Регенератор мартеновской печи

Регенератор мартеновской печи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

<ц9

Союз Советск их

Социалистических

Республик

ОП ИСАЙИ Й

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 3 1.0780 (21) 2966889/22-02 (51)М. Кл.

F 27 В 3/26 с присоединением заявки М

3Ьеударственный квмнтет

СССР яо делам изобретений н открытнй (23) Приоритет(53 ) УД К 669, 1 83. . 213 (088,8) Опубликовано 280282 Бюллетень М 8

Дата опубликования описания 289282

Б.С.Чайкин, Г,E.Иарьянчик, Л.С.Штейнберг

В.H.Ãóðîâ и В.П.Прус

Государственный ордена Трудового Красного:,ЗнаиенВ;ср1рзный;; институт по проектированию агрегатов сталеплавиль угс т и прокатного производства для черной металлургии

"Стальпроект" (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель (54 ) РЕГЕНЕРАТОР МАРТЕНОВСКОЙ ПЕЧИ

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к мартеновским печам, конкретнее к регенераторам которые позволяют использовать тепло отходящих из рабочего пространства печи дымовых газов для нагрева воздуха, используемого для горения.

Большегрузные мартеновские печи садкой 650-900 т. обычно оборудуются двухоборотными регенераторами с целью нагрева воздуха до более высокой температуры и лучшего использования тепла отходящих дымовых газов.

Наиболее близким к предлагаемому является двухоборотный регенератор, тз состоящий из двух камер: горячей (примыкающей к шлаковику) и холодной, между которыми находится соединительный канал. Дымовые газы из рабочего пространства печи через вертикальный канал поступают в шлаковик, затем проходят сверху вниз насадку горячей камеры и по соединительному каналу пос", тупают в наднасадочное пространство хо2 лодной.камеры, проходят через ее насадку и поступают в дымовой боров (13Конструкция деухоборотного регенератора имеет ряд недостатков, что препятствует ее распространению и отрицательно сказывается на тепловой работе мартеновских печей.

Разрежение в холодной камере выше, чем в горячей. Разницу в величине разрежения определяет сопротивление дви" женив дымовых газов в горячей камере и соединительном канале. Из-за этого через свод холодной камеры подсасывается холодный окружающий воздух в результате чего снижается темпера" тура дымовых газов перед насадкой и ухудшается нагрев воздуха.

Из практики известно, что в мартеновских печах с однооборотными регенераторами, работающих с применением кислорода, подсосы воздуха дости" гают 40-45 о, а увеличение подсосов на каждые 10> снижает температуру нагрева воздуха на 35-45 .

3 909.5

Подсосы на двухоборотных регенера-. торах вдвое превышают подсосы холодного воздуха на однооборотных. Результатом подсосов холодного воздуха является значительное ухудшение тепловой работы печей, оборудованных двухоборотными регенераторами.

Особенно сильно недостатки известной конструкции двухоборотных регенераторов сказываются при работе мартеновских печей с применением кислорода для продувки ванны и обогаще-. ния воздуха. Ячейки насадок заносятся плавильной пылью (a большей степени в горячей камере), и уже через 100120 плавок с момента начала кампании печь вынуждены останавливать на ремонт.

С ремясь уменьшить занос ячеек, на. большинстве заводов начали увеличивать их размер со 155xl55 мм до

300х300 мм и даже 350х350 мм в горячей.камере. При этом подсосы воздуха в регенератор уменьшаются и срок службы насадок несколько возрастет, но резко ухудшается регенерация тепла насадкой. Так, при увеличении размера ячейки со l55x155 мм до 300х х300 мм коэффициент регенерации тепла. снижается с 0,48 до 0,35, что соответствует снижению температуры нагрева воздуха на 200-300 .

Для компенсации снижения коэффициента регенерации на 0,01 требуется дополнительный расход 1 кг топлива на тонну стали.

