Un puț de încălzire recuperatorie cu arzător superior este un puț de încălzire în care aerul este încălzit în recuperatoare, iar alimentarea cu gaz și aer de ardere este în partea superioară a puțului. Celula are o formă dreptunghiulară în plan orizontal (lățime 2,2-3,3 m, lungime 7-10 metri). Adâncimea celulei este de până la 4,4 metri. De obicei, în ea sunt încălzite 12-14 lingouri. Greutatea totală a cuvei este cea mai mare dintre toate tipurile de puțuri și este de aproximativ 140 de tone. Puțul are un recuperator ceramic pentru încălzirea aerului la 700-750 °C și un recuperator metalic pentru încălzirea aerului compresorului de înaltă presiune la 200-350 °C.
Arzătorul constă, de obicei, dintr-o conductă de gaz (duză de gaz) cu aer la periferie. Amestecul de gaz și aer are loc în celulă. Ca combustibil se utilizează amestecuri de gaze cu o putere calorifică de aproximativ 6-7 MJ/m³.
Caracteristica puțului: absența unui ventilator. Alimentarea cu aer a arzătorului se realizează prin intermediul unui injector. Ca mediu de injecție se utilizează aer comprimat, a cărui cantitate este de 25-30 % din debitul total de aer. Sub acțiunea rarefierii create de injector și datorită recuperatorului încălzit, care funcționează ca un coș de fum, aerul atmosferic intră singur în recuperator și apoi în amestecătorul injectorului.
În timpul funcționării puțurilor, injectorul poate aspira mai mult aer prin recuperator decât este necesar în condițiile unei arderi de calitate a combustibilului. Pentru a stabiliza debitul de aer, se utilizează canale speciale pentru evacuarea aerului în exces sau crearea unei presiuni crescute în spațiul de lucru al celulei (cu etanșarea corespunzătoare a fantei de acoperire). Aceasta din urmă face posibilă reglarea contrapresiunii injectorului în funcțiune și, în consecință, a debitului de aer.
Principiul de funcționare al puțului este următorul. Lingourile sunt încărcate bucată cu bucată în camera de lucru și dispuse de-a lungul ambilor pereți longitudinali. Se pornește alimentarea cu aer și gaze a compresorului, care, împreună cu aerul atmosferic aspirat, produc o flacără lungă la ieșirea arzătorului în spațiul de lucru. După ce flacăra atinge peretele frontal, aceasta își inversează direcția și fumul este expulzat prin fereastra de fum de sub arzător. Astfel, mișcarea fumului în puț este în formă de potcoavă. Pe de o parte, acest lucru conduce la o reducere a consumului de combustibil datorită utilizării căldurii fumului. Dar, pe de altă parte, duce la încălzirea neuniformă a butoiului. Lingourile care se află lângă peretele opus arzătorului sunt încălzite mai repede. În plus, partea superioară a lingourilor are o temperatură mai ridicată. Modul de încălzire a lingourilor este ghidat de lingourile care se încălzesc mai repede.
Fumul, care este eliminat din spațiul de lucru, trece succesiv printr-un recuperator ceramic format din tuburi ceramice octaedrice, apoi printr-un recuperator cu tuburi metalice, printr-o gură de evacuare a fumului și către coșul de fum.
Deoarece temperatura de fund este scăzută, la puț se utilizează evacuarea cenușii de fund uscat.
La fel ca în cazul puțurilor cu arzător central, rândul superior de tuburi ale recuperatorului este acoperit de praful transportat din spațiul de lucru împreună cu fumul. Acest lucru duce la înfundarea conductelor de fum și la defectarea prematură a recuperatoarelor.
Consumul specific de combustibil echivalent la puțul cu arzător superior este: la așezarea la rece aproximativ 50-60 kg c.t./t de oțel; la așezarea la cald (700-800 °С) aproximativ 30-40 kg c.t./t de oțel.
Pentru a reduce consumul de combustibil și a crește uniformitatea încălzirii lingourilor, se pot recomanda următoarele:
- Instalarea de arzătoare mici suplimentare lângă partea arzătoarelor. Acest lucru va reduce timpul de menținere pentru încălzirea lingourilor rămase în urmă la încălzire;
- aplicarea de separatoare și vârtejuri speciale de flacără care fac flacăra mai scurtă și mai lată;
- utilizarea unui arzător cu duză oscilantă, care schimbă periodic direcția flăcării pentru a schimba poziția zonei de temperatură ridicată;
- suflarea pulsatorie a aerului din compresor la un unghi față de fluxul principal de gaz-aer în apropierea tăieturii duzei arzătorului, ceea ce asigură mișcarea flăcării în spațiul de lucru al puțului;
- prin analogie cu cuptorul cu pământ deschis, instalarea unui vas de zgură între fereastra de fum și recuperator, datorită unei mici reduceri a dimensiunilor recuperatorului. Acest lucru va crește rezistența recuperatorului;
- instalarea de recuperatoare cu jet (pentru încălzirea aerului din compresor) în spațiul de deasupra recuperatorului.
