Рабочее окно двухванной сталеплавильной печи

Рабочее окно двухванной сталеплавильной печи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советски к

Социаяистичесиик

Реснублии

ОП ИСАНИЕ

ИЗО6РЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 934164 (61) Дополнительное к ввт. свид-ву 11- 727952 (22) Заявлено 03. 12. 80 (21 } 3211520/22-02 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 07.06 ° 82 ° Бюллетень №21

Дата опубликования описамия 07.06.82 (5! )М. Кл.

Г 27 В 3/10

ГееуАврстеекые кемвтет

CCCP

IIo далем кзобретенкк в втерытвб (53) УД,К669. 332. .2 (088. 8) А. В. Гребенюков, А.Д. Киселев, Н.11.Скоро

А.JI.Êóçüìèí, D.Г.Стрельченко и Ю.Г.Ilpa (72) Авторы изобретения

Коммунарский металлургический завод и исследовательский институт металлу (71) Заявители (54) РАБОЧЕЕ ОКНО ДВУХВАННОЙ СТИ1ЕПЛАВКЛЬНОЙ

ПЕЧИ

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к устройству рабочих окон сталеплавильных печей.

По основному авт. св. - 727952 известно рабочее окно двухванной сталеплавильной печи, содержащее раму с проемом расположенную на ней заслонку с зазором, прикрепленные к раме параллельно боковым торцам заслонки коллекторы с соплами, боковые стенки которых расположены ло отношению к раме под углом 4570 С и снабжены двумя дополнительо ными соплами, расположенными на каждом коллекторе, нижние из которых находятся на расстоянии от верхнего среза проема, равном 0,1-0,3 его ширины, направленными под углом

15-40о к горизонтали и 10-45 в плане. Боковые стенки проема рама, прилегающие к заслонке, выполнены закругленными по радиусу, равному

4-7 диаметра сопла коллектора, а геометрические оси сопел пересекают2 ся с рамой на расстоянии от среза проема, равном 0,8-1,2 радиуса закругления боковых.кромок рамы (l), Однако известно, что наибольшее выбивание дымовых газов иэ ра5 бочего окна имеет место в верхней

его части. Объясняется это тем, что . давление дымовых газов по высоте проема окна возрастает снизу вверх приблизительно по линейному закону, 10 вследствие геометрического напора горячих дымовых газов. В известном устройстве при подводе воздуха свер- . ху распределение воздуха по соплам по длине коллектора может быть либо

IS относительно равномерным при достаточной площади поперечного сечения коллектора, либо неравномерным, если эта площадь мала. В последнем случае максимальные значения скорости истечения воздуха иэ сопел будут наблюдатея в нижней части коллектора, Такое распределение воздуха по соплам коллектора невыгодно и для

934164

3 обеспечения полной отсечки дымовых газов требует значительного увеличения расхода воздуха на завесу.

Кроме того, при такой подаче воздуха нижняя часть коллекторов, подвергающаяся более интенсивному нагреву при скачивании шлака через порог, практически не охлаждается воздухом завесы, что приводит к прогару коллекторов и резко ухудшает эф- 10 фективность работы завесы. Объясняется это тем, что при подаче воздуха сверху скорость воздуха в коллекторе уменьшается в направлении свер—

4 ху вниз, так как по мере раздачи воз- 15 духа по соплам его расход уменьшается.

Осуществить подвод воздуха в коллектор снизу конструктивно сложно из-за отсутствия необходимых для это- о го габаритов рамы рабочего окна. Кроме того, при таком подводе воздуха стойкость подводящего трубопровода, йодвергающегося интенсивному нагреву во время скачивания шлака и постоянным ударам заволочных мульд и лома при завалке шихты, составляет всего несколько плавок. Все это приводит к частым поломкам подводящего трубопровода и требует останов39 ки печи для его ремонта.

Цель изобретения †.повышение эффективности работы аэродинамической завесы и стойкости коллекторов.

Поставленная цель достигается тем, что в рабочем окне двухванной сталеплавильной печи каждый коллектор выполнен с перегородкой, расположенной по длине коллектора в его по,лости, отстоящей от низа коллектора на расстоянии, равном 1,2-1,5 шириЯО ны коллектора, и делящей коллектор на две части, причем полость с соплами имеет в верхней части площадь сечения в l 4-1,8 раза большую, чем в ее нижней части.

