SU1476286A1 - Method of torch guniting a lining in heat plants - Google Patents
Method of torch guniting a lining in heat plants Download PDFInfo
- Publication number
- SU1476286A1 SU1476286A1 SU864105537A SU4105537A SU1476286A1 SU 1476286 A1 SU1476286 A1 SU 1476286A1 SU 864105537 A SU864105537 A SU 864105537A SU 4105537 A SU4105537 A SU 4105537A SU 1476286 A1 SU1476286 A1 SU 1476286A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- torch
- gunning
- refractory powder
- powder
- heated
- Prior art date
Links
Landscapes
- Furnace Housings, Linings, Walls, And Ceilings (AREA)
Abstract
Изобретение предназначено дл проведени гор чих ремонтов огнеупорной кладки тепловых агрегатов в металлургии и энергетике методом факельного торкретировани . Целью изобретени вл етс снижение энергозатрат и расхода топлива, повышение прочности торкрет-покрыти и скорости торкретировани . Дл реализации изобретени в конструкции горелки (фурмы) дл факельного торкретировани предусматривают элементы, обеспечивающие возможность подогрева огнеупорного порошка и газа-носител до их подачи в факел за счет сжигани дополнительного топлива или за счет теплового излучени разогретой кладки торкретируемого агрегата. Способ предусматривает предварительный подогрев огнеупорного порошка до температуры 400-900°С до его подачи в факел. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.The invention is intended for carrying out hot repairs of the refractory masonry of thermal units in metallurgy and power engineering using the torch gunning method. The aim of the invention is to reduce energy consumption and fuel consumption, to increase the strength of the shotcrete coating and the speed of shotcrete. To implement the invention, the design of the burner (tuyere) for flare gunning provides elements that allow the refractory powder and carrier gas to be heated before being fed into the torch by burning additional fuel or due to heat radiation from the heated brick of the shotrated unit. The method involves preheating the refractory powder to a temperature of 400-900 ° C before it is supplied to the torch. 2 hp f-ly, 1 ill., 1 tab.
Description
1one
Изобретение относитс преимущественно к факельному торкретированию огнеупорной футеровки тепловых устройств и агрегатов, примен емых в металлургии и энергетике.The invention relates mainly to the torch gunning of the refractory lining of thermal devices and units used in metallurgy and power engineering.
Цель изобретени - снижение энергозатрат и расхода топлива, повышение прочности торкрет-покрыти и скорости торкретировани .The purpose of the invention is to reduce energy consumption and fuel consumption, to increase the strength of the shotcrete coating and the speed of shotcrete.
На чертеже изображена головна часть горелки (фурмы), при помощи которой осуществл етс способ.The drawing shows the head part of the burner (tuyere) with which the method is carried out.
Огнеупорный порошок вместе с газом-носителем предварительно, до подачи в факел нагревают до температуры 400-900 С, при которой обеспечиваютс устойчивое воспламенение в факелеj примен емых обычно видов газообразного топлива (ацетилена, пропана , природного газа) и образование внутренней области горени факе-° ла.The refractory powder together with the carrier gas is preheated to a temperature of 400-900 ° C before being fed into the torch, which ensures steady ignition of commonly used gaseous fuels (acetylene, propane, natural gas) and the formation of an internal flame region in the torch la
Сочетание внутреннего воспламенени топливной смеси с обычным наружным воспламенением обеспечивает высокую интенсивность тепловыделени и, соответственно, быстрый нагрев частиц до пиропластичного состо ни . В результате повышаютс скорость торкретировани и теплова экономичность процесса.The combination of internal ignition of the fuel mixture with ordinary external ignition provides a high heat release rate and, accordingly, a rapid heating of the particles to a pyroplastic state. As a result, the shotcrete speed and thermal efficiency of the process are increased.
