен горелочный блок, показанный на фиг. 4, причем горелочное устройство установлено в трубчатом установочном рукаве.

На фиг. 6 схематично изображена протяжная спекающая печь, предпочтительно спекающая печь со стальной лентой, содержащая трубопроводы для циркуляции газа.

На фиг. 7 изображен один трубопровод для циркуляции газа, содержащий горелочный блок, выполненный по одному варианту выполнения изобретения.

На фиг. 8 изображена, в разобранном виде, угловая секция трубопровода для циркуляции газа, показанного на фиг. 7, причем угловая секция содержит огнеупорный блок для установки горелочного устройства.

На фиг. 9 изображен разрез угловой секции, показанный на фиг. 8.

На фиг. 10 схематично изображена электродуговая печь, содержащая предлагаемый горелочный блок.

Горелочное устройство, показанное на фиг. 1-3, содержит горелочный узел 1 для смешивания топлива и окислителя, например воздуха, с получением смеси, поджигаемой для создания пламени. Горелочное устройство содержит удлиненный горелочный канал 2, находящийся в непосредственной близости от узла 1. Горелочный канал 2 образует зону горения и выполнен с возможностью защиты пламени и горелочного узла 1. Горелочное устройство содержит медный блок 3, охлаждаемый текучей средой. Горелочный узел 1 с возможностью разъединения прикреплен к первому концу 5 медного блока 3 для облегчения установки и замены. Медный блок 3 содержит охлаждающий проход 4, через который может обеспечиваться непрерывная циркуляция охлаждающей текучей среды, предпочтительно воды, для охлаждения медного блока 3. Охлаждающий проход 4 расположен внутри литой меди медного блока 3.

- 4 024686

Горелочный канал 2, представляющий собой сквозное отверстие, проходит внутри медного блока 3 от первого конца 5 до второго конца 6. Первый конец 5 и второй конец 6 являются параллельными. Канал 2 образует зону горения, которая направляет пламя и защищает горелочный узел 1.

Как показано на фиг. 1, диаметр ά канала 2 увеличивается от первого конца 5 в направлении второго конца 6. Внутренняя поверхность горелочного канала 2 имеет короткую часть 34, смежную с первым концом 5, причем диаметр короткой части 34 поверхности увеличивается в направлении первого конца 5. Короткая коническая часть 34 поверхности продолжается по направлению к второму концу 6 в виде круговой куполообразной части 35. Круговая куполообразная часть 35 поверхности продолжается по направлению ко второму концу 6 в виде конической части 36 поверхности. Поперечное сечение горелочного канала 2 является круговым. Вследствие этого поперечные сечения цилиндрической части 34 поверхности, круглой куполообразной части 35 поверхности и конической части 36 поверхности являются круговыми.

На фиг. 3 охлаждающий проход 4 имеет входное отверстие 7 для введения охлаждающей текучей среды в проход 4 и выходное отверстие 8 для выведения охлаждающей текучей среды из прохода 4. Входное отверстие 7 и выходное отверстие 8 выступают от внешней периферии медного блока 3 и расположены смежно с первым концом 5. Между входным отверстием 7 и выходным отверстием 8 проходит змеевик 9, который пространственно расположен так, что он окружает горелочный канал 2.

На фиг. 1 и 2 горелочный узел 1 содержит соединительный фланец 10 для прикрепления горелочного узла 1 к первому концу 5 медного блока 3 при помощи болтового соединения.

На фиг. 3 и 5 горелочное устройство содержит трубчатый установочный рукав 11, предпочтительно изготовленный из металла, например, из стали или из низкоуглеродистой стали. Рукав 11 на своей внешней поверхности содержит анкерные элементы 12 для анкерного прикрепления установочного рукава к литьевому огнеупорному материалу. Размеры рукава 11 выбирают таким образом, чтобы внутри него мог разместиться медный блок 3. Внешняя поверхность блока 3 имеет незначительную конусность, так что его внешняя поверхность сходится в направлении второго конца 6, то есть ее диаметр уменьшается в направлении конца 6. Внутренняя поверхность рукава 11 имеет коническую форму, которая соответствует внешней форме медного блока 3, так что последний достаточно плотно размещается внутри рукава 11 и легко может быть извлечен из него.

