SU655880A1 - Газова вагранка - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к металлургии, в частности к конструкци м газовых вагранок дл  плавки чугуна.

Известна газова  вагранка, включающа  шахту, горн, камеру сжигани , выполненную в виде кольцевого канала, и тангенциально установленные газовые горелки. Эта вагранка  вл етс  наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату 1.

Недостатком ее  вл етс  неравномерность распределени  продуктов сгорани  по всему сечению шахты. По мере разгара огнеупорного столба и шахты вагранки создаютс  услови  дл  проскакивани  кусков металлической шихты в бассейн камеры перегрева , что вызывает снижение температуры жидкого металла.

Целью изобретени   вл етс  равномерное распределение продуктов сгорани  и повышение КПД вагранки.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что камера сжигани  установлена в стенках горна и соединена с ним равномерно распределенными радиальными каналами, поперечное сечение камеры сжигани  составл ет 1,1 -1,5 суммарной площади поперечных

сечений радиальных каналов, а в стенке горна, на выходе радиальных каналов, выполнено кольцевое.углубление, высота которого равна высоте каналов.

На фиг. 1 изображена газова  вагранка, продольный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б фиг. 2; на фиг. 4 - узел I фиг. 1.

Газова  вагранка состоит из шахты 1, кольцевой камеры 2 сжигани ,  вл ющейс  одновременно камерой перегрева жидкого металла, котора  благодар  кольцевому уступу 3 в верхней части сужена до определенных размеров. Камера сжигани  соединена с равномерно распределенными каналами 4, с кольцевым углублением 5, выполвенным в стенке горна 6. Газовые горелки 7 горелочной системы 8 равномерно расположены по всему сечению камеры сжигани , а их горелочные туннели 9 расположены в горизонтальном сечении по касательной к кольцевой камере сжигани  2 дл  закручивани  и усреднени  состава потока гор чих газов.

Claims (1)