Предварительный нагрев огнеупорного порошка до указанных температур можно осуществить путем обычного электронагрева или сжигани дополнительного топлива в самой горелке,Preheating of the refractory powder to the specified temperatures can be accomplished by conventional electrical heating or burning additional fuel in the burner itself,
4 J4 j
ОABOUT
toto
00 О00 Oh
3131
а также за счет теплоизлучени нагретой футеровки торкретируемого агрегата .as well as due to the heat radiation of the heated lining of the gunned unit.
Выбор диапазона температур предварительного нагрева огнеупорного порошка 400-900 С обусловлен различием температуры воспламенени горючих газов, использование которых практически возможно при факельном торкретировании . Так, температура воспламенени гомогенной неподвижной смеси ацетилена с воздухом составл ет 400-440°С, а с кислородом 335 - 400°С.The choice of the temperature range for the preheating of the refractory powder 400–900 ° C is due to the difference in the ignition temperature of combustible gases, the use of which is practically possible with torch gunning. Thus, the ignition temperature of a homogeneous stationary mixture of acetylene with air is 400-440 ° C, and with oxygen at 335-400 ° C.
Метан имеет наиболее высокую температуру воспламенени - 630-750 С в смеси с воздухом и 5§0-700°С в смеси с кислородом. Устойчивое воспламенение движущегос потока гомогенных горючих смесей происходит при температурах, превышающих температуру воспламенени неподвижных смесей не менее чем на 100-150°С в зависимости от скорости потока. Конкретный выбор температуры подогрева огнеупорного порошка и газа-носител в указанном диапазоне температур определ етс видом используемого горючего газа. Нагрев же ниже температуры воспламенени не обеспечивает зажигани внутренних объемов факела и интенсификацию тепловыделени а нагрев со значительным превышением температуры воспламенени вызывает неоправданные увеличени расхода дополнительной энергии, усложнение системы подогрева порошка, ускорени износа подающих трубопроводов.Methane has the highest ignition temperature - 630-750 C mixed with air and 5§0-700 ° C mixed with oxygen. Sustained ignition of a moving stream of homogeneous combustible mixtures occurs at temperatures higher than the ignition temperature of fixed mixtures by at least 100-150 ° C, depending on the flow velocity. The specific choice of the preheating temperature of the refractory powder and the carrier gas in the indicated temperature range is determined by the type of combustible gas used. Heating below the ignition temperature does not provide ignition of internal torch volumes and intensification of heat generation, and heating with a significant excess of the ignition temperature causes unjustified increases in additional energy consumption, complication of the powder heating system, and accelerated wear of the feed pipelines.
Предлагаемый способ факельного торкретировани реализуетс при использовании торкрет-горелки (фурмы) содержащей элементы, обеспечивающие подогрев до подачи в факел огнеупорного порошка вместе с газом-носите- jien за счет сжигани дополнительного Топлива или применени других источников тепловой энергии, например за счет теплового излучени разогретой футеровки торкретируемого агрегата .The proposed method of torch gunning is implemented using a gunning burner (tuyere) containing elements that provide heating before feeding refractory powder into the torch together with carrier gas by burning additional Fuel or using other sources of thermal energy, for example, due to heat radiation of a heated lining. gunned aggregate.
Горелка содержит головку 1 с канлами 2 и 3 дл горючей смеси и огнеупорного порошка и полостью 4 дл прохода охлаждающей среды, подвод щие трубопроводы 5 и 6 дл горючего ,газа и окислител соответственно, охлаждаемую несущую трубу 7 и трубопровод 8 дл подачи огнеупорного по The burner contains a head 1 with channels 2 and 3 for the combustible mixture and refractory powder and a cavity 4 for the passage of the cooling medium, supply lines 5 and 6 for the fuel, gas and oxidant, respectively, cooled carrier pipe 7 and pipeline 8 for feeding the refractory through
5five
00
рошка с газом-носителем, размещенный снаружи несущей трубы и обогреваемый тем или иным источником тепла. Форму и длину обогреваемого участка трубопровода 8 принимают соответственно имеющемус источнику тепла и требуемой температуры нагрева порошка . В частности, этот участок может быть выполнен в виде теплообменника, нагреваемого тепловым излучением разогретой футеровки торкретируемого агрегата.Powder gas with a carrier gas, placed outside the carrier pipe and heated by one or another source of heat. The shape and length of the heated section of the pipeline 8 take, respectively, the available heat source and the required heating temperature of the powder. In particular, this section can be made in the form of a heat exchanger heated by the thermal radiation of the heated lining of the shotcrete unit.
