Opis patentowy opublikowano: 30.07,1977 91049 MKP C21b 9/02 Int. Cl2.C21B 9/02 r Twórcawynalazku: Jerzy Blachocinski Uprawniony z patentu: Instytut Metalurgii Zelaza im. Stanislawa Staszica, Gliwice (Polska) Ceramiczny palnik nagrzewnicowy i Wynalazek dotyczy ceramicznego palnika do opalania gazem nagrzewnic wielkopiecowych, a zwlaszcza na¬ grzewnic przeznaczonych do nagrzewania dmuchu wiel¬ kopiecowego do wysokiej temperatury wynoszacej 1200°C iwiecej. 5 • Znane ceramiczne palniki nagrzewnicowe posiadaja ja¬ ko podstawowe czesci jeden usytuowany centralnie kanal przeplywowy dla gazu i drugi ustawiony wspólsrodkowo z pierwszym kanal przeplywowy dla powietrza.Wymienione dwa kanaly lacza sie ze soba w górnym rejonie i o dyszami wykonanymi w ceramicznym bloku wtaki sposób, ze istnieje jedna centralna dysza wyplywowa dla gazuoraz szereg otaczajacych ja d^sz wyplywowych dla powietrza, tworzacych korone. Górna powierzchnia tego bloku jest nachylona do wspomnianej centralnej dyszy, a dysze tej 15 korony sa skierowane w kierunku zewnetrznego przedlu¬ zenia osi dyszy centralnej.Palnik powyzszy ma wlasciwosci wytwarzania krótkie¬ go plomienia i równomiernego nagrzewania wewnetrz¬ nych scian szybuspalania. 20 Ponadto nie wystepuje w nim kosztowna i nastreczajaca klopotów w eksploatacji, a zwlaszcza podczas remontów nagrzewnicy, chlodzona woda zasuwa, jaka jest stosowana w znanych palnikach maszynowych do zamykania na¬ grzewnicy w okresach nagrzewania dmuchu. Wlasciwosci 25 te stanowia cenne zalety palnika. Jest on jednakobarczony niedogodnoscia majaca swe zródlo w tym, ze wyplywowe dysze dla powietrza wraz z otaczajacymi je scianami, tworzacymi korone bloku ceramicznego sa w nim bezpo¬ srednio narazone na skutki ewentualnego wypadania ce- 30 giel lub odlamków cegiel ze scian szybu spalania albo z wymurowania kopuly, mogace objawiac sie w postaci mechanicznego uszkodzenia tej korony, zatkania przelo¬ tów wystepujacych w niej dysz oraz wypelniania sie gru¬ zem kanalu przeplywowego dla powietrza. Przy tym w przypadku zainstalowania palnika w nagrzewnicy z we¬ wnetrznym szybem spalania usuniecie gruzu z wnetrza kanalu przeplywowego dla powietrza staje sie klopotliwe.Celem wynalazku jest opracowanie ceramicznego palni¬ ka nagrzewnicowego posiadajacego zalety znanego palni¬ ka lecz pozbawionego wyzej wymienionej niedogodnosci.Powyzszy cel osiagnieto przez skonstruowanie cerami¬ cznego palnika nagrzewnicowego wedlug wynalazku, skladajacego sie z jednego usytuowanego centralnie kana¬ lu przeplywowego dla gazu i z drugiego ustawionego wspólsrodkowo z pierwszym kanalu przeplywowego dla powietrza.Oba kanaly lacza sie ze soba w górnym rejonie dyszami - wykonanymi w ceramicznym bloku w taki sposób, ze istnieje jedna dysza centralna wyplywowa dla gazu oraz szereg otaczajacych ja dysz wyplywowych dla powietrza.Dysza wyplywowa dla gazu jest utworzona nie tylko przez wewnetrzna powierzchnie scian kanalu przeplywo¬ wego dla gazu, lecz takze przez boczne powierzchniezains¬ talowanych przy wewnetrznej powierzchni scian kanalu przeplywowego dla gazu zeber, których tylne wystepy wystepuja w szczelinie laczacej kanal przeplywowy dla powietrza poprzez dyszewyplywowa dla gazuzprzedluze¬ niem kanalu przeplywowego dla gazu.Skladowe dysze wyplywowe dla powietrza utworzone 91 04991 049 3 przez boczne powierzchnie tylnych wystepów zeber iprzez boczne powierzchnie przegród zainstalowanych równiez w szczelinie laczacej kanal przeplywowy dla powietrza z przedluzeniem kanalu przeplywowego dla gazu oraz przez górna i dolna powierzchnie wymienionej szczelinysa skierowane do przedluzeniapionowegokanaluprzeplywo¬ wego dla gazu tak, ze glówne osie skladowych dysz wyply¬ wowych dla powietrza nie trafiaja na pionowa os tego przedluzenia.Wpierwszym przykladzie wykonania dysza wyplywowa dla gazu jest utworzona nie tylko przezwewnetrznapowie¬ rzchnie scian kanalu przeplywowego dlagazu leczrówniez przez boczne powierzchnie zainstalowanych przy