Горелочное устройство, как показано на фиг. 2-5, дополнительно содержит кольцеобразный соединительный элемент 13 для прикрепления медного блока 3 к рукаву 11. Кольцеобразный элемент 13 содержит первый фланец 14 для прикрепления кольцеобразного соединительного элемента к первому концу 5 медного блока 3 при помощи болтового соединения и второй фланец 15 для прикрепления кольцеобразного соединительного элемента к рукаву 11 при помощи болтового соединения.

Как показано на фиг. 4, для технического обслуживания горелочного устройства В, после разъединения болтового соединения между рукавом 11 и элементом 13, горелочное устройство В может быть извлечено путем простого вытаскивания блока 3 из рукава 11. Затем может быть установлено новое горелочное устройство В путем вставки медного блока 3 в рукав 11 и прикрепления элемента 13 к рукаву 11 при помощи болтового соединения.

На фиг. 6-9 показан один вариант выполнения горелочного блока в соответствии с изобретением в трубопроводе 18а, 18Ь для циркуляции газа, являющемся частью протяжной спекающей печи 19, предпочтительно спекающей печи 19 со стальной лентой, изображенной на фиг. 6. Печь 19 содержит нить 22 или стальную ленту 22, расположенную с возможностью поворота вокруг цилиндров 23, 24 (например, поднимающих колес), расположенных на ее концах, образуя замкнутую конвейерную ленту. Спекающая печь 19 содержит трубопроводы 18а, 18Ь, 18с, в которых газ циркулирует в пределах различных зон спекающей печи. При непрерывном спекании применяются замкнутые газовые циклы, и циркулирующий газ используется в различных зонах процесса. Спекаемый материал подают на нить 22 или на стальную ленту 22 для образования слоя на ее верхней поверхности. В печи спекаемый материал сначала перемещается через зону 25 сушки и зону 26 предварительного нагрева с последующим перемещением в зону 27 спекания, имеющую одну или несколько секций. За зоной 27 спекания оборудование обычно содержит стабилизирующую зону 28, за которой находится охлаждающая зона, содержащая группу ступеней 29, 30 и 31. В спекающее оборудование вводят газ, сначала в различные ступени 29, 30, 31 охлаждающей зоны. Стрелки, показанные на фиг. 6, изображают направление потока газа в трубопроводах 18а, 18Ь и 18с. После того, как газ прошел через нить 22 или стальную ленту 22 и через слой спекаемого материала, расположенного на верхней поверхности указанной нити или ленты, газ отсасывают из каждой из ступеней 29, 30 и 31 в соответствующий трубопровод 18а, 18Ь, 18с. Газ, который необходимо отвести от наиболее удаленного канала 18с для газа (если смотреть по направлению потока спекаемого материала), направляют в зону 25 сушки, и этот трубопровод 18с обычно не снабжен горелочными узлами. Вместо этого газ из охлаждающих ступеней 29 и 30, расположенных ближе к средней части печи 19, направляют в трубопроводы 18а и 18Ь, снабженные горелочными узлами 1. Внутренняя часть трубопроводов 18а, 18Ь изготовлена из литьевого огнеупорного материала. Спеченный материал извлекают с нити 22 или со стальной ленты 22 для дальнейшей обработки. Газы извлекают из зоны 27 спекания, зоны 26 предварительного нагрева и из зоны 25 сушки для очистки газов и возможно направляют обратно в спекающий

- 5 024686 процесс.

