Nagrzewnice

Ciśnienie powietrza

Wysokoobrotowe maszyny – turbodmuchawy – wytwarzają ciśnienie powietrza. Nagrzewanie ma miejsce w specjalnych urządzeniach, którymi są nagrzewnice dmuchu. Pracują one na zasadzie regeneratorów. Trzy nagrzewnice obsługują każdy wielki piec.

Nagrzewnica została po raz pierwszy zbudowana w 1857 r. Autorem był E. Cowper. Od jego nazwiska wzięła się potoczna nazwa nagrzewnic – kaupery (akty prawne do egzaminu na uprawnienia budowlane).

Nagrzewnica

Nagrzewnice buduje się w kształcie cylindrycznym. Ich wysokość może wynieść nawet 40-50 m. Średnica jest równa 7-9 m. Nagrzewnice mają płaskie dno i sferyczną kopułę u góry. Pancerz, czyli zewnętrzny płaszcz, robi się ze stalowych blach, których grubość sięga od 14 do 14 mm. Łączy się je przy pomocy spawania. Aktualnie robi się próby, żeby zastąpić stalowe blachy konstrukcją z żelbetu z żaroodpornego betonu. Nagrzewnica ma dwie komory, które są od siebie odizolowane. Mniejsza jest komorą spalania, a większa – komorą nagrzewu.

Komora nagrzewu ma w środku ruszt z bloków i kształtek szamotowych. Układa się je w taki sposób, że tworzą przestrzenną siatkę kanalików. Siatka ta nazywa się kratownica. Coraz częściej do budowy kratownicy używa się betonu żaroodpornego. Elastyczna masa węglowa wypełnia przestrzeń o szerokości 80-M20 mm, która jest między pancerzem a obmurzem wewnętrznym (segregator z aktami prawnymi do egzaminu na uprawnienia budowlane).

Cykl pracy nagrzewnicy

Poniżej przedstawiony jest schemat cyklu pracy nagrzewnicy dmuchu:

1. Gaz, który jest zmieszany razem z powietrzem, doprowadza się do komory spalania i tam ulega procesowi spalania.
2. Po spaleniu unosi się pod kopułę nagrzewnicy, żeby móc zmienić kierunek i udać się w dół komorą nagrzewu przez kratownicę. Dół komory nagrzewa się do wysokiej temperatury i przez zasuwę oraz przewód spalinowy trafia do komina.
3. Cały etap nagrzewu trwa 1-2 godziny. Po tym czasie palnik gazowy się zamyka. Zimne powietrze dostarcza się przez turbodmuchawę i wtłaczane jest do nagrzewnicy przez zasuwę zimnego dmuchu.
4. Powietrze, które przechodzi z dołu do góry przez kratownicę odbiera od niej ciepło i nagrzewa się one do temperatury 800-1100°C.
5. Następnie wtłacza się powietrze do pieca przez zasuwę gorącego dmuchu oraz odpowiedni przewód.

Czas przedmuchiwania nagrzewnicy

Czas przedmuchiwania nagrzewnicy, czyli czas jej efektywnej pracy, to zwykle około 1 godziny. Po godzinnej pracy jest ponowna kolej na fazę nagrzewania. Cykl powtarza się od początku. Dla jednego wielkiego pieca buduje się z reguły trzy nagrzewnice i ustawia się je szeregowo. Spowodowane to jest tym, że czas nagrzewu trwa dwa razy dłużej od czasu efektywnej pracy (pytania na egzamin ustny do uprawnień).

Przy pomocy właściwego przewodu każda nagrzewnica jest podłączona do wspólnego tunelu spalinowego. Tunel ten jest zakończony kominem. Rozstaw osiowy nagrzewnic wynosi z reguły 10,0 m.

Nie są dozwolone jakiekolwiek przemieszczenia pionowe (różnice osiadań) pomiędzy nagrzewnicami. Dlatego ważne jest, żeby przewody zimnego i gorącego dmuchu łączone z pancerzem nagrzewnicy były szczelne.

Ciężar i fundamenty nagrzewnicy

Ciężar jest najważniejszym obciążeniem fundamentu nagrzewnicy. Żeby wybudować jedną nagrzewnicę potrzeba:

– ok. 2000- 2700 ton szamoty,

– 120-140 ton konstrukcji stalowych,

– 60-70 T odlewów.

Jej łączny ciężar wynosi od 2200 do 2900 ton.

Zasadniczy kształt bryły fundamentu wiąże się z:

– narzuconym układem technologicznym,

– warunkiem szczelności połączeń przewodów powietrznych,

– dużym ciężarem nagrzewnicy.

Zasadniczymi typami fundamentów nagrzewnic dmuchu są blokowe, ścianowe i słupowe. Najczęściej wybiera się jednak fundament z dużego masywu żelbetowego. Ma on kształt pełnego bloku. Jego wymiary to 10 x 10 x 4 m. Alternatywą jest również wspólny blok dla trzech nagrzewnic, które mają silnie rozwiniętą podstawę (uprawnienia budowlane – egzamin).