RU1771487C - Клапан гор чего дуть - Google Patents

Abstract

Использование: в оборудовании воздухонагревателей доменных печей,. Сущность изобретени : клапан гор чего дуть  содержит футерованный корпус 1 с крышкой 2 и охлаждаемый футерованный диск 3, нижн   часть которого снабжена закрепленным на его обечайке экраном 4 из огнеупорного материала в виде сегме нта с центральным углом, равным 110-150°. Отношение рассто ни  В от оси клапана до верхней внутренней поверхности крышки 2 к наружному диаметру диска с экраном (С) равно 1,6-1,8. Отношение наружного радиуса экрана к радиусу обечайки составл ет 1,02-1.04.1 з.п.ф-лы, 3 ил. 10 С -ч М Ј 00 х GJ

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии и касаетс  оборудовани  воздухонагревателей доменных печей, в частности клапанов гор чего дуть ,

Наиболее близким по технической сущности  вл етс  клапан гор чего дуть , содержащий корпус с крышкой и охлаждаемый футерованный диск, нижн   часть кото- рого снабжена закрепленным на его обечайке экраном из огнеупорного материала в виде сегмента 1.

Недостатком известной конструкции клапана гор чего дуть   вл етс  то, что под воздействием дуть , нагретого до высокой температуры, диск выходит из стро  значительно раньше времени межремонтного периода вследствие значительных перепадов температур, возникающих в огнеупорном слое при открытом клапане и вызывающих растрескивание защитного сло , выкроши- вание его и выдувание газовым потоком. Перепад температур возникает из-за того, что газовый поток с температурами 1000- 1200°С омывает нижнюю часть диска, в то врем  как верхн   полость скрыта в корпусе и при этом диск посто нно охлаждаетс  изнутри водой, котора  подаетс  в наименее нагретую его верхнюю часть. Кроме того, металлографические и механические исс- ,. ледовани  вышедших из стро  дисков по- казали, что в его нижней части вследствие охлаждени  клапанов технической водой образуетс  плотный термоизол ционный из отложений, ухудшающий услови  охлаждени  и привод щий к перегреву низа диска. Поэтому даже при наличии экрана невозможно исключить местное кипение охлаждающей воды,вызывающее по вление накипи и увеличивающее тепловые потери .

Цель изобретени  - снижение потерь тепла и увеличение срока службы клапана за счет повышени  эффективности тепловой защиты диска.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в клапане гор чего дуть , содержащем футерованный корпус с крышкой и охлаждаемый футерооанный диск, нижн   часть которого снабжена закрепленным на его обечайке экраном из огнеупорного материала в виде сегмента, отношение рассто ни  от оси клапана до верхней внутренней поверхности крышки к наружному диаметру диска с экраном равно 1,6-1,8, а отношение наружного радиуса экрана к радиусу обечайки диска 1.02-1,04. При этом центральный угол сегмента равен 110-150°.

Такое конструктивное выполнение клапана гор чего дуть  обеспечит оптимальные услови  тепловой работы футеровки

нижней части диска и, следовательно, увеличит срок службы клапана.

Исследовани  конвективного теплообмена показали, что коэффициент конвективной теплоотдачи от гор чего дуть  к нижней части диска зависит от высоты расположени  диска а корпусе относительно уровн  колец клапана. При этом также учитывалс  лучистый теплообмен обечайки диска с футеровкой воздухопровода.

Установлено, что при отношении рассто ни  от оси клапана до верхней внутренней поверхности крышки к наружному диаметру диска с экраном меньше 1,6 имеет

место значительный рост температуры обечайки диска и, следовательно, увеличиваетс  перепад температур, возникающих в огнеупорном слое и вызывающих его растрескивание .

Чем глубже задвигаетс  диск внутрь корпуса, тем меньше плотность теплового потока, воздействующего на нижнюю часть диска. Однако отношение рассто ни  от оси клапана до верхней внутренней поверхности крышки к диаметру диска с экраном больше 1,8 экономически нецелесообразно, т.к. при отношении 1,8 срок службы диска максимально приближен ко времени межремонтного периода, а более высокий подьем потребует увеличени  габаритов корпуса или крышки, что приведет к увеличению металлоемкости клапана.

При отношении наружного радиуса экрана к радиусу обечайки диска меньшем

1,02 уменьшаетс  толщина защитного экрана , заметно увеличиваетс  (на 30% и более) рост плотности теплового потока, уменьшаетс  эффективность тепловой защиты и увеличиваютс  теплопотери.

