Способ нагрева футеровки ковшей и устройство для его осуществления

Способ нагрева футеровки ковшей и устройство для его осуществления

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для нагрева футеровки литейных разливочных ковшей. Целью изобретения является повышение КПД и качества футеровки. Способ заключается в подаче газообразного теплоносителя по меньшей мере двумя периферийными струями тангенциально под углом 90-60° к плоскости, образованной продольной осью ковша и его образующей в верхнюю часть герметично закрытого ковша, сжигание теплоносителя непосредственно на поверхности футеровки ковша при соблюдении условия 0,7≤G<SP POS="POST">.</SP>W≤6,0, где G - суммарный объемный расход топлива и окислителя, нм<SP POS="POST">2</SP>/с

W - скорость подачи указанной смеси, м/с, и отвод отработанного теплоносителя из придонной части ковша через центральную часть крышки. Устройство содержит крышку 4 с уплотнительным поясом 6, в которой выполнены как минимум два тангенциальных канала. В каналах установлены горелки. В центре крышки закреплен трубопровод для отвода отработанных газов 10 со вставкой 17. 2 с. и 1 з.п. ф-лы, 5 ил.

РП ., 1!г 1 s

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИС ГИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ16026

А1 (t1g)g В 22 П 41/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

М А BTOPGKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг 1

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4470163/31-02 4470164/31-02 (22) 08.08.88 (46) 30,10.90. Вюл. Р 40 (71) Институт газа ЛН УСГР, Г!еталлурtt tl гический комбинат Запорожсталь и

Научно-производственное объединение

"Энергосталь (72) В.A,Зинченко, Л.Г.Вринов, A.П.Глике, A.В.Гребенюков, 1О.И.Жаворонков, 1>.Н.Николаев, Г.И.Низяев, Л.К.Велитченко, В.R.Ìåäâåäåâ, A.H.Саярыгин, С.Н. 1>илиппов, Л.Н.Ровенскии и Г.A.Ëîçèí (53) 621.746.329 (088.8) (56) Патент СГГР У 1189328, кл. В 22 П 41/00, 1979, (54) СПОСОГ> НЛГРГВЛ ФУТ1 .РОВИ1 КОВИГЙ

11 CTPOlKTP>O ЛЛЯ ГГО ОСУ1ЧГСТВЛ1 .НИН (57) Изобретение относится к литей ному производству и может быть испол е>ЗО вано для нагрева футеровки литейных разливочных ковшей. Цель изобретения—

2 повышение КПД и качества футеровки.

Способ заключается в подаче газообразного теплоносителя по меньшей мере двумя периферийными струями тангено циально под углом 90-60 к плоскости, образованной продольной осью ковша и его образующей в верхнюю часть гер.— метично закрытого ковша, сжигание теплоносителя непосредственно на поверхности футеровки ковша при соблюдении условия О, 7 ((>W 6,0, где

à — суммарный объемный расход топлива и окислителя, нм /с; W — скорость подачи указанной смеси, м/с, и отвод отработанного теплоносителя из придонной части ковша через центральную часть крышки. Устройство содержит крышку 4 с уплотнительным поясом 6, в которой выполнены как минимум два тангенциальных канала. В каналах установлены горелки. В центре крьппки закреплен трубопровод для отвода отработанных газов 10 со вставкой 17.

2 с.и 1 з.h. ф-лы, 5 ил. 2 табл.

1602609

Изобретение относится к литейному производству и может быть использовано для нагрева футеровки литейных разлиночных ковшей, Целью изобретения является повышение КПД процесса и качества футеровки за счет обеспечения равномерности нагрева футеровки.

Способ заключается в следующем.