Плавильной пылью заносятся особенно сильно верхние ряды насадок, так как оседание пыли начинается на открытых горизонтальных площадках кир40 пича насадки. Чем выше температура дымовых газов, тем сильнее заносятся насадки плавильной пылью.

В результате увеличения размера ячеек в горячей камере температура дыма, поступающего в холодную камеру, составляет 1250-1350, что вызывает повышенный занос верхних рядов насадки и в холодной камере. Поэтому в холодной камере вынуждены увеличивать размер ячеек до 200х200 и 250х250 мм.

Таким образом, эта конструкция двухоборотных регенераторов не обеспечивает нормальной работы март еновских печей, на которых используется кислород для продувки ванны и подачи в факел.

Дальнейшая. интенсификация плавки на большегрузных мартеновских печах

12

4 невозможна, так как при этом двухоборотные регенераторы либо не обеспечивают достаточный нагрев воздуха, либо быстро выходят из строя.

Цель изобретения -. увеличиение стойкости, улучшение тепловой работы регенеративных насадок, устранение вредного влияния подсосов холодного воздуха.

Поставленная .цель достигается тем, что в регенераторе мартеновской печи, состоящем из холодной и горячей камер, каждая иэ которых имеет насадку, наднасадочное и поднасадочное пространство, поднасадочное пространство холодной и горячей камер объединено, а наднасадочное пространство холодной камеры снабжено отводным каналом сообщающимся с дымовым боровом.

На фиг. 1 схематично изображен регенератор, разрез; на фйr. 2 — график оптимальностей скоростей воздуха.

К шлаковику 1 мартеновской печи примыкает двухоборотный регенератор, состоящий из горячей камеры с насадочным пространством 2 с насадкой 3 и холодной камеры с наднасадочным пространс гвом 4 и насадкой 5. Ниэ горячей и низ холодной камер соединены общим поднасадочным пространством 6. Наднасадочное пространство 4 холодной камеры при помощи отводного канала 7 соединено с дымовым боровом 8, В зависимости от конкретных условий отводной канал может быть выпол-. нен как в.торце холодной камеры, так и сбоку. Это облегчает компоновку двухоборотного регенератора.

Регенератор работает следующим образом.

Дымовые газы мартеновской печи, пройдя через шлаковик 1, поступают в наднасадочное пространство 2 горячей камеры регенератора, пррходят насадку 3, а затем через общее поднасадочное прЬстранство 6 попадают в насадку

5 холодной камеры, наднасадочное пространство 4 и через отводной канал 7 в дымовой боров 8.

Такая конструкция двухоборотного регенератора позволяет устранить недостатки известной конструкции. Подсосы холодного воздуха через свод холодной камеры в данном случае не оказывают отрицательного воздействия на тепловую работу регенератора, так как холодный воздух попадает в дымовые га-зы, уже покидающие регенератор. ТемпеОсуществление схемы работы регенератора с подачей дымовых газов снизу вверх практически возможно только в случае двухоборотной насадки регенератора. Без снижения температуры дымовых газов в горячей камере ниже

1306- 1350ОС было бы невозможно обеспечить стойкость нижних ряДов насадки и опорных арок поднасадочного пространства.

В результате внедрения предлагаемого регенератора увеличивается срок службы регенератора и улучшается теп5 9095 ратура этих газов составляет 600800 С, что исключает налипание пыли к

0 верхним рядам регенеративной насадки.

В нижней части насадки холодной ка- меры пыль- также не оседает, так как отсутствуют горизонтальные площадки на кирпиче насадки, на которых может оседать и налипать плавильная пыль.

Это позволяет выполнять насадку в хо- 1р лодной камере с ячейками размером

155х155 и даже меньше и повысить степень регенерации тепла насадкой.

Кроме того, обеспечивается возможность удаления пыли из поднасадоч- 1 ного пространства обеих камер.

