Организация подачи горячего дутья. Конструкция и принцип работы воздухонагревателя Каупера

Воздухонагреватели (“кауперы”), предназначены для нагрева воздуха, подаваемого в доменную печь (горячее дутье под давлением). Каупер представляет собой вертикальный цилиндрический стальной кожух с внутренней «шахматной» насадкой из огнеупорного кирпича.

Для нормального протекания доменного процесса и достижения высокой производительности необходимо вдувать ежеминутно 1,6-2,3 м³ (или 1,9-3,2 кг) дутья на 1 м³ полезного объема печи. Нижний предел относится к работе на дутье, обогащенном кислородом. Taк, при работе доменной печи объемом. 3000 м³ ежеминутно необходимо подавать дутья около 4800 м³, а для доменной печи объемом 5000 м³ около 8000 м³. А так как давление газов на колошнике повышается до 250 кПа, то давление дутья, подаваемого в печь, дости­гает 350-400 кПа.

В настоящее время в качестве дутья широко применяют воздух обогащенный кислородом. Последний получают на кислородных станциях с блоками разделения воздуха. Производительность боль­ших блоков по кислороду составляет 35 тыс. м³/ч, но намечено по­строить блоки еще большей производительности. В этих блоках процесс состоит из предварительного сжижения воздуха, который затем подвергается ректификации, т. е. разделению, основанному на различии температур сжижения различных составляющих воз­духа. При разделении необходимо достигать отрицательных темпе­ратур до -200 °С, так как температура кипения воздуха составляет – 192 °С. Такие низкие температуры достигают в результате много­кратного расширения сжатого воздуха и системы теплообменников, в которых происходит передача холода от одной среды к другой. При испарении жидкого воздуха в первую очередь улетучивается смесь газов, богатых азотом (t _кип  = -195,8 °С), затем аргоном (t _кип ⁼ -189,4 °С), вследствие чего остаток постепенно обогащается кислородом (t_кип = -183 °С). Полученный на кислородной станции газообразный технический кислород (95-97 % О₂) либо добавляют во входной патрубок воздуходувной машины или же подают к возду­хонагревателям по отдельному кислородопроводу. Предпочтение отдается первому способу.