УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ПРОЕМОВ ПЕЧИ

Предлагаемое техническое решение относится к области металлургии и может быть использовано в металлургических печах, непосредственно для охлаждения проемов технологических, загрузочных и тому подобных окон, которые необходимы в процессе эксплуатации плавильных печей..
Известны печи для плавки цветных и черных металлов, у которых облицовка окон выполнена в виде плиты с водяным охлаждением, которая сварена из котельного железа. Вода движется по специальным каналам, выполненным внутри плиты.(см. книгу Купряков Ю.П., Огневое рафинирование черновой меди и производство медных слитков, М., «Металлургия» стр.21, фиг 3).
Недостатком конструкции известных облицовок является сложность конструкции невысокий срок службы из-за неудовлетворительного ее охлаждения в процессе эксплуатации потому, что наличие одноконтурного охлаждения не обеспечивает удаление необходимого количество тепла в процессе плавки. В результате каркас плиты перегревается, происходит его деформация, прогорает и его часто приходится заменять новым.
Так же известно устройство для охлаждения заслонок окон плавильных печей, в котором охлаждение выполнено двухконтурным в виде двух труб круглого сечения разного диаметра и установленных одна в другой с образованием кольцевого зазора между ними по всей длине (см. полезную модель РФ №23194, по кл. F 27 D 1/18, 2001 г.)
Недостатком этого вида устройств является неудовлетворительная циркуляция жидкости внутри зазора между трубами из-за большой длины самих труб. Это приводит к местному перегреву самого корпуса и как
следствие его локальному разрушению и выходу из строя в процессе эксплуатации.
Технической задачей предлагаемого решения является повышение срока службы и надежности корпуса облицовки окон плавильных печей в процессе эксплуатации.
Указанная задача достигается тем, что в устройстве для охлаждения проемов печи, содержащее металлическую раму, закрепленную в огнеупорной кладке печи, внутри которой установлены две расположенные одна в другой трубы, преимущественно круглого сечения, с кольцевым зазором между ними по всей длине и соединены внутренняя труба с входной магистралью, а наружная с выходной магистралью, отличающееся тем, что верхняя часть наружной трубы снабжено выступом, смещенным внутрь кладки и соединенным с выходной магистралью, а ввод соединения внутренней трубы с входной магистралью расположен в средней части верхнего участка трубы, а в зазоре между трубами установлен завихритель потока.
Еще одним отличием предлагаемого устройства является то, что длина выступа выполнена меньше толщины кладки, завихритель выполнен винтовым, а его высота по большей мере равна ширине кольцевого зазора торцах внутренней трубы выполнены углубления различной ширины,
На фиг.1 - изображен общий вид устройства со стороны загрузочного окна печи без заслонки.
На фиг 2. - сечение по А-А фиг.1
Как показано на графической части предлагаемое устройство для охлаждения проемом и окон печей содержит металлический корпус 1 жестко закрепленный в футеровке 2 стенки печи. С корпусом по всей его длине жестко соединена наружная труба 3, торцы которой заглушены вставками 4 и 5. Внутри трубы 3 соосно установлена внутренняя труба
6, в средней части которой выполнен отвод 7, соединенный с подающей магистралью 8. В верхней части наружной трубы 3 имеется выступ 9 смещенный внутрь футеровки 2 и представляет собой сплошную полость соединенную с кольцевым зазором 10 или в нескольких местах или по всей длине верхнего участка внешней трубы 3. Выступ 9 снабжен патрубком 11, с помощью которого внутренняя полость 12 выступа 9 соединена с отводящей магистралью 13. В кольцевом зазоре 10 закреплен завихритель потока 14, выполненный в виде спирали, высота стенки 15 которого выполнена равной или чуть меньше размера кольцевого зазора 10. С наружной стороны устройства установлена подвижная заслонка 16, перемещающаяся при открывании и закрывании по плоским направляющим 17 Которые жестко закреплены на наружной трубе 3 устройства. При этом всегда выполняется условие что длина (L) выступа 9 выполнена меньше толщины (S) футеровки 2., а высота (Т) завихрителя 14 выполнена или равной или чуть меньше проходного сечения (А) кольцевого зазора 10 между трубами 3 и 6.
Работа предлагаемого устройства осуществляется следующим образом. При закрытом окне печи происходит следующее. Под воздействием высокой температуры нагревается футеровка 2 боковой стенки и наружная стенка трубы 3. Из магистрали 8 через фланец 7 вода под давлением подается внутрь трубы 6 и начинает двигаться по ее внутреннему контуру к торцам 4 и 5. Из трубы 6 вода подается в кольцевой зазор 10 внешней трубы 3 и начинает двигаться по нему в противоположном направлении. Двигаясь вверх поток воду натыкается на стенки завихрителя 14 и закручивается. Проходя по кольцевому зазору 10 трубы 3 вода забирает тепло и направляется в полость выступа 9, а из него через патрубок 11 в отводящую магистраль 13 и направляется на охлаждение. Описанным образом происходит постоянная циркуляция жидкости и осуществляется интенсивное охлаждение контура
загрузочных проемов постоянно. Ширина выступа 9 выполнена равной толщине футеровки 2 и расположена только в верхней части проема является грузонесущей и охлаждающей одновременно. Порог 18 загрузочного окна не охлаждается так как интенсивному нагреву он не подвержен, а его охлаждение осуществляется непосредственно потоком воздушной среды из цеха, подсос которого осуществляется постоянно, а его температура меньше температуры внутри печи. Проходное сечение кольцевого зазора 10 и шаг винтовой линии завихрителя выбираются в зависимости от длины контура загрузочного окна, и постоянно поддерживают необходимую скорость движения потока охлаждающей жидкости внутри труб., обеспечивающую своевременное и достаточное охлаждение металлического контура проемов печи в процессе работы.
Использование предлагаемого технического решения позволит исключить перегрев охлаждающей жидкости в верхней части контура самой удаленной части от места расположения ее входа в зону охлаждения. Это позволит увеличить интенсивность охлаждение наружных труб загрузочных окон за счет турболентности потока и увеличить срок службы системы охлаждения по сравнению с известными устройствами охлаждения проемов окон плавильных печей предназначенных для плавки меди.