Такое разделение коллектора вертикальной перегородкой, установленной

s его полости, обеспечивает необходимое распределение воздуха по соплам с максимальными значениями скорости истечения из сопел в верхней части коллектора, В результате этого необходимый для обеспечения надежной отсечки запыленных дымовых газов, выбивающихся из рабочего окна, расход воздуха на завесу сокращается в

),4»1,6 раза, Кроме того, разделение коллектора перегородкой на две вертикальные поло сти увеличивает стойкость и надежность коллекторов, так как при одинаковых габаритах коллектора, Ilo сраанению с известным, скорость течения воздуха в полостях увеличивается примерно в два раза, что значительно повышает коэффициент конвективной теплоотдачи. Улучшается и охлаждение нижней части коллектора за счет интенсивного омывания воздухом, в то время как в известном устройстве скорость течения воздуха в нижней части коллектора близка к нулю.

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

Рабочее окно двухванной сталеплавильной печи содержит раму l с проемом, заслонку 2, коллекторы 3, имеющие боковые стенки 4, снабженные соплами 5, Боковые стенки 4 установлены по отношению к раме под углом

Р =45-70 . Коллекторы 3 помимо основных сопел 5 снабжены, дополнительными соплами 6, направленными под углом с =15 40о

Yàèäûé коллектор выполнен в перегородкой 7, расположенной в его полости, отстоящей от низа коллектора на расстоянии 9=(1,2-1,5) В, где

 — ширина коллектора. Перегородка

7 делит коллектор 3 на две полости, причем полость с соплами 8 в верхней части коллектора имеет поперечное сечение в l 4 1 8 раза большее, чем в ее нижней части.

Устройство работает следующим образом.

Из цеховой магистрали жатый воздух по трубопроводу 9 поступает в полость с сопламн 8 снизу. При поднятии заслонки струи воздуха, истекающие из сопел, создают в проеме окна аэродинамическую завесу и препятствуют выбиванию запыленных дымовых газов из рабочего пространства в цех. При закрытом окне воздух из сопел поступает в зазор между рамой и заслонкой и создает аэродинамическое уплотнение щели по всей высоте проема рамы. Горизонтальная щель между рамой и заслонкой в верхней части окна уплотняется струями воздуха, истекающего иэ дополнительных сопел 6. Расход воздуха на завесу одного окна составляет 1500 мз/ч при

5 9341 открытой заслонке и 600-800 м /ч при

1 закрытом окне

Разделение коллектора вертикальной перегородкой, установленной в его полости, обеспечивает эффективную работу завесы и повышает стойкость коллекторов. Вертикальная перегородка делит коллектор на две полости, причем полость с соплами имеет площадь поперечного сечения в ФО верхней части в 1,4-1,8 раза большую, чем в ее нижней части. Выбранное соотношение площадей поперечного сечения полости с соплами является оптимальным и обеспечивает нужное распределение воздуха по соплам коллектора с максимальным значением скорости истечения в верхней части окна, где выбивание дымовых газов также максимальное. 20

Объясняется это тем, что в предложенном устройстве полость с соплами по высоте коллектора имеет неравномерное поперечное сечение и воздух в полость подается снизу. Благодаря этому динамический напор воздуха в полости с соплами по мере его раздаР чи по соплам, уменьшается, а статистическое давление увеличивается.

Скорость истечения воздуха из верхнего сопла коллектора увеличивается при этом в 2 раза по сравнению со скоростью истечения из нижнего сопла, т.е. обеспечивается максимальное значение скорости истечения воздуха за35 весы в зоне наибольших выбросов дымовых газов из рабочего окна. Такое распределение воздуха -по соплам коллектора снижает расход воздуха на завесу в предложенном устройстве в 1,41,6 раза,по сравнению с известным, и улучшает тепловую работу печи.

Предложенное рабочее окно было исследовано на воздушной модели двухванной печи. Испытания показали, что .оно обеспечивает эффективное устранение выбросов газов из рабочего окна при более низких расходах воз,духа за счет получения необходимого

1 распределения воздуха по соплам.

