УСТРОЙСТВО ДЛЯ СУШКИ КОВШЕЙ

Предлагаемое техническое решение относится к цветной и черной металлургии, а именно к способам сушки футерованных ковшей для жидких металлов в цехах металлургических производств.
Известно изобретение (RU 2140831 С1 опубликовано 10.11.1999) Устройство для сушки ковшей включающее футерованную крышку, установленную с зазором относительно верхнего торца ковша, с горелкой, вытяжным узлом и устройством уплотнения зазора между крышкой и верхним торцем ковша выполненное гибким в виде набора цепей.
Недостатком данного устройства является потеря тепла с отходящими газами.
Наиболее близким прототипом к заявляемому устройству является стенд вертикальной сушки ковшей, состоящий из рамы, на которой закреплен механизм подъема и опускания крышки. На крышке стенда установлены контрольно-измерительная аппаратура, трубчатый рекуператор, система дымоудаления и горелка (Современные технологии автоматизации №3, опубликовано в 2006 году).
Данное устройство обладает следующими недостатками: значительная часть тепла теряется с отходящими газами, поскольку применение трубчатого рекуператора свидетельствует о подогреве воздуха до температур в 450°С и как следствие не эффективное использование газового топлива. Установка рекуператора на крышке стенда существенно усложняет конструкцию и увеличивает металлоемкость стенда, а также затраты энергии на перемещение крышки стенда.
Техническая задача, решаемая предлагаемым устройством, состоит в том, чтобы минимизировать выбросы высокопотенциального тепла с отходящими газами, снизить металлоемкость конструкций и потребление энергии на перемещение крышки стенда.
Технический эффект, состоит в возврате теплоты в ковш за счет подогрева воздуха, подаваемого на горение.
Поставленная задача решается тем, что известное устройство для сушки ковшей, содержащее раму, футерованную крышку, механизм подъема и опускания крышки, горелку, установленную на крышке, контрольно-измерительную аппаратуру, и систему дымоудаления, согласно полезной модели, снабжено дополнительной горелкой, установленной на крышке, и системой автоматизации, выполненной с возможностью переключения горелок, при этом горелки выполнены регенеративными и соединены с системой дымоудаления.
На чертеже представлен общий вид устройства.
Описание устройства: 1 - рама, 2 - механизм подъема и опускания крышки; 3 - футерованная крышка; 4 - контрольно-измерительная аппаратура (место установки не меняет сути технического решения); 5 - система автоматизации; 6 - регенеративные горелки; 7 - система дымоудаления; 8 - топливо поступающее на горение; 9 - холодный воздух поступающий на горение; 10 - отходящие газы отдавшие тепло футеровке ковша и регенеративной горелке; 11 - принципиальное направление движения греющей среды (через определенное время меняется на противоположное направление); 12 - процесс горения топлива; 13 - отвод газов через регенеративную горелку; 14 - ковш с футеровкой (форма, размеры, тип футеровки и назначение ковша могут быть различными); 15 - запорная арматура, обеспечивающая возможность переключения горелок; 16 - регенеративные насадки, предусмотренные в конструкции регенеративных горелок 6.
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Ковш 14 с выполненной футеровкой подается на сушку. Рама 1 при помощи устройства подъема и опускания крышки 2 (конструкция рамы и устройства подъема и опускания крышки не меняет сути данного решения) накрывает ковш футерованной крышкой 3, которая исключает подсосы холодного воздуха и выбивание газа из ковша (способ и конструкция уплотнения не меняют сути данного устройства). Крышка имеет две регенеративные горелки 6 (принцип работы которых известен). Через одну из них (на рисунке это левая горелка) подается топливо 8 (вид топлива его свойства и расходы не меняют сути данного устройства) и воздух 9, в результате работы происходит процесс горения топлива 12. Отдав часть тепла футеровке продукты сгорания 13 удаляются через вторую регенеративную горелку (на рисунке это правая горелка), разогревая насадку (на рисунке насадка правой горелки, по ходу дымовых газов указанных стрелкой 11) до 900°С (температура отходящих газов, а также температуры, до которых осуществляется нагрев воздуха перед сжиганием, не меняют сути данного устройства). Нагрев насадки происходит за счет того, что продукты горения отдают свое тепло при прохождении через насадку. Это позволяет существенно снизить температуру отходящих (до 300°С) и уменьшить объемы дымовых газов 10, которые отводятся через систему дымоудаления 7.
Затем, после переключения горелок (интервал переключения, тип, количество, мощность и форма горелок не меняет сути данного устройства), через насадку подается воздух, идущий на горение, который забирает теплоту, охлаждая насадку.
Движение атмосферы в ковше 11 меняется на противоположное, что способствует созданию дополнительных турбулентных зон и увеличивает эффективность теплопередачи от греющей среды к футеровке.
Температуру во время нагрева и сушки ковшей фиксирует контрольно-измерительная аппаратура 4 информация от которой поступает в систему автоматизации 5 для корректировки режимов переключения горелок и сушки ковша.
Попутно устройство решает следующие задачи:
- снижение потребления газа, как следствие снижение выбросов вредных веществ (продуктов горения);
- снижение потребления объемов воздуха идущего на горение, а значит и снижение потребления электроэнергии необходимой для нагнетания (подачи) воздуха;
- снижение температуры отходящих газов, как следствие снижение выбросов окислов азота;
- обеспечение высокого качества нагрева (равномерность по высоте и профилю ковша) и сушки футеровки, как следствие, большая стойкость футеровки ковшей.