7 - камера горіння; 8 - підбанний простір; 9 - люки; 10 - кожух; 11 - штуцер газового пальника; 12 - штуцер клапана холодного дуття; 13 - лази.
Малюнок 1.1 - Повітронагрівач доменної печі з вбудованою камерою горіння
Віддаючи насадці своє тепло, вони охолоджуються до 150-400 ° С і потім відводяться через димові клапани в борів до димаря. Після нагріву насадки по досягненні максимально допустимої. Після нагріву насадки по досягненні максимально допустимої температури підбанного простору подача газу в камеру горіння припиняється.
Через поднасадочное простір, насадку і камеру горіння у зворотному газу напрямку подається повітря, яке нагрівається, проходячи через гарячу насадку, і потім через клапан гарячого дуття направляється по повітропроводу гарячого дуття в доменну піч.
Після охолодження насадки повітронагрівач знову переводять на режим нагріву. Безперервність подачі дуття забезпечується наявністю блоку з трьох-чотирьох повітронагрівачів на піч, із яких поперемінно два або три працюють в режимі нагріву, а решта - на дуття, залежно від їх числа і прийнятої схеми роботи (одиночної або попарно паралельної). Режими нагрівання та охолодження є основними для роботи повітронагрівача. Крім цього, він може перебувати на «тязі» або бути відключеним.
При роботі повітронагрівача доменних печей на тязі під час короткочасних зупинок печей доменний газ, що згорає частково в фурмених колінах і кільцевому повітропроводі, відводиться по повітряному тракту в камеру горіння одного з повітронагрівачів для повного згоряння. У проектах сучасних доменних печей ця операція відпадає, так як газ спалюють, крім повітронагрівачів, на спеціальних свічках, що встановлюються біля печі з відповідним «відсіканням» їх від гарячого повітропроводу.
Повітронагрівач відключають у разі переведення в гарячий резерв або ремонту печі, т. е. повітронагрівач ізолюють від газовоздухопроводов і димового кабана з трубою.
Збільшення обсягів доменних печей та інтенсивності їхньої роботи зажадали підвищення потужності повітронагрівачів. Вважалося, що питомої поверхні нагріву 55-60 м 2/м 3 корисного об'єму печі достатньо для нагріву дуття до 1000 ° С. Для вітчизняних цехів питома поверхня нагріву складає в середньому 63-64 м 2/м 3, але для печі об'ємом 5000, 5500 м 3 вона прийнята рівною 95-100 м 2/м 3 корисного об'єму печі. Для Японії, котра володіє в даний час максимальної тепловою потужністю повітронагрівачів, цей показник становить 70-73 м 2/м 3 корисного об'єму печі.
В Англії та США, пізніше вступили на шлях будівництва доменних печей великих обсягів і мають тільки окремі повітронагрівачі з нагріванням дуття gt; 1 100 ° С, питома поверхня нагрівання становить 43-44 м 2/м 3 корисного об'єму печі. Але мала питома поверхню нагріву компенсується застосуванням високоефективних тонкостінних насадок з товщиною 25 мм різної форми, у тому числі з круглими і квадратними осередками.
Підвищення температури дуття і збільшення питомої поверхні нагріву повітронагрівачів зажадали великих потужностей газових пальників, типу «труба в трубі», пропускна здатність яких по повітрю зросла від 48-60 тис. м 3/год (Росія і Японія ), 42,5 (Англія) і 76-85 (США) до 80-120 тис. м 3/год (Росія).
В даний час для економії робочого місця і скорочення теплових втрат широке застосування знаходять керамічні пальники з потужністю по повітрю до 200 тис. м 3/ч. Вони підвищують теплову потужність повітронагрівача на 10-15%, встановлюються в донної частини камери горіння і не мають шибера між воздухонагревателями і пальником. Газ надходить через низ центральній частині камери горіння, а повітря по кільцеподібного каналі, що знаходиться навколо газопроводу. Пальник працює безшумно, при малих втратах тиску газу. Полум'я добре регулюється; немає пульсацій газу; забезпечує кращий нагрів в порівнянні з пальниками типу «труба в трубі».
Для збільшення теплотворної здатності палива (доменного газу) його збагачують коксівним, природним газами, рідше конвертерним. За кордоном при недоліку газового палива додається бензин (Англія) або мазут. Практикується також підігрів повітря горіння (Німеччина).
Велике значення надають автоматичному регулюванню роботи повітронагрівачів як в напівавтоматичному виконанні, так і повністю автоматизованими системами. У першому випадку управління кожним клапаном окремо кнопкове або контакторну. У другому випадку імпульс на переклад клапанів дає фотоелемент, реєструючий нагрів камери горіння, відповідний певним мінімальної і максимальної температур купола повітронагрівача в газовому та повітряному періоди роботи. Така система вперше в металургійній практиці була застосована в 1955 р на Кузнецькому металургійному комбінаті.