wewne¬ trznej powierzchni scian kanalu przeplywowego dla gazu zeber, których tylne wystepy wystepuja wszczelinie lacza¬ cej kanal przeplywowy dla powietrza z przedluzeniem kanalu przeplywowego dla gazu, przy czym bocznepowie¬ rzchnie tylnych wystepów zeber tworza wraz z górna i dolna powierzchnia wymienionej szczeliny podstawowe dysze wyplywowe dla powietrza skierowane do przedluze¬ nia kanalu przeplywowego dla gazu tak, ze glówne osie podstawowych dysz wyplywowych dla powietrza nie tra¬ fiaja na pionowa os tego przedluzenia.W drugim przykladzie wykonania dyszawyplywowa dla gazu jest utworzona przez wewnetrznapowierzchnie scian kanalu przeplywowego dla gazu, zas w rozciagajacej sie na calym obwodzie dyszy wyplywowej dla gazu szczelinie laczacej kanal przeplywowy dla powietrza z przedluze¬ niem kanalu przeplywowego dla gazu sa zainstalowane przegrody, których boczne powierzchnie lacznie z zawar¬ tymi pomiedzy nimi czesciami dolnej i górnej powierzchni wymienionej szczeliny tworza skladowe dyszewyplywowe dla powietrza skierowane do przedluzenia kanalu przeply¬ wowego dla gazu tak, ze glówne osie wymienionych dysz nie trafiaja na pionowa os tego przedluzenia.Ceramiczny palnik wedlug wynalazku przeznaczony do opalania gazem nagrzewnic dmuchu wielkopiecowego be¬ dzie blizej objasniony na podstawie przykladowego wyko¬ nania zilustrowanego na rysunku, na którym fig. 1 przed¬ stawia palnik w widoku z góry, fig. 2 - przekrój palnika w pionowej plaszczyznie przechodzacej przez linie A-A z fig. 1, fig. 3 - przekrój palnika w poziomej plaszczyznie przechodzacej przez linie B-B z fig. 2 zas fig, 4 - przekrój palnika w pionowej plaszczyznie przechodzacej przez linie C-C z fig. 3.Usytuowany centralnie kanal 1 przeplywowy dla gazu jest wyposazony w górnym rejonie po wewnetrznej stronie w zebra 2 posiadajace w poziomych przekrojach ksztalt niesymetrycznego wycinka kolowego z zaokraglonym wie¬ rzcholkiem, których boczne powierzchnie wraz z wewne¬ trznymi powierzchniami scian kanalu 1 przeplywowego dla gazu tworza dysze 3 wyplywowa dla gazu. Wewnetrzna powierzchnia pionowych scian obudowy4, tworzacej lacz¬ nie z zewnetrzna powierzchnia scian kanalu 1 kanal 5 przeplywowy dla powietrza przechodzi w górnym rejonie w sklepienie 6, którego dolna powierzchnia 7 ma ksztalt scietego stozka lub ostroslupa zwróconego wierzcholkiem ku górze, boczna jego powierzchnia 8 stanowi pobocznice walca, zas górna powierzchnia 9, laczaca sie zwewnetrzna powierzchnia scian 10 szybu spalania ma ksztalt scietego stozka lub ostroslupa zwróconego wierzcholkiem w dól.Dolna powierzchnia 7 sklepienia 6 wraz z górna powierz¬ chnia 11 scian kanalu 1 przeplywowego dla gazu tworza rozciagajaca sie na calym obwodzie górnego konca kanalu 1 szczeline 12 laczaca kanal 5 przeplywowy dla powietrza 4 z przedluzeniem 13 kanalu 1 przeplywowego dla gazu, przy czym dolna powierzchnia 7 sklepienia 6 stanowi górna powierzchnie 7 szczeliny 12 a górna powierzchnia 11 scian kanalu 1 przeplywowego dla gazu stanowi dolna powierz- chnie 11 szczeliny 12. Do szczeliny 12 sa wprowadzone tylne wystepy 14 zeber 2. Boczne powierzchnie tylnych wystepów 14 sasiednich zeber 2 lacznie z zawartymi po¬ miedzy nimi czesciami górnej powierzchni 7 i dolnej po¬ wierzchni 11 szczeliny 12 tworza podstawowe dysze 15 wyplywowe dla powietrza, z których jedna uwidoczniono w widoku z góry w prawej dolnej cwiartce fig. 3.W podstawowych dyszach 15 wyplywowych dla powie¬ trza zainstalowane sa przegrody 16 dzielace te dysze na skladowe dysze 17 wyplywowe dla powietrza skierowane do przedluzenia 13 kanalu 1 przeplywowego dla gazu tak, ze glówne osie skladowych dysz 17 wyplywowych dla powietrza nie trafiaja na os tego przedluzenia.Glówny strumienwprowadzanegodo palnika gazu prze¬ plywa ku górze wewnatrz kanalu 1 i trafia na wystajace zebra 2 rozdzielajace go w rejonie dyszy 3 wyplywowej dla gazu czesciowo na skladowe strumienie, co zwieksza jego powierzchnie. Glówny strumien wprowadzanego