Тепловые устройства и инновации на основе термодинамики. Черный А.А. - 32 стр.

плавке чугуна в газовой вагранке с уступами в шахте. Эта газовая вагранка
имеет шахту, нижняя часть которой служит камерой сжигания газообразного
топлива и перегрева металла. К камере примыкает копильник. В шахте ва-
гранки имеются нижний уступ и верхний уступ, оборудованные системой
водяного охлаждения. Над нижним уступом выполнено в футеровке шахты
полукольцевое поднутрение, а на подине нижнего уступа сделан из огнеупо-
ров разделительный барьер. На подине камеры перегрева имеется бассейн
для перегрева жидкого металла. Над бассейном размещены сопла и туннели
многосопловой горелочной системы. Многосопловая горелочная система со-
стоит из смесителя, коллектора, распределительных труб, чугунных сопел.
На каждой распределительной трубе установлены кран для отключения со-
пла от коллектора и гляделка для наблюдения за процессом горения. На со-
пла надеты высокоглиноземистые огнеупорные трубки, внутренняя полость
которых служит горелочными туннелями. Выше двух рядов горелочных тун-
нелей располагается третий ряд огнеупорных трубок системы подачи допол-
нительного природного газа.
      Принцип работы газовой вагранки заключается в следующем.
      Продукты сгорания, образующиеся в горелочных туннелях и за их пре-
делами, омывают поверхность бассейна, затем поднимаются вверх и через
канал между уступами заходят в зону плавления, где плавят металл, а далее
по мере движения к выходу из шахты подогревают твердую шихту. Из зоны
плавления жидкий металл в виде капель и струек стекает в бассейн, обра-
зующийся в углублении подины камеры перегрева. Перегрев металла осуще-
ствляется при прохождении падающими каплями и струйками противотока
горячих газов в камере перегрева, при стекании капель и струек по раскален-
ной футеровке камеры перегрева, а также благодаря разбрызгиванию металла
при падении капель и струек в бассейн и передаче тепла от горячих газов и
футеровки к поверхности металла в бассейне. Шлак также попадает в бас-
сейн, но по поверхности жидкого металла непрерывно уходит в копильник.
Капли и струйки металла, падая в виде «дождя» с уступа на металл в бассей-
не, разбрызгивают его, в результате чего жидкий металл попадает на раска-
ленную футеровку у горелочной системы, а в бассейне создается «кипящий»
слой. «Кипение» неглубокой ванны в условиях движущихся над ней высоко-
температурных газовых потоков способствует более высокому перегреву ме-
талла.
      Промышленные испытания прошли газовые вагранки с уступами в
шахте, рассчитанные на производительность 1,5, 3 и 7 тонн жидкого чугуна в
час при расходе природного газа на 1 тонну получаемого жидкого чугуна 100
м3/ч для нормальных условий.
      В процессе испытаний было установлено следующее:
      а) многосопловая горелочная система с двухрядным размещением со-
пел и, соответственно, туннелей в шахматном порядке при круглой камере
сжигания, диаметре горелочного сопла в выходном сечении 0,03 м, скорости
истечения газовоздушной смеси при нормальных условиях 70 м/с, обеспече-
нии оптимальной величины коэффициента расхода воздуха, рационального
                                    32