На фиг. 7 изображен трубопровод 18а, показанный на фиг. 6, снабженный горелочными устройствами В, изображенными на фиг. 1-3 и установленными в блоке 16 согласно принципам, описанным выше со ссылками на фиг. 4 и 5.

Огнеупорный блок 16 образует часть стенки 17 трубопровода 18а. Стрелки показывают направление потока газа. Горелочные устройства В расположены таким образом, что горелочные каналы 2 медного блока 3 направляют пламя Р по существу в направлении потока газа в трубопроводе 18а. Благодаря угловому расположению горелочных устройств В горелочный узел 1 и горелочный канал 2 хорошо защищены от влияния потока газа. На фиг. 8 и 9 изображен трубопроводный элемент 32, показанный на фиг. 7. Элемент 32 содержит огнеупорный блок 16, имеющий стенку, изготовленную из огнеупорного материала 37. Огнеупорная стенка 37 блока 16 содержит трубчатый установочный рукав 11 для прикрепления горелочного устройства В к блоку 16. Рукав 11 на своей внешней поверхности содержит анкерные элементы 12 для закрепления установочного рукава на литьевом огнеупорном материале блока 16. Элемент 32 также содержит дополняющий секторный элемент 33, имеющий стенку, изготовленную из огнеупорного материала 38. Элемент 33, с возможностью разъединения прикрепленный к блоку 16, образует трубчатую или кольцеобразную конструкцию совместно с блоком 16.

Огнеупорный блок 16 содержит первое соединительное средство 39 для его соединения с дополняющим секторным элементом 33 и второе соединительное средство 40 для его соединения с соседними элементами трубопровода 18а, 18Ь. Дополняющий секторный элемент 33 содержит третье соединительное средство 41 для соединения элемента 33 с первым соединительным средством 39 блока 16 и четвертое соединительное средство 42 для соединения элемента 33 с соседними элементами трубопровода 18а, 18Ь. Первое соединительное средство 39 содержит фланцы с болтовыми отверстиями 43 для прикрепления блока 16 к элементу 33, предпочтительно при помощи болтовых соединений. Третье соединительное средство 41 содержит фланцы с болтовыми отверстиями 43 для прикрепления элемента 33 к блоку 16, предпочтительно при помощи болтовых соединений. Второе соединительное средство 40 содержит фланцы с болтовыми отверстиями 43 для прикрепления огнеупорного блока 16 к соседним элементам трубопровода 18а, 18Ь, предпочтительно при помощи болтовых соединений. Четвертое соединительное средство 42 содержит фланцы с болтовыми отверстиями 43 для прикрепления элемента 33 к соседним элементам трубопровода 18а, 18Ь, предпочтительно при помощи болтовых соединений.

При обслуживании трубопровода 18а для замены горелочного узла 1 заменяемый огнеупорный блок 16 с прикрепленным в нем горелочным устройством В отсоединяют от элемента 33 и от трубопровода 18а, 18Ь. Затем заменяемый горелочный узел 1 отсоединяют от медного блока 3, который остается прикрепленным к блоку 16. Затем к медному блоку 3 может быть прикреплен новый горелочный узел 1. Альтернативно, горелочное устройство В, в котором горелочный узел 1 и медный блок 3 соединены друг с другом в виде блока, может быть отсоединен от блока 16, и затем горелочный узел 1 отсоединяют от медного блока 3, и новый горелочный узел 1 присоединяют к медному блоку 3. В конце огнеупорный блок 16 с прикрепленным к нему горелочным устройством В может быть прикреплен к дополняющему секторному элементу 33 и к трубопроводу 18а.

При техническом обслуживании трубопровода 18а для замены огнеупорного блока 16 заменяемый огнеупорный блок 16 с прикрепленным в нем горелочным устройством В отсоединяют от дополняющего секторного элемента 33 и от трубопровода 18а, 18Ь. Затем горелочное устройство В отсоединяют от блока 16. Горелочное устройство В прикрепляют к новому блоку 16. В конце прикрепляют огнеупорный блок 16 с прикрепленным в нем горелочным устройством В к дополняющему секторному элементу 33 и к трубопроводу 18а, 18Ь.