Способ осуществл етс следующим образом.The method is carried out as follows.
В процессе работы торкрет-горелки (фурмы) подаваема горюча смесь выходит через кольцевой канал 2 и образует факел, который воспламен етс с наружной поверхности за счет контакта с горючими газами, наход щимис в ремонтируемом тепловом агрегате , или от запальника (при зажигании горелки до ввода в тепловой агрегат). 5 Одновременно осуществл ют тем или иным источником тепла нагрев трубопровода 8, При поступлении через этот трубопровод огнеупорного порошка с газом-насителем происходит их подогрев до температуры воспламенени используемого топлива.During the operation of the gunning burner (tuyere), the supplied fuel mixture exits through the annular channel 2 and forms a flare that ignites from the outer surface due to contact with the combustible gases in the thermal unit being repaired or from the igniter (when the burner is ignited before entering in the heat unit). 5 At the same time, one or another heat source is heated by the pipeline 8. When refractory powder with a carrier gas enters through this pipeline, they are heated to the ignition temperature of the fuel used.
Затем нагретый огнеупорный порошок с газом-носителем выход т через канал 3 и, попада в центральную (внутреннюю) область факела, воспламен ют ее. В результате одновременного воспламенени потока горючей смеси как снаружи, так и изнутри ее сгорание происходит при меньшей длине факела, соответственно повышаетс температурный уровень продукте сгорани и интенсифицируетс нагрев огнеупорного порошка по сравнению с обычным наружным воспламенением факела.Then, the heated refractory powder with a carrier gas exits through channel 3 and, falling into the central (inner) region of the flare, ignites it. As a result of the simultaneous ignition of the flow of the combustible mixture both outside and inside, its combustion occurs with a shorter flame length, the temperature level of the combustion product increases accordingly, and the refractory powder is heated more intensively than conventional external flame ignition.
Кроме того, предварительно нагретые до температуры воспламенени частицы при попадании в область свежей , невоспламенившейс смеси станов тс центрами воспламенени и тепловыделение происходит на их поверхности , что значительно ускор ет их нагрев до пиропластического состо ни .In addition, the particles that are preheated to the ignition temperature, when they penetrate into the region of a fresh, non-flammable mixture, become centers of ignition and heat generation takes place on their surface, which significantly accelerates their heating to the pyroplastic state.
Пример. Способ осуществл ют при факельном торкретировании футеровки камер коксовани коксовых печей. Конструкци используемой горелки позвол ет нагревать огнеупор0Example. The method is carried out at torch gunning of the lining of coke oven coking chambers. The design of the burner used allows heating of the refractory 0
5five
00
5five
00
5five
ный порошок с газом-носителем за счет теплоизлучени нагретой футеровки торкретируемой печи.powder with carrier gas due to heat radiation from the heated lining of the gunned furnace.
Характеристика горелки: расход пропана - до 1,2 м3/ч, кислорода - до 7 м3/ч, огнеупорного порошка - до 20 кг/ч, обща длина горелки 5 м, длина обогреваемого участка трубопровода дл подачи огнеупорного порошка 4,5 м.The characteristics of the burner: propane consumption - up to 1.2 m3 / h, oxygen - up to 7 m3 / h, refractory powder - up to 20 kg / h, total length of the burner 5 m, length of the heated section of the pipeline for supplying refractory powder 4.5 m.
Дл подачи огнеупорного порошка используют камерный пневмонасос производительность до 50 кг/ч и расходо газа-носител (технического кислорода ) до 1 м3/ч.To supply the refractory powder, a chamber pneumopump is used up to 50 kg / h and a carrier gas (technical oxygen) up to 1 m3 / h.