1. Дл  перегрева жидкого металла в камере сжигани  предусмотрен бассейн 10. Металлическа  щихта 11 загружаетс  через загрузочное окно и находитс  на набивной подине горна вагранки. Наружный кожух камеры сжигани  может быть водоохлаждаемым с помощью системы вод ного охлаждени  12. Дл  сбора жидкого металла предусмотрен копильник 13, дл  выпуска его - металлическа  летка 14 и желоб 15, дл  выпуска шлака - шлакова  летка 16. Газова  вагранка работает следующим образом. Перед плавкой футеровка вагранки разогреваетс  до температуры 1600-1700°С с помощью газовых горелок 7 при постепенном увеличении расходов воздуха и газа в течение 0,5-1,0ч. После установлени  оптимальных расходов воздуха и газа, достижени  необходимой температуры продуктов сгорани  в камере сжигани  начинаетс  загрузка металлической шихты 11, котора  во врем  плавки находитс  на подине в горне 6 вагранки. Газовоздущна  с.месь на выходе из сопел горелки 7 сжигаетс  в горелочных туннел х 9, далее закручиваетс  в общий поток в кольцевой камере сжигани , где происходит усреднение состава газа и стабилизаци  скорости потока гор чих газов, благодар  сужению кольцевой камеры ежигани  в верхней части ее, до определенных размеров. Затем продукты сгорани  равномерно распредел ютс  по каналам 4, и благодар  наличию кольцевого углублени  5 в стенке горна вновь соедин ютс  в общий закрученный поток и омывают шихтовые материалы по всему сечению горна вагранки , те.м самым разогрева  и расплавл   их. Так как каналы направлены к центру горна , то часть гор чих газов проникает через пространство между кусками металлической шихты к середине горна, и по мере продвижени  газов происходит равномерный нагрев   расплавление шихты по всему сечению и высоте шахты вагранки. Жидкий металл капл ми и струйками стекает на набивную подину, далее по каналам 4, при этом предварительно перегрева сь в противопотоке гор чих газов, с кольцевого уступа 3 попадает в бассейн 10 камеры сжигани  2, где происходит окончательный перегрев его за счет излучени  от наиболее нагретых стенок камеры перегрева и за счет конвекции от гор чих газов. Перегретый металл собираетс  в копильнике 13. Сужение кольцевой камеры в верхней части ее до определенных размеров кольцевым уступом увеличивает скорость потока гор чих газов, стабилизирует и выравнивает его. Увеличение скорости потока продуктов сгорани  увеличивает коэффициент теплоотдачи конвекцией от газов как футеровке , так и металлу, следовательно, достигаетс  наиболее высокий перегревметалла. При площади поперечного сечени  кольцевой камеры сжигани , равной 1,1 -1,5 суммарной площади поперечных сечений равномерно распределенных каналов, обеспечиваетс  наибольша  равномерность распределени  по каналам, что позвол ет достичь наиболее высокого коэффициента теплопередачи , равномерного нагрева футеровки всех каналов и, следовательно, равномерного разгара футеровки этих каналов. Если площадь горизонтального сечени  кольцевой камеры сжигани  в верхней части будет меньше 1,1 суммарной площади поперечных сечений равномерно распределенных каналов, то скорости потока газа в каналах будут резко отличатьс  от скорости потока газа в кольцевой камере сжигани , что создает услови  дл  образовани  завихрений потока газа, т. е. мертвых зон в районе каналов, следовательно, поток гор чих газов будет распредел тьс  неравномерно по всем каналам. Кроме того, сужение площади поперечного сечени  кольцевой камеры сжигани  увеличивает аэродинамическое сопротивление, что также вли ет на неравномерность распределени  продуктов сгорани . Увеличение площади поперечного сечени  кольцевой ка.меры сжигани  больше 1,5 суммарной цлощади поперечных сечений равномерно распределенных каналов приводит к увеличению тепловых потерь через перекрытие , удалению газового потока от идущего навстречу жидкого металла, что снижает теплопередачу между гор чими газами и металлом, усложн ет выполнение футеровки перекрыти . Скорости потоков гор чих газов в кольцевой камере сжигани  и в каналах будут значительно отличатьс  друг от друга. В данном случае скорость потока газов в кольцевой камере перегрева будет значительно ниже скорости потока газов в каналах . Неравномерность скоростей создает услови  дл  неравномерности распределени  продуктов сгорани  по каналам. Наличие кольцевого углублени  в стенке горна высотой, равной высоте каналов, создает услови  дл  перераспределени  газов по периметру горна. Гор чие газы вновь закручиваютс  в кольцевой поток и омывают металлическую шихту, наход щуюс  на подине, равномерно по всему периметру горна, что преп тствует образованию настыл . Кроме того, повышаетс  производительность вагранки. Кольцевое углубление не увеличивает сопротивление движению газов, а несколько снижает его, а образующеес  внезапное расширение по бокам каналов способствует образованию вихревых потоков, что благопри тно сказываетс  на дожигании газов и повышает температуру продуктов сгорани  вблизи шихтовых материалов, следовательно , увеличиваетс  термический КПД вагранки . Таким образом, в предлагаемой газовой вагранке возможно создать услови  дл  равномерного распределени  продуктов сгорани  по всему сечению горна и, следовательно , интенсифицировать теплообмен, повысить термический КПД вагранки. При прочих равных услови х в вагранке повышаетс  температура жидкого металла в камере на 30-50°, Формула изобретени  Газова  вагранка, включающа  горн, шахту, камеру сжигани , выполненную в виде кольцевого канала и тангенциально установленные газовые горелки, отличающа с  тем, что, с целью равномерного распре6 0 делени  продуктов сгорани  и повышени  КПД вагранки, камера сжигани  установлена в стенках горна и соединена с ним равномерно распределенными радиальными каналами , поперечное сечение камеры сжигани  составл ет 1,1 -1,5 суммарной площади поперечных сечений радиальных каналов, а в стенке горна, на выходе радиальных каналов , выполнено кольцевое углубление, высота которого равна высоте каналов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 1733463/02, кл. F 27 В 1/08, 1972.

   Л

   J.

   vxcv XA:xf

   fe./

   В-Б

   .З

   фиг. 2

   4 5

   fui.