В герметично закрытой крьппкой ковш подают газообразный теплоноситель по меньшей мере двумя периферийными струями тангенциально под углом 9060О к продольной оси ковша. Непосред- 15 жатвенно на поверхности футеровки ковша теплоноситель сжигают при соблюдении условия 0,7 сс (И а6,0, где

G — суммарный объемный расход топлива и окислителя, нм /с; M — - скорость подачи указанной смеси, м/с, и отводят отработанный теплоноситель из придонной части ковша через центральную часть крьппки, При этом в горелке происходит час- 25 тичное предварительное смешение газа с первичным воздухом, коэффициент расхода первичного воздуха Ф = 0,40,8, что обеспечивает устойчивое сжигание газа в светящемся факеле. Вихревое спиралеобразное движение теплоносителя факела и отработанных газов по поверхности футеровки обеспечивает равномерность ее нагрева по периметру и высоте ковша и высокий KIIP процесса. Организованное удаление отходящих теплоносителя и газов из придонной части ковша обеспечивает надежную циркуляцию потоков в объеме ковша.С этой же целью,для обеспечения цир40 куляции, осуществляют подачу газа и воздуха при условии GW = 0,7. Не превьппение верхнего предела Г И =

= 6,0 обеспечивает безразрушительный режим нагрева огнеупорной футерон-45 ки ковшейе

На фиг. 1 представлено yc гройство при вертикальном расположении ковша, поперечньп» разрез; на фиг. 2 — то же, вид сверху на фиг, 3 — разрез A-А ф °

50 на фиг. 1; на фиг. 4 — узел крепления горелок; на фиг. 5 — устройство при горизонтальном расположении ковша, поперечный разрез.

Устройство дпя нагрева футеровки ковшей устанавливают на ковш 1 с огне-5

55 упорной футеровкой 2. Ковш расположен на направляющих 3. Верхняя часть ковша накрыта поворотной П-образной в сечении крышкой 4 с механизмом 5 поворота. На периферийной части крышки закреплен кольцевой уплотнительный пояс 6, выполненный из огнеупорного волокнистого полотна, например минеральной ваты, что обеспечивает герметичность накрытия ковша крышкой.

В периферийной части кры|пки в ее теле выполнены минимум два тангенциальных относительно футеровки ковша канала

7, В каналах лри помощи узла 8 крепления установлены горелки 9, причем продольная ось каналов и горелок расо положена под углом 60-90 к продольной оси ковша. В центре крышки укреплен вертикальный отрезок 10 трубопровода для отвода отработанных газов со съемным фланцем 11, а горизонтальный отрезок 12 трубопровода, н котором расположен теплообменник для утилизации теплоты отходящих газов, укреплен на периферии крышки. Возле крышки 4 установлена воздуходувка 13 для подачи воздуха с его подогревом в теплообменнике 14, гибкими ноздухопроводами 15, присоединенная к горелкам 9. К горелкам подсоединены также гибкие газопроводы 16 для подачи газа, Для отвода отработанных газов из придонной части ковша н трубопроводе для отвода отработанных газов установлена с зазором относительно дна ковша трубчатая нстанка 17, причем нижняя часть 18 вставки футерована огнеупорными кольцами 19 и выполнена в виде полого усеченного конуса. Трубчатая вставка укреплена н трубопрово;, де при помощи кольцевых выступов 20, 21, соответственно расположенных на вставке и трубопроводе.

При горизонтальном расположении ковша 1 с огнеупорной футеронкой 2 на направляющих 3 крышка 4 установлена на тележке 22. На этой же тележке установлен теплообменник 14 и воздуходувка, остальные элементы устройства и их взаимосвязи аналогичны описанным при вертикальном расположении ковша.

Устройство работает следующим образом.

