РЕКУПЕРАТИВНОЕ 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°C 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, содержит раму, футерованную крышку, механизм подъема и опускания крышки, контрольно-измерительную аппаратуру, систему дымоудаления, по меньшей мере одну горелку, установленную на крышке и систему автоматизации, выполненную с возможностью поддержания заданного графика нагрева и сушки ковша, при этом горелка выполнена рекуперативной и соединена с системой дымоудаления.
На чертежах представлены общие виды устройств с одной и более горелками.
Устройство содержит раму 1, механизм подъема и опускания крышки 2; футерованную крышку 3; контрольно-измерительную аппаратуру (место установки не меняет сути технического решения) 4; систему автоматизации 5; на футерованной крышке установлена рекуперативная горелка 6, которая в свою очередь соединена с системой дымоудаления 7; 14 - ковш с футеровкой (форма, размеры, тип футеровки и назначение ковша могут быть различными).
Работа устройства осуществляется следующим образом.
Ковш 14 с выполненной футеровкой подастся 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 или минимизирует подсосы холодного воздуха и выбивание газа из ковша (способ и конструкция уплотнения не меняют сути данного устройства). Крышка имеет одну или несколько рекуперативных горелок 6 (принцип работы которых известен). В горелку 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 эту же рекуперативную горелку, разогревая насадку до 900°C (температура отходящих газов, а также температуры, до которых осуществляется нагрев воздуха перед сжиганием, не меняют сути данного устройства). Это позволяет существенно снизить температуру отходящих (до 300°C) и уменьшить объемы дымовых газов 10, которые отводятся через систему дымоудаления 7, при этом осуществляется подогрев воздуха идущего на горение.
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.