9l

В таблице приведены данные моделирования. Из таблицы видно, что в предложенном устройстве максимальное значение скорости истечения воздуха достигалось из сопел в верхней чаSS сти окна, где выбивание газов также максимапьное. При этом скорость истечения из верхнего сопла была в 2 раза больше, чем у нижнего сопла, 64 6

В известном устройстве максимальное значение скорости истечения обеспечивалось в нижней части окна, где выбивание газов были незначительные.

Такое нерациональное распределение скорости по соплам в известном устройстве требует повышенных расходов воздуха в завесу. В предложенном устройстье практически полное устранение выбросов из окна обеспечивалось при расходе 1500 м /ч воздуха, в то время как в известном устройстве достаточно полное устранение выбросов достигалось при подаче 2000 м /ч. Сокращение подачи воздуха в завесу пред-...: ложенного окна улучшает тепловую работу двухванной печи.

Кроме того, разделение коллектора перегородкой, установленной от низа коллектора на расстоянии равном

1,2-1,5 ширины коллектора, увеличивает стойкость коллекторов. Объясняется это тем, что при одинаковых габаритах коллектора,по сравнению с известным скорость течения воздуха в полостях увеличивается примерно в два раза, что значительно повышает коэффициент конвективной теплоотдачи. Улучшается и охлаждение нижней части коллектора за счет интенсивного омывания его стенок воздухом, в то время как в известном устройстве скорость течения воздуха в нижней части коллектора близка к нулю.

Оптимальность выбранного расстоя- . ния установки перегородки от низа коллектора подтверждается следующим.

При установке перегородки от низа коллектора на расстоянии меньшем, чем 1,2 ширины коллектора из-эа увеличения скорости потока воздуха в месте поворота его на )80, воэра - 1 о стет сопротивление и потребуется повысить давление воздуха в цеховой магистрали. Иметь в этом случае необходимый запас давления не всегда

1удается, так как на большинстве метал" лургических зазодов существует дефицит сжатого воздуха и в завесах используется турбинный воздух низкого давления (40-100 кПа).

Установка перегородки от низа коллектора на расстоянии большем, чем l 5 ширины коллектора, снижает стойкость коллекторов, так как при этом уМеньшается скорость owaвания стенок нижней части коллектора ц коэффициент конвекщ онной теплоотдачи падает.

9 34164

Предложенное 70 80 90 100 110 120 130 140 1500 90

Из вестное 140 130 120 110 100 90 80 70 2000 130

1 Сопло 1 расположено в нижней части коллектора, а сопло, 15 — в верхней части коллектора.

Формула изобретения

Производственные испытания на двухванной печи. Коммунарского металлургического завода показали, что предпоженное устройство надежно в работе и обеспечивает практически 5 полное устранение выбросов запыленных дымовых газов из открытых и закрытых окон двухванной печи при расходах воздуха в 1,4-1,6 раза более низких, чем в известном устройстве.

Повысилась стойкость коллекторов, что обеспечило надежную работу уплотнения в течение всей кампании печи.

Таким образом, получено решение важной социальной и технической проРабочее окно двухванной сталепла- 3S випьной печи по авт. св. Ф 727952, о т л и ч а ю ц е е с я тем, что, с целью повышения эффективности аэродинамического уплотнения и стойкости коллекторов, каждый коллектор 40 выполнен с перегородкой, делящей полость коллектора на две части и блемы, открывающее возможность существенного увеличения выплавки стали в стране за счет ввода в действие новых высокопроизводительных двухванных агрегатов.

Наряду с улучшением условий труда предлагаемое устройство повышает эффективность тепловой работы печи.

Сокращаются потери тепла с отходящими дымовыми газами за счет уменьшения поступления холодного воздуха в печь. Это обеспечивает снижение удельного расхода чугуна 3-5 кг/т стали. расположенной на расстоянии 1,2-1,5 ширины коллектора от его нижнего конца, причем полость, сообщенная с соплами, имеет в верхней части площадь поперечного сечения в 1,4-1,8 раза большую, чем в ее нижней части.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ф 727952, кл. F 27 В 3/10, 1978.

934164 л-A э г

Составитель О.Попов

Редактор Г.Волкова Техред М.Гергель Корректор У.Пономаренко

Заказ 3901/29 Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4/5

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