На ковше 1 на его верхнем торце перед заливкой в ковш жидкого металла устанавливают крьппку 4. Герметизацию края крышки.и верхнего торца ковша осуществляют уплотнением. Через систему трубопроводов подвода газа

16 и воздуха 15 (с теплообменником

1602609

14) газ и подогретый воздух подают в горелки 9, где осуществляют частичное предварительное смешение газа с первичным воздухом, и вторичный воздух подают в объем ковша с соблюдением условия 0,7 GM 6,0, где смесь сгорает, двигаясь по спирали по поверхности футеровки. Отработанные газы подают в придонную часть трубчатой вставки 17 и далее через трубопроводы 10, 12 отработанных газов и через теплообменник 14 в дымовую трубу. Угол наклона горелки к оси ковша изменяют в пределах 60-90 . Выполнение в нижней части 18 трубчатой вставки 17 в виде полого конуса с надетыми на него огнеупорными кольцами 19 улучшает аэродинамику при движении отходящих газов, что повышает КГЩ нагрева. Движение факела по спирали по поверхности ковша увеличивает равномерность нагрева A óòåðîâêè, lIpH этом длительность пребывания факела в объеме ковша увеличивается, что приво дит к увеличению КПД нагрева по сравнению с движением струи в прототипе.

Организованное удаление отработанных газон из ковша позволяет не нарушать аэродинамику движения по спирали.

Дпя возможности сравнения эффективности работы предлагаемого устройства (изобретения) и прототипа, а также для определения угла наклона оси горелки к оси ковша проведена экспериментальная проверка.

Для экспериментов использованы: огневой стенд, имеющий стационарную опору под модель ковша, горелки частичного предварительного смешения, технологическая крышка, футерованная с рабочей стороны огнеупоршlM МВТррНВ лом и имеющая в слое футеровки два канала, направленных параллельно оси конша, и два диаметрально противоположных тангенциапьпых канала, в которых с возможностью регулирования угла наклона оси горелки быпи yc òàíoâëåíû горелки.

Ло центру крышки устанавливали съемную трубу с расположением ее входной части и придoíной части ковша и выходной части в трубопроводе отвода отработанных газон.

Модель ковша имела форму цилиндра с внутренним диаметром 600 мм и высотой 900 мм с плоским днишем и откры— тым верхним торцом. Гллинцр и днище ковша бипи изготовлены из стали

Х18812Т и футерованы изнутри шамотом толщиной 100 мм. Стенд оборудован следующими средствами измерения.

В стенке модели ковша на расстоянии 10 мм от поверхности размещали 10

5 хромель-алюминиевых термопар с толщиной проволоки 0,5 мм.5 термопар располагали по высоте ковша с шагом 140 мми 5 по периметру с шагом 360 мм на середине

10 высоты ковша.

Температуру отходящих газов, по которой определяли КПД процесса нагрева, измеряли отсосной водоохлаждаемой термопарой в трубопроводе отходящих газов. Вторичным прибором при измерениях температуры бып ЭЛП-0,9 (электрический потенциометр). При помощи диафрагм измеряли расходы газа и воздуха, а газоанализатором ГПХ-ЗМ сос20 тав отходящих газов на выходе иэ камеры сгорания.

Проведено две серии опьгов. В первой серии на модели реализовано устройство с измерением угла наклона гоо

25 релок к оси ковша М = 50-100

Данные по равномерности и эффективности нагрева футеровки ковша при различных значениях О, полученные в первой серии опытов, представлены

Данные по равномерности и эффективности нагрева футеровки при реализации устройства-прототипа и предлагаемого устройства, полученные во второй серии опытов, представлены

35 в табл. 2.

На ос.новании анализа данных, представленных в табл. 1 можно сделать вывод, что увеличение угла наклона о оси горелки к оси ковша с 55 до 90

40 приводит к скачкообразному изменению характеристик равномерности и эффективности нагрева, причем наибольшее их значение достигается в пределах о

60 и 90 . Поэтому наиболее эффектив45 ная работа устройства наблюдалась при о = 60-90 о

Сравнение данньгх табл. 2 по эффек-: тивности и равномерности нагрева футеровки при использовании предлагае50 мого устройства и устройства-прототипа показало преимущество первого. Его использование по сравнению с прототипом привело к увеличению равномерности в 2 -3 раза и эффективности в 1 4S5 1,5.