При техническом обслуживании трубопровода 18а для замены огнеупорного блока 16 и для замены дополняющего секторного элемента 33, огнеупорный блок 16 с прикрепленным к нему горелочным устройством В отсоединяют от элемента 33 и от трубопровода 18а, 18Ь. Заменяемый элемент 33 отсоединяют от трубопровода 18а, 18Ь. Новый дополняющий секторный элемент 33 прикрепляют к трубопроводу 18а, 18Ь. В конце прикрепляют огнеупорный блок 16 с прикрепленным к нему горелочным устройством В к секторному элементу 33 и к трубопроводу 18а, 18Ь.

На фиг. 10 изображена металлургическая печь 22, снабженная горелочным устройством В, показанным на фиг. 1-3 и установленным в огнеупорной стенке 20 электродуговой печи 21 согласно принципам, описанным выше со ссылками на фиг. 4 и 5.

Для специалиста очевидно, что при улучшенной технологии основная идея изобретения может быть реализована различными путями. Таким образом, изобретение и его варианты выполнения не ограничены описанными выше примерами и могут варьироваться в пределах объема правовой защиты формулы изобретения.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Горелочное устройство (В), содержащее горелочный узел (1) для создания пламени (Р) и удлиненный горелочный канал (2), расположенный вблизи горелочного узла и образующий зону горения, выполненную с обеспечением защиты пламени (Р) и горелочного узла, отличающееся тем, что оно содержит медный блок (3), охлаждаемый текучей средой и имеющий охлаждающий проход (4) для циркуляции охлаждающей текучей среды, расположенный внутри литой меди медного блока (3), первый конец (5) , к которому с возможностью отсоединения прикреплен горелочный узел (1), и второй конец (6), причем горелочный канал (2) проходит внутри медного блока (3) от его первого конца (5) ко второму концу (6) .
2. Горелочное устройство по п.1, отличающееся тем, что диаметр (ά) горелочного канала (2) возрастает в направлении указанного второго конца (6).
3. Горелочное устройство по п.1 или 2, отличающееся тем, что поперечное сечение горелочного канала (2) является круговым.
4. Горелочное устройство по одному или более из пп.1-3, отличающееся тем, что охлаждающий проход (4) имеет входное отверстие (7) для введения в него охлаждающей текучей среды и выходное отверстие (8) для выведения из него охлаждающей текучей среды, причем входное отверстие (7) и выходное отверстие (8) расположены на внешней периферии медного блока (3) смежно с его первым концом (5), а между входным и выходным отверстиями проходит змеевик (9), окружающий горелочный канал (2).
5. Горелочное устройство по одному или более из пп.1-4, отличающееся тем, что горелочный узел (I) содержит соединительный фланец (10) для прикрепления горелочного узла (1) к первому концу (5) медного блока (3) при помощи болтового соединения.
6. Горелочное устройство по одному или более из пп.1-5, отличающееся тем, что оно содержит трубчатый установочный рукав (11), содержащий анкерные элементы (12) на своей внешней поверхности для его крепления к литьевому огнеупорному материалу, при этом трубчатый установочный рукав (II) выполнен с возможностью размещения в нем медного блока (3).
7. Горелочное устройство по п.6, отличающееся тем, что внешняя поверхность медного блока (3) имеет небольшую конусность, так что ее внешний диаметр уменьшается по направлению ко второму концу (6) медного блока (3), при этом внутренняя поверхность установочного рукава (11) имеет коническую форму, соответствующую форме внешней поверхности медного блока (3).
8. Горелочное устройство по п.6 или 7, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит кольцеобразный соединительный элемент (13) для прикрепления медного блока (3) к установочному рукаву (11).
9. Горелочное устройство по п.8, отличающееся тем, что кольцеобразный соединительный элемент (13) содержит первый фланец (14) для его прикрепления к первому концу (5) медного блока (3) при помощи болтового соединения и второй фланец (15) для его прикрепления к установочному рукаву (11) при помощи болтового соединения.
10. Горелочный блок, отличающийся тем, что он содержит горелочное устройство (В) по одному или более из пп.1-9 и огнеупорную конструкцию (16, 20), которая изготовлена из литьевого огнеупорного материала и к которой присоединено указанное устройство, предпочтительно с возможностью отсоединения.
11. Горелочный блок по п.10, отличающийся тем, что он содержит трубчатый установочный рукав (11), предпочтительно изготовленный из металла, например из стали или из низкоуглеродистой стали, и содержащий на своей внешней поверхности анкерные элементы (12) для крепления рукава (11) в огнеупорной конструкции (16, 20), причем рукав (11) выполнен с возможностью размещения в нем указанного медного блока (3).
12. Горелочный блок по п.10 или 11, отличающийся тем, что горелочное устройство дополнительно содержит кольцеобразный соединительный элемент (13) для прикрепления указанного медного блока (3) к трубчатому установочному рукаву (11).
13. Горелочный блок по одному или более из пп.10-12, отличающийся тем, что огнеупорная конструкция представляет собой огнеупорный блок (16), образующий часть стенки (17) канала в трубопроводе (18а, 18Ь) для циркуляции газа.
14. Трубопроводный элемент (32), отличающийся тем, что он содержит горелочный блок по одному или более из пп.10-13, в котором огнеупорная конструкция представляет собой огнеупорный блок (16), имеющий стенку, изготовленную из огнеупорного материала (37) и содержащую установочный рукав (11) для горелочного устройства (В);