В опытах температуру предварительного нагрева порошка измен ют, устанавлива , торкрет-горелку на разной глубине погружени в печь (1,5 - 4,5 м). Торкретирование нанос т на образцы из шамотных кирпичей, специально устанавливаемых на поду камеры коксовани на заданных рассто них от дверного проема. На образцы нанос т торкрет-покрытие толщиной до 20-25 мм.In the experiments, the temperature of the preheating of the powder was changed, and the spray gun was installed at different immersion depths in the furnace (1.5 - 4.5 m). Gunning is applied to samples of fireclay bricks, specially installed on the bottom of the coking chamber at a given distance from the doorway. Samples must be sprayed on the samples with a thickness of up to 20-25 mm.
Измерени расходов пропана, кислорода на горение и на подачу порошка провод т с использованием ротаметров . Расход огнеупорного порошка определ ют контрольным взвешиванием пневмонасоса до и после опыта. Потери огнеупорного порошка определ ют сопоставлением массы торкрет-покрыти на образцах и массы используемого торкрет-порошка за период торкретировани .The consumption of propane, oxygen for combustion and powder feed is measured using rotameters. The flow rate of the refractory powder is determined by controlling the weighing of the pneumopump before and after the experiment. The loss of the refractory powder is determined by comparing the mass of gunning coating on the samples and the mass of guncrete used during the shotcrete period.
Прочность торкрет-покрыти оценивают подверга сжатию на лабораторном прессе образцы, полученные путем отделени от шамотных кирпичей сло торкрет-покрыти (с продольным распиливанием). Температуру нагрева огнеупорного порошка определ ют с помощью хромель-алюмелевой термопары , спай которой помещают в сопло дл выхода порошка из горелки. При проведении этих измерений дл исключени преждевременного сгорани спа термопары горючую смесь дл образовани факела подают только после разогрева порошка до стабилизации его температуры. Температуру зоны торкретировани (факела) измер ют оптическим пирометром.The strength of the gunning coating is evaluated by compressing on a laboratory press the samples obtained by separating the layer of the gunning coating from the fireclay bricks (with longitudinal sawing). The heating temperature of the refractory powder is determined using a chromel-alumel thermocouple, the junction of which is placed in the nozzle to exit the powder from the burner. When making these measurements to eliminate premature combustion of the thermocouple spa, the combustible mixture is fed to form a torch only after heating the powder until its temperature stabilizes. The temperature of the gunning zone (torch) is measured with an optical pyrometer.
В качестве торкрет-массы используют смесь из кварце-глинистой массы с добавками плавикового шпатаAs the gunning mass is used a mixture of quartz-clay mass with the addition of fluorspar
00
5five
00
5five
00
5five
00
5five
00
5five
и датолитового.концентрата, котора образует торкрет-покрытие с температурой разм гчени (каплеобразова- ни ) 1390-1410 С. Крупность фракций смеси находитс в пределах 0-0,3 мм.and datolite concentrate, which forms a gunning coating with a softening (drop forming) temperature of 1390-1410 C. The size of the mixture fractions is in the range of 0-0.3 mm.
Результаты проведенных испытаний представлены в таблице. Анализ результатов показывает наличие положительного эффекта при нагреве огнеупорного порошка до температуры пор дка 700 С (опыт 6), существенное снижение пылени факела (уменьшение потерь порошка с 11,1 до 6,5%), увеличение прочности торкрет-покрыти (прочность на сжатие увеличиваетс с 480 до 650 кгс/см2). При этом увеличиваетс жидкотекучесть плав щейс торкрет-массы, в св зи с чем повышают подачу торкрет-порошка (с 10,3 до 13,6 кг/ч). Соответственно существенно сокращаетс удельный расход топлива.The results of the tests are presented in the table. Analysis of the results shows the presence of a positive effect when the refractory powder is heated to a temperature of about 700 ° C (run 6), a significant decrease in the torch dust (a decrease in powder loss from 11.1 to 6.5%), an increase in the strength of the shotcrete coating (compressive strength increases from 480 to 650 kgf / cm2). This increases the fluidity of the meltable gunning mass, and therefore increases the flow of guncrete (from 10.3 to 13.6 kg / h). Accordingly, the specific fuel consumption is significantly reduced.