do palni¬ ka powietrza przeplywa ku górze kanalem 5, a nastepnie zostaje podzielony na wtórne skladowe strumienie w dys- zach 17. Wtórne skladowe strumienie powietrza wyplywa¬ jace ze skladowych dysz 17 wnikaja z duza energia do strumieni gazu, przy czym przegrody 16 i boczne powierz¬ chnie tylnych wystepów 14 zeber 2 inicjuja ruch wirowy tworzacej sie mieszanki palnej. Zawirowanie mieszanki zostaje z kolei spotegowane najpierw przez uderzenie jej skladowych strumieni, zawartych pomiedzy sasiednimi zebrami 2 o ich naroza i krawedzie, a nastepnie przez zwieranie sie tych strumieni ponad górnymipowierzchnia¬ mi zeber 2, gdzie nastepuje zapalenie mieszanki.Ceramiczny palnik nagrzewnicowy wedlug przedsta¬ wionego przykladowego wykonaniaposiada zalete wytwa¬ rzania szczególnie krótkiego plomienia. Zaleta ta jest jed¬ nak okupiona niedogodnoscia polegajaca na tym, ze dla osiagniecia potrzebnego w tym celu intensywnego miesza- 40 nia gazu z powietrzem stosuje sie w nim dwa rodzaje elementów zawirowujacych w postaci zeber 2 i przegród 16, co komplikuje jego konstrukcje i wykonanie.W pierwszym przykladzie wykonania usytuowany cen¬ tralnie kanal 1 przeplywowy dla gazu jest wyposazony po 45 wewnetrznej stronie w górnym rejonie w zebra 2, których tylne wystepy 14 wystepujaw szczelinie 12 laczacej kanal5 przeplywowy dla powietrza z przedluzeniem 13 kanalu 1 przeplywowego dla gazu. Boczne powierzchnie tylnych wystepów 14 sasiednich zeber 2 lacznie z zawartymi mie¬ so dzy nimi czesciamidolnejpowierzchni 11 igórnej powierz¬ chni 7 szczeliny 12 tworza podstawowe dysze 15 wyplywo¬ we dla powietrza.Glówny strumienwprowadzanegodo palnikagazu prze¬ plywa ku górze wewnatrz kanalu 1 i trafia na wystajace 55 zebra 2 rozdzielajace go czesciowo na strumienie sklado¬ we. Glówny strumien powietrza wprowadzanego dla pal¬ nika przeplywa ku górze kanalem 5, a nastepnie zostaje rozdzielony na podstawowe skladowe strumienie w pod¬ stawowych dyszach 15. Podstawowe skladowe strumienie 60 powietrza wnikaja nastepnie do strumieni gazu przy czym boczne powierzchnie sasiednich zeber 2 i ich tylnych wy¬ stepów 14 inicjuja zawirowanie tworzacej sie mieszanki palnej, zas krawedzie, naroza i górne powierzchnie zeber 2 poteguja nastepnie to zawirowanie. 65 Powyzszy przyklad wykonania ceramicznego palnika91 049 nagrzewnicowego wedlug wynalazku eliminuje wyzej wspomniana niedogodnosc dzieki temu, ze zawirowanie strumieni gazu i powietrza osiaga sie w tej odmianie za pomoca jednego tylko rodzaju elementów zawirowujacych w postaci zeber 2.Niedogodnoscia niniejszego wykonania ceramicznego palnika nagrzewnicowego wedlug wynalazku jest to, ze zawiera ono duze elementy zawirowujace w postaci zeber 2, których wykonaniei zainstalowanie jest klopotliwe.W drugim przykladziewykonania w rozciagajacej sie, na calym obwodzie górnego konca kanalu 1 przeplywowego dla gazu, szczelinie 12 laczacej kanal 5 przeplywowy dla powietrza z przedluzeniem 13 kanalu 1 sa zainstalowane przegrody 16. Boczne powierzchnie sasiednich przegród 16 lacznie z zawartymi pomiedzy nimi czesciami dolnej 11 i górnej 7 powierzchni szczeliny 12 tworza skladowe dysze 17 wyplywowe dla powietrza.Glówny strumienwprowadzanego do palnikagazu prze¬ plywa ku górze wewnatrz kanalu 1 przeplywowego dla gazu. Glówny strumien wprowadzanego do palnika gazu przeplywa ku górze wewnatrz kanalu 1 przeplywowegodla •' gazu. Glówny strumienwprowadzanegodo palnika powie¬ trza przeplywa ku górze kanalem 5 przyplywowym dla powietrza, a nastepnie zostaje podzielony w skladowych dyszach 17 na wtórne skladowe strumienie, które wnikaja do glównego strumienia gazu i inicjuja wirowy ruch two¬ rzacej sie w przedluzeniu 13 kanalu 1 mieszanki palnej.Niniejszy przyklad wykonania ceramicznego palnika nagrzewnicowego wedlug wynalazku eliminuje poprzed¬ nio wspomniana niedogodnosc dzieki temu, ze zawirowa¬ nie strumieni gazu i powietrza osiaga sie wylacznie za pomoca latwych do wykonania i montazu przegród 16. PL