Рабочее окно двухванной сталеплавильной печи

Рабочее окно двухванной сталеплавильной печи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

РАБОЧЕЕ ОКНО ДВУХВАННОЙ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОЙ ПЕЧИ, содержащее раму с проемом и металлическим порогом , распо юженную на ней с зазором заслонку, прикрепленные к раме параллельно боковым торцам заслонки коллекторы, соединенные трубопроводами с отсечным клапаном с магистралью сжатого воздуха, боковые стены которых расположены по отношению к раме под углом 45-70° с соплами, направленными в проем рамы, лебедку при.вода вертикального перемещение заслонки, отличающееся тем, что, с целью снижения расхода воздуха и его охпаждающего действия на технологический процесс, каждый коллектор выполнен с перегородкой, расположенной горизонтально в его плоскости на расстоянии от металлического порога , равном 0,15-0,30 высоты проема рамы, и делящей полость на две части, причем нижняя и верхняя полости коллектора соединены с магистралью сжатого воздуха отдельными трубопроводами с отсечными клапанами , каждый из которых снабжен в байпасной линией с вентилем, а приводы отсечных клапанов электрически связаны с контактами командоаппаратов лебедок привода вертикального перемещения заслонки, при этом сумГмарная площадь сечения сопел ниж|Ней полости составляет 15-30% сум;марной площади сечения сопел всего коллектора. :д эо X)

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(Ю F 27 В 3 10

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3374048/22-02 (22) 05.01.82 (46) 07.10.83. Бюл. Р 37 (72) А.Д.Киселев,. Ю.Б.Снегирев, С.И.Ахманаев,A.Ë.Êóçüìèí,Þ.Н.Тулуевский, Г.В.Чернушкин, A.И.Агарышев и A.А.Кривошейко (71) Научно-исследовательский институт металлургии (53) 669.183.214 (088.8) (56) 1. Патент США Р 3203682, кл. 263-46, опублик. 1963.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 727952, кл. F 27 0 3/10, 1980. (54) (57) РАБОЧЕЕ ОКНО ДВУХВАННОЙ

СТАЛЕПЛАВИЛЬНОЙ ПЕЧИ, содержащее раму с проемом и металлическим порогом, расположенную на ней с зазором заслонку, прикрепленные к раме параллельно боковым торцам заслонки коллекторы, соединенные трубопроводами с отсечным клапаном с магистралью сжатого воздуха, боковые стены которых расположены по о отношению к раме под углом 45-70, с соплами, направленными в проем рамы, лебедку привода вертикального перемещения заслонки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения расхода воздуха и его охпаждающего действия на технологический процесс, каждый коллектор выполнен.с перегородкой, расположенной горизонтально в его плоскости на расстоянии от металлического порога, равном 0,15-0,30 высоты про.ема рамы, и делящей полость на цве части, причем нижняя и верхняя полости коллектора соединены с магистралью сжатого воздуха отдельными трубопроводами с отсечными клапанами, каждый иэ которых снабжен байпасной линией с вентилем, а приводы отсечных клапанов электрически связаны с контактами командоаппаратов лебедок привода вертикального перемещения заслонки, при этом сум(марная площадь сечения сопел ниж;ней полости составляет 15-30Ъ сум;марной площади сечения сопел всего коллектора.

1046583

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к устройству рабочих окон сталеплавительных печей

Известна мартеновская печь без передней стенки с тремя подвижными крышками, оборудованными устройства- ми для воздушной отсечки, выбирающихся иэ печи дымовых газов. Крышки снабжены воздушными коллекторами с тремя соплами, направленными горизонтально и параллелью плоскостй окна. Для устранения выбивания дымовых газов воздух в коллек- торы завесы подается только при подъеме крышки, а в те периоды, когда заслонки находятся в нижнем положении, подача воэдуха прекращается f1) .

Однако данное устройство не может обеспечить эффективного устранения, выбросов дымовых газов из окна. Объясняется это тем, что при направлении осей сопел параллельно плоскости окна в месте встречи струй противоположного направления поток газа обязательно раздев ляется на два, один из которых направлен в йечь, а другой — на окна в цех. При этом выбивание газов из окна может даже увеличиваться.