При дальнейшем увеличении температуры предварительного нагрева порошка (опыты 7 и 8) существенных изменений в качестве торкрет-покрыти не обнаружено, а потери торкрет-порошка остаютс на прежнем уровне.With a further increase in the temperature of the preheating of the powder (experiments 7 and 8), no significant changes in the quality of the sprayed coating were found, and the losses of the sprayed powder remained at the same level.
Таким образом, установлено значительное снижение удельного расхода топлива на торкретирование с 0,120 до 0,93 м3/кг и повышение скорости торкретировани за счет снижени потерь порошка с 11,1 до 6,5% при изменении температуры предварительного подогрева порошка с 535 до 705 С.Thus, a significant reduction in the specific fuel consumption for shotcrete from 0.120 to 0.93 m3 / kg and an increase in the shotcrete rate due to a decrease in powder loss from 11.1 to 6.5% with a change in the preheating temperature of the powder from 535 to 705 C have been established.
Температура нагрева огнеупорного порошка дл данной конструкции горелки и способа подогрева зависит от глубины погружени горелки в камеру печи: при глубине погружени 1,5 м температура достигает 220 С, при 4 м составл ет 815°С.The heating temperature of the refractory powder for this burner design and method of heating depends on the depth of the burner in the furnace chamber: at a depth of 1.5 m, the temperature reaches 220 ° C and at 4 m is 815 ° C.
Наблюдени за состо нием торкрет- покрыти показывают повышенную его стойкость только на участках, соответствующих глубине погружени горелки более 3 м, что указывает на качественные изменени в факеле при достижении предварительно нагреваемым порошком уровн температуры воспламенени горючей смеси. Одновременно отмечено существенное снижение пьшени факела (выброса непроплавив- шихс частиц порошка), что подтверждает увеличение скорости торкретировани .Observations of the state of the shotcrete show its increased resistance only in areas corresponding to a burner immersion depth of more than 3 m, which indicates qualitative changes in the flame when the preheated powder reaches the ignition temperature of the combustible mixture. At the same time, a significant decrease in the plume string (release of non-melting powder particles) was observed, which confirms the increase in the gunning rate.
Эффективность предлагаемого способа факельного торкретировани заключаетс в сокращении длительности торкретировани элементов кладки, что может обеспечить значительньй экономический эффект. Так, например, при торкретировании коксовых печей предварительньтй подогрев огнеупорного порошка до 400°С сокращает длительность его последующего нагрева до 1400°С (температура разм гчени примен емого огнеупорного порошка) в факеле 400x100/1400 28,5%. Соответственно этому повышаетс скорость торкретировани и сокращаетс длительность процесса торкретировани при прочих равных услови х. В данное врем длительность торкретировани крайних швов кладки камер коксовани коксовых батарей достигает 30 мин. Увеличение скорости торкретировани предлагаемым способом позвол ет сократить простои коксовых печей в периоды торкретировани на 28,5%, что увеличивает их производительность расход тепла на коксование .The effectiveness of the proposed method of torch shotcreteing is to reduce the duration of the shotcrete of masonry elements, which can provide a significant economic effect. For example, when gunning coke ovens, preheating the refractory powder to 400 ° C reduces the duration of its subsequent heating to 1400 ° C (softening temperature of the refractory powder used) in the 400x100 / 1400 torch by 28.5%. Accordingly, the speed of the shotcrete increases and the duration of the shotcrete process is reduced, ceteris paribus. At this time, the duration of the gunning of the extreme joints of the masonry of the coke oven coking chamber chambers reaches 30 minutes. Increasing the gunning speed with the proposed method allows reducing coke oven downtime during shotcrete periods by 28.5%, which increases their productivity and heat consumption for coking.