Таким образом, использование способа нагрева футеровки ковшей и устройства для его реализации повышает

КГД процесса и качества футеровки за

1602609 на, Ta(Iлииа1

Угол нлклон1

t)п (, ГР.IX. (1(1 (t С

Рлвномерность иагревл (liTTf ровки ио огрллчмxtc IT

ЭГ(((ективность илгрева

4Т К

4x

t? Зп

? ? ?е

Ktg

4 \

Таглипа2, ч а - i(П1

1с 2е. (е(, Р,; г в

Т х

Уг чн илклоил

Теплов lx плгрч(ка

Предлагал.в е Равномерчстро(1стttn нгн ть нлгр вл 1 рре ктп ни(гть иа

0 Ь

1 кн

К

17

41 гревл

Рлвномерногть илУстр it(Tilnпрот(I Tilt(Т х

I1 l гр(ла

:I I1t(I h T IIIIII(X 1 Ь Н1г 1((е и (:111 ? счет обеспечения ранномерности нагреФормула изобретения

1. Способ нагрева футеровки ковшей, включающий подачу газообразного теплоносителя, образованного при сжигании смеси топлина и окислителя, по меньшей мере двумя периферийными струями в верхнюю часть герметично закрытого ковша и отвод отработанного теплоносителя через центральную часть крышки ковша, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения КПД процесса и качества футеронки за счет обеспечения равномерности нагрева, теплоноситель подают тангенциально к образующей поверхности ковша под 2р углом 90-60 к плоскости, образованной продольной осью ковша и его образукщей, а отработанный теплоноситель отводят из придонной части ковша, 25

2. Способ по и. 1, о тп и ч а юшийся тем, что смесь топлива и окислителя сжигают непосредственно

И тлГл.1,1 оГо(НЛНЕН (. В - расхо; топлива; II „- те(слетвОрпаа со И (ОР

It(It TI т пинна; t(ь - ко(фл(и(в(ент рлсх(пл ".(р вин пего воллчхл; 4 Г ( пиление темперлтчрм ио окрчнности x "III tl(ITÎTå колл(л; 4 х - рлсгтолнпе нл ион(рхн стн илгрсва мович тоиЮ клмн эл(ерл Т, и T t(- ко"фенов(ент l i иломткл и(1ичхл, на поверхности футеровки ковша при соблюдении условия 0,7 c. (,W <6,0, где С вЂ” суммарный объемный расход топлГ на и окислителя, нм /с; W— скорость подачи смеси топлива и окислителя, м/с.

3. Устройство для нагрева Ьутеровки ковшей, содержащее съемную крышку с каналами и периферийным уплотнением, установленные на периГТерии крышки горелки, труГ?опроводы подвода газа, воздуха и трубопровод для отвода отработанных газов по оси ковша, о т л и ч а ю щ е е с. я тем, что, с целью повышения КГЩ процесса и качества футеровки за счет обеспечения равномерности нагрева, оно снабжено патрубком для nòâîäà отработанных газон, соосно закрепленным на торце трубопровода, а каналы крышки выполнены тангенциальными к образующей плоскости ковша и наклонены под углом 60-90 к плоскости, образованной продольной осью ковша и его образующей, горелки размещены в каналах крышки, а патрубок установлен с зазором относительно дна ковша.

1602609

Фиг,2

Сос.таВит еле.э 1;, и уд4 ) В

Гена ктор Г!, 11лнд ура, Техред .!.1!ицык.

Л. Ослу..те нко

Тираж 631!

1оипис ное

Закл 3 3348

Б!ЦП!!111 -i ;tapcòвениого "ëïsòåòл по изобретения..t и открытинм при ГКНТ С;ССР

113035, ..!< скол, Ж- 35, Рауша:кая над. „д. 4/5

1и!

1р If,sçîïñòâeííî-изпательсяш к мбинлт !лтент, г. Ужгород, уд, Гагарина, 101