Кроме того, при малом числе сопел расстояния между соплами оказываются настолько большими, что дымовые газы могут .свободно выходить между струями, вытекающими из соседних сопел. При опускании крышки выбивание дымовых газов иэ щели между крышкой и рамой, а также в зазор между крышкой и порогом в данном устройстве не устраняется, так как воздух на завесу в этот период пол ностью отключается.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является рабочее окно двухванной сталеплавильной печи, содержащее раму с проемом и металлическим порогом, расположенную на ней с зазором заслонку, прикрепленные к раме параллельно боковым торцам заслонки коллекторы, соединенные трубопроводами с .отсечным клапаном с магистралью сжатого воздуха, боковые стены которых расположены по отношению к раме под углом 45-70 С, с соплами, направ0 ленными в проем рамы, лебедку привода вертикального перемещения заслонки )2) .

Однако известное устройство, устраняя выбросы запыленных газов, требует повышенного расхода воздуха на уплотнение неполностью закрытого окна, что приводит к ухудшению тепловой работы печи.

Объясняется это следующим. При закрытой заслонке щель между рамой и заслонкой на действующих двухванных печах составляет около 5

15 мм. Поэтому для устранения выбивания дымовых газов из щели требуется подача воздуха в.небольших количествах, в 2-3 раза меньших, 5 чем для устранения выбросов из открытого окна. Однако в известном устройстве расход воздуха на уплотнение неполностью закрытоГо окна нельзя уменьшать в укаэанном выше

fg соотношении, так как это приведет к появлению выбивания дымовых газов в нижней части окна через зазор между порогом и заслонкой. На мартеновских и двухванных печах заслонка рабочего окна может находиться в следующих положениях: полностью поднята, полностью опущена и частично приподнята над уровнем порога.

Необходимость установки заслонки с зазором от порога объясняется следую20

1. Зазор обусловлен ходом технологического процесса (скачивание шлака) .

25 2. При частом подъеме и опускании заслонок во время эавалки быстроходные лебедки не обеспечивают их плавного опускания, возможны удары заслонок о пороги, что

З0 приводит к выходу их из строя. Поэто му на мартеновских и двухванных печах конечные выключатели лебедок настроены так, чтобы при опускании низ заслонки не доходил до металли35 MecKGI o поРогB &To HGKJIICRBeT УдаР заслонки о порог. Установка тихоходных лебедок увеличит время эавалки шихты и снизит производительность печи.

3. В периоды плавления и доводки

40 заслонки также находятся в частично приподнятом положении для того, чтобы исключить приварку низа заслонки металлом и шлаком к ложному порогу.

45 Для полного устранения выбивания дымовых газов иэ неполностью закрытого окна в известном устройстве необходимо поддерживать расход воздуха, близкий к расходу воздуха на завесу открытого окна, что экономически нецелесообразно и, кроме того, приводит к ухудшению тепловой работы печи за счет вдувания в рабочее пространство холодного балластного воздуха завесы.

Целью изобретения является снижение расхода воздуха и его охлаждающего действия на технологический процесс.

Поставленная цель достигается

60 тем, что в рабочем окне двухванной сталеплавильной печи, содержащем раму с проемом и металлическим порогом, расположенную на ней с зазором заслонку, прикрепленные к раме

65 параллельно боковым торцам заслонки

1046583 коллекторы, соединенные трубопроводами с отсечным клапаном с магистралью сжатого воздуха, боковые стены которых расположены по отношению к раме под углом 45-70, с соплами, о направленными в проем pawl, лебедку привода вертикального перемещения заслонки, каждый коллектор выполнен с перегородкой, расположенной горизонтально в его плоскости на расстоянии от металлического порога, равном 0,15-0,30 высоты проема рамы и делящей полость на две части,причем нижняя и верхняя полости коллектора соединены с магистралью сжато»

ro воздуха отдельными трубопроводами с отсечными клапанами, каждый иэ которых снабжен байпасной линией с вентилем, а приводы отсечных клапанов электрически связаны с контактами командоаппаратов лебедок привода вертикального перемещения заслонки, при этом суммарная площадь сечения сопел нижней полости составляет 15-30% суммарной-площади сечения сопел всего коллектора.

