Ученые Исследовательского центра им. М. В. Келдыша уже несколько лет успешно сотрудничают со специалистами Череповецкого ОАО "Северсталь" _ одного из крупнейших в стране металлургических комбинатов. Последняя их совместная разработка _ экономичное, недорогое, надежное и удобное в работе горелочное устройство мощностью 4 МВт для нагрева сталеразливочных ковшей емкостью 385 тонн. В нагретом ковше металл остывает медленнее, на стенках не образуется корка и не забивается сливное отверстие.
Прежде чем отправиться под разливку стали, ковши подаются краном на участок сушки и нагрева. Здесь 11 горелок одновременно нагревают 11 ковшей. Горелка длиной 4,5-5 метров закрепляется в центре крышки вертикально и, когда та закрывается, опускается внутрь ковша на 1,5-2 метра. (Каждая крышка откидывается и закрывается с помощью мощного редуктора.) Внутренняя футеровка ковша нагревается вырывающимся из горелки огненным факелом и струей газа, образованной продуктами сгорания. Горячая струя газа достигает днища ковша, меняет направление на противоположное, поднимается вдоль стенок, отдавая тепло, и выходит наружу через зазор между крышкой и горловиной ковша.
В конструкции горелки нет каких-либо подвижных элементов. Она представляет собой многоствольный эжектор, в котором струи горючего (метана) смешиваются с окислителем (воздухом). Газовые форсунки смонтированы внутри эжекторного модуля. Одна из них расположена на его оси, а остальные равномерно распределены по окружности вокруг нее.
Горелка работает следующим образом. Природный газ, содержащий 98% метана, под давлением 0,2 МПа подается через форсунки в эжекторный модуль. Оттуда со скоростью звука горючее устремляется в камеру смешения. На входе в нее создается статическое давление ниже атмосферного. За счет разницы давлений туда же через лобовой диффузор и камеру выравнивания скоростей окислителя поступает воздух. В камере смешения высокоскоростные струи природного газа перемешиваются с воздухом. Метано-воздушная смесь попадает в кормовой диффузор, где скорость потока падает, а давление увеличивается, и выходит наружу через стабилизатор пламени. На выходе из горелки смесь поджигают либо специальным воспламенителем, например авиационной свечой, либо с помощью дежурного факела.
Многоствольное эжекторное горелочное устройство, получившее название ЭГУ, намного эффективнее одностволь ного, до сих пор десятками используемого на "Северстали", и во всех отношениях лучше закупленных недавно комбинатом американских горелок. Они гораздо дороже, сложны в эксплуатации и нуждаются в дополнительном охлаждении.
Нашу новую горелку можно применять не только в конверторном производстве, но и для нагрева термических печей и колодцев, в которых при определенной температуре выдерживают стальные заготовки, в химической, машинострои тельной, нефтяной, пищевой и других отраслях промышленности.
Ковшами, нагретыми с помощью многоствольной горелки, на ОАО "Северсталь" разлито уже больше 200 тысяч тонн стали. В 1998 году новизна ЭГУ подтверждена патентом Российской Федерации.
