§ 7. Подача воздушного дутья в печь и его нагрев

Современные доменные печи для своей работы требу­ют огромного количества воздуха. Объем воздушного дутья достигает 2,4 м3/мин на 1 м3 объема печи, так что для печи объемом 5000 M3 требуется подача воздуха 10—12 тыс. м3/мин. Для подачи такого большого коли­чества дутья доменный цех имеет специальную станцию дутья, в которой установлены центробежные машины — турбовоздуходувки с газотурбинным или паротурбинным подводом. Воздуходувка представляет собой турбину с несколькими дисками, снабженными лопатками. При вращении колеса воздух благодаря центробежной силе перемещается от центра к периферии. При этом происхо­дит уплотнение воздуха и увеличение скорости его дви­жения. Частота вращения ротора, на котором насажено несколько колес, составляет 3000 мин-1. Одна машина может подавать до 7000 м3/мин при давлении 400 кПа (4,5 атм). Перед входом в турбины воздух очищается от пыли. Воздушное дутье обогащают кислородом, который получают на кислородной станции завода и подают либо на всасывающую сторону турбовоздуходувки, либо к воз­духонагревателю. Воздух, подаваемый в доменные печи, подогревают до 1200—1300 °С. ЦТодогрев осуществляется в воздухонагревателях, называемыми кауперами, в-ч^сть ХауПера, BTilipBbieTTmiTqtrBfflero патент на р"ёГеттерЗтивный воздушный нагреватель.

Схема воздухонагревателя представлена на рис. 27. Воздухонагреватель работает на принципе регенерации тепла. Сначала в нем сжигают газ. Во время нагрева воздухонагревателя в камеру сгорания через горелку поступает смесь газа и воздуха, которая воспламеняется от соприкосновения с раскаленными стенками воздухона­гревателя. Под куполом аппарата продукты горения за­ворачивают вниз и проходят через насадку, находящую­ся на решетке, которая расположена на колоннах. Из поднасадочного пространства продукты горения по двум каналам уходят в дымовой боров и оттуда в дымовую трубу. Когда насадки достаточно нагреваются и темпе­ратура под куполом достигнет 1600°С, прекращают пода­чу газо-воздушной смеси и переключают воздухонагрева­тель на холодное дутье. Воздух поступает через клапан в поднасадочное пространство, проходит через насадку снизу вверх, заворачивает в камеру сгорания и через тру­бопровод горячего дутья направляется к доменной печи. Благодаря соприкосновению с горячими насадками воз­дух нагревается.

Наружный диаметр воздухонагревателя составляет 9—11 м, а общая высота аппарата 50—55 м. Снаружи аппарат заключен в герметичный кожух из листовой ста­ли толщиной до 30 мм, изнутри он футерован огнеупор­ным кирпичом. Внутренняя полость аппарата разделена на две части. Камера сгорания может иметь круглое или эллиптическое сечение, площадь которого составляет 15—20% от общей площади внутреннего сечения возду­хонагревателя. Стены камеры сгорания выполнены из двух слоев кирпича — наружного шамотного и внутрен­него высокоглиноземистого. Большую часть аппарата внутри занимает огнеупорная насадка из шамотного кир­пича. Из кирпича выкладывают ячейки сечением 45Х X45 мм н толщиной стенки между каналами 40 мм. Верхнюю часть насадки выкладывают из высокоглино­земистого или динасового кирпича. Для повышения эф­фективности теплообмена насадку выполняют также из шестигранных огнеупорных блоков с круглыми отверсти­ями из материала, содержащего до 72 % Al2O3. При этом поверхность нагрева увеличивается на 31 %, температу­ра дутья повышается на 50 °С, что увеличивает произво­дительность печи на 1 % и снижает расход кокса на 8— 10 кг/т чугуна. Для отопления воздухонагревателей ис­пользуют очищенный доменный газ и смесь его с природ­ным или коксовым газом.

Рис. 27. Разрез воздухонагрева­теля:

1 — камера горения; 2 — подку- польное пространство; 3 — на­садка; 4 — поднасадочная ре­шетка; 5 — выпускной клапан; 6 — дымовые клапаны; 7 — кла­пан холодного дутья; 8 — кла­пан горячего дутья; 9 —люк для зажигания газов; 10 — го­релка

Для увеличения полезной площади насадки и тепло­вой мощности воздухонагревателей строятся воздухона­греватели с выносными камерами горения (рис. 28), в этих аппаратах поверхность нагрева достигает 87,5 тыс. M2, в обычном — 55,5 тыс. м2.

По мере охлаждения насадки каупера температура воздушного дутья снижается, что недопустимо для нор­мальной работы доменной печи. Поэтому воздух нагрева-

J

60

Ют в воздухонагревателе до более высокой температуры и для поддержания нужной температуры дутья подмеши­вают к горячему дутью холодный воздух. Дозировка хо­лодного воздуха осуществляется автоматически. Нагрев воздухонагревателя продолжается в два раза дольше» чем подогрев воздуха. Поэтому для непре­рывной подачи дутья на печи должно быть не менее трех возду­хонагревателей. Фак­тически же устанавли­вают 4 аппарата, или 7 на две печи, имея один аппарат в резерве.