На фиг. 1 показано рабочее окно, общий вид, на фиг. 2 — сечение Б-Б ,на фиг. 1.

Рабочее окно двухванной сталеплавильной печи содержит раму 1 с проемом, заслонку 2, лебедку 3 для вертикального перемещения заслонки 2, коллекторы. 4, имеющие боковые стенки 5, снабженные соплами 6. Боковые стенки установлены по отношению к плоскости рамы под углом = 45-70 Коллекторы 4 помимо сопел 6 снабжены двумя дополнительными соплами 7, направленными под углом Ю = 15-40 и расположенными о на расстоянии A= (0,1-0,3) К, где К— ширина проема рамы.

Каждый коллектор 4 имеет перегородку 8, установленную горизонтально на расстоянии 1 = (0,1-0,3) и от металлического порога 9, где h высота проема рамы. Перегородка 8 делит полость коллектора 4 на две полости, причем верхняя полость 10 соединена трубопроводом 11 с цеховой магистралью 12 через отсечной клапан 13 и байпасный трубопровод с вентилем 14, а нижняя полость 15 соединена с этой же магистралью отдельным трубопроводом 16 через отсечной клапан 17 и байпасный трубопровод с вентилем 18. Для управления работой отсечных клапанов от положения заслонки лебедка 3 имеет командоаппарат с контактами 19.

Устройство работает следующим образом.

Иэ цеховой магистрали 12 сжатого воздуха сжатый воздух по трубопроводам 11 и 16 поступает в верхние

10 и нижние 15 полости коллектора.

При подъеме заслонки 2 включаются контакты 19 командоаппарата и дают сигнал на открытие отсечных клапанов 13 и 17. Расход сжатого воздуха при этом увеличивается в верхнюю полость до 1500-2000 м3/ч, а в ниж5 нюю полость до 300-500 м /ч. При полном опускании заслонки контакты

19 командоаппарата дают сигнал закрытия отсечных клапанов 13 и 17 и расход воздуха сокращается в верх)0 нюю полость 10 до 500-700 м /ч, а

-в нижнюю полость 15 до 150-250 м /ч.

При неполностью опущенной заслонке закрывается только отсечной клапан

13, а отсечной клапан 17 остается

15 открытым Расход воздуха в верхнюю полость в этом случае сокращается до 500-700 м /ч, а в нижнюю полость остается максимальным и составляет 300-500 м /ч.

При полностью закрытой заслонке воздух иэ верхней и нижней полостей. поступает в зазор между рамой и заслонкой и создает аэродинамическое уплотнение щели между рамой и заслонкой. При неполностью закрытом окне струи воздуха верхней полости создают аэродинамическое уплотнение щели между рамой и заслонкой, а струи воздуха нижней полости создают аэродинамическую завесу в неэакры30

65 той заслонкой части окна. При подъеме заслонки струи воздуха, истекающие из сопел обеих полостей,.создают завесу в проеме открытого окна и препятствуют выбиванию газов из рабочего пространства.

Разделение коллектора перегородкой на две полости, соединение их с магистралью сжатого воздуха отдельными трубопроводами с отсечными клапанами, каждый иэ которых снабжен байпасной линией с вентилем, и наличие электрической связи приводов отсечных клапанов с контактами командоаппаратов лебедок позволяет независимо подавать и регулировать расход воздуха в. верхнюю и нижнюю полости коллектора. При открытой заслонке отсечные клапаны 13 и 17 открыты, и в обе полости подается максимальный расход воздуха, обеспечивающий устранение выбросов из открытого окна. При полном опускании заслонки для устранения выбивания газов из щели между рамой и заслонкой расход воздуха ° в обе полости коллекторов устанавливается в 2-3 раза меньшей, чем при полностью открытом окне. Это.достигается за счет закрытия отечных клапанов 13 и 17 и соответствующей регулировкой вентилей

14 и 18 байпасных линий. При неполном опускании заслонки расход воз уха в верхние полости коллекторов устанавливается на минимальном уровне, а в нижние полости для устранения выбивания дымовых газов в зазор