При отношении большем чем 1,04 с одной стороны, уже нет существенного снижени  плотности теплового потока, а, с другой стороны, требуетс  нанесение футеровки экрана в несколько слоев, что снижает ее

долговечность.

Если центральный угол экрана будет меньше 110°, то снижаетс  эффективность тепловой защиты и возрастают тепловые потери с охлаждающей водой, а выполн ть

Экран с углом более 140й нецелесообразно, т.к. дополнительно защищенна  поверхность диска удалена от излучающего потока и необходимости в экранировании нет. На фиг, 1 изображен клапан гор чего

дуть , продольный разрез; на фиг. 2 - сечение по А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - графики.

клапан гор чего дуть  содержит футерованный корпус 1 с крышкой 2 и охлаждаемый футерованный диск 3, нижн   часть

которого снабжена закрепленным на его

Обечайке экраном 4 из огнеупорного материала в виде сегмента с центральным углом а равным 110-150°.

Отношение рассто ни  В от оси клапана до верхней внутренней поверхности крышки 2 к наружному диаметру диска с экраном (С) равно 1,6-1,8 (В/С 1.6-1.8). Отношение наружного радиуса Кэ экрана к радиусу обечайки Рд составл ет 1.02-1,04.

Устройство работает следующим обра- зом.

В режиме дуть  гор чий воздух с температурой 1300°С. разогретый в воздухонагревателе , проходит через клапан гор чего дуть . Диск 3 клапана в это врем  подн т и нижн   часть его подвергаетс  воздействию гор чего дуть . Экран 4 из огнеупорного материала защищает обечайку диска 3 от перегрева и, следовательно, уменьшает тепловые потери гор чего дуть  с водой, охлаждающей диск.

Дл  подтверждени  оптимальности выбранных пределов отношений была проведена сери  экспериментов по определению зависимости температуры нижней части ди- ска от высоты его подъема над уровнем колец , т.е. в зависимости от отношени  В/С, (см. фиг. 2), а также перепада температур наружной и внутренней стенки диска и количества теплосмен. выдерживаемых дис- ком.

Дл  выполнени  экрана из огнеупорного материала на обечайке диска использовали жаростойкие бетоны марок МКВ-72 и ВГБ. имеющие одинаковый коэффициент теплопроводности А 2,1 Вт (м.к.) при температуре эксплуатации 130Q°C,

В св зи с тем, что нет отечественных клапанов гор чего дуть , имеющих на диске экран из огнеупорного материала в виде

сегмента дл  сравнени  использовали результаты работы клапана гор чего дуть  ira Череповецком металлургическом комбинате , разработанного фирмой Th. Jansen GmbH. Rohrbach - Saar (Heljiwlndschieber DN 1300/1500/2000 № 0.78.778.330), ФРГ.

В таблице приведены усредненные результаты экспериментов. Как следует из таблицы 1 оптимальное значение отношение рассто ни  от оси клапана до верхней внутренней поверхности крышки к наружному диаметру диска с акраном равно 1,6- 1,8, а отношение наружного радиуса экрана к радиусу обечайки 1,02-1,04, т.к. при этих значени х соотношений имеет место минимальный перепад температур и максимальное количество теплосмен, выдерживаемых диском до замены.

Таким образом, предложенный клапан гор чего дуть  позвол ет снизить потери тепла и увеличить срок службы клапана за счет повышени  эффективности тепловой защиты диска.

Claims (2)

1.Клапан гор чего дуть , содержащий футерованный коопус с крышкой и охлаждаемый футерованный диск, нижн   часть которого снабжена закрепленным на его обечайке экраном из огнеупорного материала в виде сегмента, отличающийс  тем, что, с целью снижени  потерь тепла и увеличени  срока службы клапана, отношение рассто ни  от оси клапана до верхней внутренней поверхности крышки к наружному диаметру диска с экраном равно 1,6- 1,8, а отношение наружного радиуса экрана к радиусу обечайки диска 1,02-1,04.

2.Клапан по п. 1, отличающийс  тем, что центральный угол сегмента равен 110-150°.

Продолжение таблицы

4

Фиг. 2

1- Коэффициент

2- Цемледату а циники при 0м  %е№&.

седой & qwcyfflcm8w/гамм

,oof«9faijirtj f- ;

3 ffleMnepQiflyjjQ oS&QQKV /tptt испарифемном

QKflQ}Ј$ЈHUU