Тепловые расчеты показывают, что увеличение размеров. ячеек в горячей камере до 350х350 мм с целью увеличения срока службы насадки и 2О уменьшение размеров ячеек в холодной камере до 150х150 мм позволяет получить температуру нагрева воздуха до

1000- 1100 С. Это достигается. вследст- . вие сокращения подсосов воздуха и д улучшения теплообмена в холодной каме ре.

На практике в двухоборотных регенераторах известной конструкции возмо,жен нагрев воздуха лишь до 700-800 С. Зв

В вышеупомянутых расчетах принималось во внимание неравномерное распределение газов по сечению холодной камеры. С целью лучшего распределения по сечению насадки охлаждающиеся газы целесообразно направлять сверху вниз, а нагреваемые - снизу вверх. Однако это правило имеет ограниченное применение. Оно справедливо для случая, когда величина скоростного напора га-40 зов в насадке мала по сравнению с герметическим напором, и ее можно пренебречь. В реальных конструкциях дело обстоит не так.

Так, при скоростях Дымовых газов в4 насадке регенераторов большегрузных мартеновских печей, равных 1,52,0 м/с, величины скоростного и геометрического напоров приблизительно равны, т.е. движение горячих дымою вых газов в направлении снизу вверх не оказывает существенного влияния на; равномерность их распределения по . сечению насадки. Поэтому перегрев на" садки холодной камеры практически

SS исключен.

Скорость воздуха ниже 1,0 м/с может отрицательно сказываться на тепловой работе холодной камеры. Чтобы из12 6 бежать этого явления, скорость воздуха в холодной камере регенератора должна быть не менее 1,0 м/с, а для практически равномерного распределения по сечению насадки достигать 1,5 м/с..

Оптимальность приведенных скоростей воздуха поясняется графиком

,фиг. 2), который отражает результаты пррделанных расчетов. На оси абсцисс указано значение температуры нагреваемого воздуха после прохождения холоднрй камеры. На оси ординат приведено отношение скоростей воздуха в холодных и нагретых каналах холодной каме" ры регенератора И,„ /М Лср - средняя скорость воздуха по сечению насадки при 0 С.

При скорости воздуха 1,5 м/с и выше воздух по сечению насадки распространяется практически равномерно, что находит отражение на графике,даже при температуре воздуха, равной

100 С, отношение скоростей в каналах не снижается меньше величины 0,5.

Таким образом, площадь, живого сечения насадки холодной камеры, которую необходимо обеспечить при сооружении регенератора, должна обеспечить скорость воздуха в пределах 1,01,5 м/с, т.е. удовлетворять соотношению . Q

10-15

3б00 S где (3 - -количество холодного воздуха, нм /ч, S - -площадь живого сечения насадки.

При соблюдении этих условий несколько возрастет скорость дымовых газов в холодной камере (до 2,0-2,5 м/с) и повысится сопротивление движению газов. Однако оно будет компенси роваться отсутствием подсосов воздуха в холодную камеру и геометрическим напором газов при их движении снизу вверх.

7 90951 ловая работа печи. Это позволяет сократить.коли ество ремонтов, снизить расход огнеупоров и расход топлива. формула изобретения

Регенератор мартеновской печи, состоящий из холодной и горячей камер, каждая из которых имеет насадку, над- fg насадочное, поднасадочное пространства и дымовой боров, о т л и ч а ю2 8 шийся тем, что, с целью увеличения срока службы и улучшения его тепловой работы, поднасадочное пространство холодной и горячей камер объединено, а наднасадочное пространство холодной камеры соединено с дымовым боровом отводным каналом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Металлургия стали. Под ред, В.И.Явойского и Г.Н.Ойкса. М.,"Металлургия", 1973, с. 616.

909512 мах

-0,5

Составитель О,Попов

Редактор Н.Безродная Техред Ж.Кастелевич Корректор M.лароши

Заказ 874/63 Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва,Ж-35, Раушская наб,,д,4/5

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