Кроме того, за счет предварительного нагрева огнеупорного порошка с газом-носителем повышаетс общий температурный уровень факела и сокращаетс длительность нагрева порошка в факеле до пиропластического состо ни . Это дает возможность примен ть более тугоплавкие порошки с минимальными затратами на их нагрев, использу в качестве источника нагрева , например, тепловое излучение футеровки торкретируемого нагрева или излучение самого торкрет-факела вместо дорогосто щего плазмотрона, что приводит к значительному сокращению энергозатрат при повышении прочности торкрет-покрыти и уменьшении расходаIn addition, by preheating the refractory powder with a carrier gas, the total temperature level of the plume increases and the duration of heating the powder in the plume to the pyroplastic state is reduced. This makes it possible to use more refractory powders with minimal heating costs, using as a heat source, for example, thermal radiation from the lining of the gunned heat or radiation of the gunning torch itself instead of an expensive plasmatron, which leads to a significant reduction in energy consumption with increasing strength cover and reduce consumption
топлива.fuel.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU864105537A SU1476286A1 (en) | 1986-05-22 | 1986-05-22 | Method of torch guniting a lining in heat plants |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU864105537A SU1476286A1 (en) | 1986-05-22 | 1986-05-22 | Method of torch guniting a lining in heat plants |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1476286A1 true SU1476286A1 (en) | 1989-04-30 |
Family
ID=21252061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU864105537A SU1476286A1 (en) | 1986-05-22 | 1986-05-22 | Method of torch guniting a lining in heat plants |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1476286A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5401003A (en) * | 1993-04-29 | 1995-03-28 | Zaptech Corporation | Method and apparatus for flame gunning |
-
1986
- 1986-05-22 SU SU864105537A patent/SU1476286A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Штепа А.Е., Ярмаль А.Я. и др. Факельное торкретирование футеровки кислородных конвертеров. Киев: Техника, 1984, с. 43, Авторское свидетельство СССР № 294064, кл. F 27 В 3/14, 1969. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5401003A (en) * | 1993-04-29 | 1995-03-28 | Zaptech Corporation | Method and apparatus for flame gunning |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4622007A (en) | Variable heat generating method and apparatus | |
| US4642047A (en) | Method and apparatus for flame generation and utilization of the combustion products for heating, melting and refining | |
| KR20110030497A (en) | Reliable ignition of hot oxygen generator | |
| RU2715004C2 (en) | Glass melting furnace with increased efficiency | |
| US4259081A (en) | Process of calcining limestone in a rotary kiln | |
| AU2003268825A1 (en) | Burner-lance and combustion method for heating surfaces susceptible to oxidation or reduction | |
| US3802827A (en) | Method and apparatus for producing a protective atmosphere in heating furnaces | |
| SU1476286A1 (en) | Method of torch guniting a lining in heat plants | |
| KR100653029B1 (en) | Combustion in a porous wall furnace | |
| CN2208570Y (en) | Gas-combustion inner-heating continuous charring furnace | |
| US4200469A (en) | Method of firing a rotary kiln and apparatus therefor | |
| RU2099661C1 (en) | Method of burning of natural gas in high-temperature industrial furnace | |
| US3427367A (en) | Prefiring of refractory materials | |
| US3004822A (en) | Method for utilizing detonation waves to effect chemical reactions | |
| US3345054A (en) | Steel melting and more particularly gas fired regenerative furnaces | |
| US2737380A (en) | Method of operating a forge furnace | |
| JPS5584534A (en) | Firing and cooling of powder material and apparatus therefor | |
| US2885269A (en) | Continuously heated carbon black furnace | |
| SU976242A1 (en) | Blast cupola for obtaining silicate melts | |
| KR810000121B1 (en) | Process for calcining limestone in a rotary kiln | |
| US798175A (en) | Process for the manufacture of cement-clinker. | |
| SU970059A1 (en) | Apparatus for roasting cement clinker | |
| JPS59200704A (en) | Heating method of continuous sintering furnace | |
| SU1252634A1 (en) | Method of burning fuel in industrial furnace | |
| SU1469269A1 (en) | Method and apparatus for burning gas in melting furnaces |