1046583

Т аблица 2

Расход возду,ха на завесу при неполностью закрытом окне, м /ч

Количестно выби-, вающих ся из окна газов, м3/ч

0,10 800 360

0,15 800

О, 20 800

0,30 800

10 — =Π2=const

Р

О, 35 800 300

0,35 925 35

Из приведенных данных (табл. 1) видно, что только при установке перегородки на расстоянии от металлического порога, равном О, 15

О, 3 О высоты проема р аьы, до стн г ается эффективная отсечка дымовых газон из неполностью закрытого окна при минимальном расходе воздуха на завесу. При значениях — „с О, 15 выбросы из окна не устраняются, при увеличении — „> 0,3 для устра1 нения выбросов дымовых газов из окна требуется повышенный расход ноэдуха на уплотнение.

Проведенные исследования показали также, что только при выполнении сечения сопел нижней полости, равного

15-30% суммарной площади сечения сопел всего коллектора, достигается надежное устранение пылегаэовых выбросов из окна при минимальном расходе воздуха в завесу табл. 2 н/F

0,15-0,30 . При уменьшении сечения сопел нижней полости менее 15% (табл„2)FH/t =(0,1) выбросы дымовых ,газов из окна не устраняются, а при увеличении сечения сопел нижней полости более 30% (табл. 2, F / =О, 35) устранение выбросов требует унеличе" ния расхода воздуха н завесу.

Таким образом, выбранные соотношения установки перегородки и сече ния сопел нижней полости являются оптимальными и не зависящими друг от друга, что подтверждается пронеден ными исследованиями (табл. 1 и табл. 2), Для сравнения взята кон40

Таблица 1

Количество выбивающихся из окна газон, э/„

Расход воздуха на завесу нри не- полностью з акрытом окне, „э/„

400

0,10 800

0,15 800

О, 20 800

0,30 800

О, 35 800

О, 35 900

10 Í вЂ” =0,2=corist

30

250

65 между низом заслонки и порогом устанавливается максимальный расход воздуха, при этом отсечной клапан

13 закрыт, а отсечной клапан 17 открыт. Предлагаемая схема раздельной подачи воздуха в полости коллекто- 5 ров и регулирование его расхода в зависимости от положения заслонки обеспечивает эффективную работу уплотнения при минимальном расходе энергоносителя.

В связи с тем, что время, в течение которого окна полностью открыты, составляет 10-20% от общей продолжительности плавки, а сечение сопел нижней полости равно 15-30% от суммарного сечения сопел всего коллектора, общий расход воздуха в предлагаемом устройстве сокращается в 1,5-2,0 раза по сравнению с известным, что улучшает тепловую работу печи эа счет уменьшения поступления в рабочее пространство холодного, воздуха завесы.

Оптимальность выбранных соотношений установки перегородки и сечения сопел нижней полости была определена в результате дополнительных исследований, проведенных авторами на модели. Исследования были проведены с коллекторами, имеющими перегородки, которые размещались на 3 различных расстояниях от металлического порога -(табл.1) при различном соотношении сечения сопел нижней полости Q ) F . (табл. 2), где Гц и Т вЂ” площадь сечения сопел соответственно нижней полости и всего коллектора. В приведенных данных моделирования расходы газов даны в пересчете на условия промышленной печи.

1046583

Pug. 1

Ъ струкция рабочего окна, которая применяется на двухванной печи Р 29 на ИМК f2) .

Испытания показали, что предлагаемое устройство надежно в работе и обеспечивает нрактнчески полное устранение выбросов запыленных rазов

-из открытых и закрытых окон двухванной печи в здании цеха .при расходах воздуха в 1,5-2,0 раза более низких, чем в известном устройстве.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет без значительных капитальных и эксплуатационных затрат .улучшить условия труда обслуживающего

J2 персонала и резко сократить загряэнание воздушного бассейна.

Наряду с улучшением условий труда предлагаемое устройство повыаает эф5 фективность тепловой работы печей.

3а счет уменьшения поступления .в печь холодного воздуха завесы сокращается потеря тепла с отходящими дымовыми газами, что обеспечивает g снижение удельного расхода жидкого чугуна на 5-7 кг/т стали. Ожидаемый экономический эффект от внедрения .изобретения на одной двухванной печи составит 110700 руб/год.

ИИПИ Заказ 7707/39 раж 615 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4