дополняющий секторный элемент (33), с возможностью отсоединения прикрепленный к огнеупорного блоку (16) с образованием трубчатой или кольцеобразной конструкции совместно с огнеупорным блоком (16).
15. Трубопроводный элемент по п.14, отличающийся тем, что огнеупорный блок (16) содержит пер- 7 024686 вое соединительное средство (39) для его присоединения к дополняющему секторному элементу (33) и второе соединительное средство (40) для его присоединения к смежным элементам трубопровода (18а,

18Ь).
16. Трубопроводный элемент по п.15, отличающийся тем, что дополняющий секторный элемент (33) содержит третье соединительное средство (41) для его присоединения к первому соединительному средству (39) огнеупорного блока (16) и четвертое соединительное средство (42) для его присоединения к смежным элементам трубопровода (18а, 18Ь) для циркуляции газа.
17. Трубопроводный элемент по п.16, отличающийся тем, что первое соединительное средство (39), второе соединительное средство (40), третье соединительное средство (41) и/или четвертое соединительное средство (42) содержат фланцы с отверстиями (43) под болты для крепления огнеупорного блока (16) и дополняющего секторного элемента (33) друг к другу и к смежным элементам трубопровода (18а, 18Ь) при помощи болтовых соединений.
18. Трубопровод (18а, 18Ь) для циркуляции газа, являющийся частью протяжной спекающей печи (19), предпочтительно спекающей печи со стальной лентой, отличающийся тем, что он содержит горелочное устройство по одному или более из пп.1-9, или горелочный блок по одному или более из пп. 10-13, или трубопроводный элемент (32) по одному или более из пп.14-17.
19. Металлургическая печь (19, 21), отличающаяся тем, что она содержит горелочное устройство по одному или более из пп.1-9, или горелочный блок по одному или более из пп. 10-13, или трубопроводный элемент по одному или более из пп.14-17, или трубопровод (18а, 18Ь) для циркуляции газа по п.18.
20. Способ технического обслуживания горелочного устройства (В) по одному или более из пп.1-9, отличающийся тем, что он включает этап отсоединения горелочного узла (1) от медного блока (3), охлаждаемого текучей средой.