ДВУХВАННЫЙ СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫЙ АГРЕГАТ Российский патент 1994 года по МПК F27B3/00 C21C5/04 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к конструкциям подовых сталеплавильных агрегатов, имеющих две ванны.

Известен прямоточный двухванный сталеплавильный агрегат, содержащий две ванны и два вертикальных канала в торцах агрегата (опыт реконструкции двухванного сталеплавильного агрегата). Чирихин В. Ф. , Тулуевский Ю. Н. и др. Бюллетень н/т информации "Черная металлургия", N 2, 1989, с. 58-59). Агрегат обеспечивает улучшение экологической обстановки в цехе и в окружающей среде вследствие того, что снижаются неорганизованные выбросы пыли и вредных газов из печи. Однако, наличие двух вертикальных каналов, из которых с высокой дымовой нагрузкой работает только один, увеличивает общую длину агрегата, что в условиях действующих мартеновских цехов не позволяет заменить им мартеновские печи без реконструкции главного здания с увеличением шага колонн. В результате экологически чистый сталеплавильный агрегат не находит широкого распространения из-за необходимости крупных капитальных затрат на реконструкцию цеха.

Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому эффекту является двухванный сталеплавильный агрегат, вертикальный канал которого расположен между ваннами, причем соединительный канал между ваннами разделен огнеупорной стенкой по продольной оси печи на два газохода, один из которых, расположенный по линии передних стенок ванн, соединен вертикальным каналом со шлаковиком, расположенным между ваннами, и снабжен поворотным отсечным устройством (Авт. св. СССР N 344246, F 27 B 3/00, 1972).

Конструкция известного агрегата позволяет разместить его в действующем цехе на месте мартеновской печи без реконструкции главного здания и не увеличивая расстояния между колоннами. Это обеспечивается расположением вертикального канала между ваннами и отказом от двух головок печи, что позволяет уменьшить ее длину. При этом дымовая нагрузка на канал возрастает вдвое.

Однако, сложная система газоходов между ваннами и применение отсечного устройства уменьшает на (50. . . 75) % площадь сечения участка канала, отводящего продукты горения из рабочего пространства печи в вертикальный канал. При этом для предотвращения выбивания продуктов горения через открываемые крышки завалочных окон "холодной" ванны интенсивность продувки в "горячей" ванне должна быть снижена на (50. . . 75) % . Необходимо также ограничивать интенсивность подачи топлива и кислорода через газокислородные горелки для прогрева лома в "холодной" ванне.

Связь технологических и экологических ограничений приводит к снижению производительности агрегата. Кроме того, даже при весьма жестких ограничениях по режиму прогрева лома и продувки ванны устранить неорганизованные выбросы из известного агрегата не представляется возможным, т. к. отходящие из "горячей" ванны дымовые газы по соединительному каналу подаются в "холодную" ванну, где происходит их интенсивная утечка через открытые в период загрузки металлошихты завалочные окна.

Целью изобретения является повышение производительности двухванного сталеплавильного агрегата при улучшении экологической обстановки за счет исключения неорганизованных выбросов отходящих газов из рабочего пространства.

Поставленная цель достигается тем, что в двухванном сталеплавильном агрегате, содержащем вертикальный канал со шлаковиком, расположенный между ваннами, площадь поперечного сечения вертикального канала составляет 0,2-0,3 площади ванны на уровне порогов завалочных окон.

Наличие перечисленных признаков позволяет классифицировать заявляемое изобретение, как соответствующее критерию "новизна". В других известных технических решениях не обнаружены отличительные признаки, характеризующие заявляемое изобретение. Проведенный анализ показал, что данное техническое решение обладает существенными отличиями, а указанная совокупность признаков обеспечивает повышение производительности агрегата при улучшении экологической обстановки в цехе, на заводской площадке и прилегающей к ней окружающей среде за счет исключения неорганизованных выбросов отходящих газов и пыли из рабочего пространства.

Технической сущностью заявляемого изобретения является сосредоточение в одном агрегате преимуществ разработанных ранее с устранением присущих им недостатков.

В частности, заявляемый агрегат обладает экологической чистотой, высокой производительностью и вписывается в существующих мартеновских цехах, не требуя дополнительных капитальных затрат на реконструкцию главного здания. При этом стоимость замены мартеновской печи на предлагаемый двухванный агрегат не превышает стоимости капитальных ремонтов печей, планомерно осуществляющихся во всех цехах.

Заявляемый агрегат в продольном разрезе представлен на чертеже.

Агрегат состоит из двух ванн 3А и 3Б, соединенных общим сводом 1, торцовых стен 2, вертикального канала 4 со шлаковиком 5, расположенных между ваннами. В своде агрегата установлены кислородные фурмы 7 и газокислородные горелки 6.

Агрегат работает следующим образом.

Если в ванне 3А производится продувка ванны кислородом через фурмы 7, то в ванне 3Б осуществляется прогрев металлолома через сводовые горелки 6. Отходящие газы из обеих ванн поступают в вертикальный канал 4 и через шлаковик 5 отводятся на газоочистку. В отличие от прототипа между ваннами отсутствует переток запыленных газов, поэтому неорганизованных выбросов при работе данного агрегата не наблюдается.

Характерной особенностью агрегата является наличие между ваннами вертикального канала с высокой пропускной способностью, что обеспечивает полный отвод дымовых газов из обеих ванн без неорганизованных выбросов даже при максимальных расходах кислорода на продувку ванны или топлива для прогрева металлолома.

Известно, что при любой конструкции сталеплавильного агрегата можно добиться высокой его производительности за счет увеличения расхода кислорода, однако при этом значительно ухудшаются экологические характеристики работы печи. Поэтому на опытных плавках максимальные кислородный и тепловой режимы плавки устанавливали с учетом величины неорганизованных выбросов из печи, т. е. расход кислорода и газа увеличивали до тех пор, пока не появлялось выбивание газов из агрегата. Результаты экспериментов приведены в таблице.

Установлено, что при величине площади поперечного сечения вертикального канала менее 0,2 площади ванны невозможно обеспечить максимальную производительность агрегата без резкого ухудшения экологической обстановки вследствие недостаточной пропускной способности вертикального канала. При площади поперечного сечения вертикального канала более 0,3 площади ванны при постоянном разрежении, создаваемом газоочисткой (в условиях опытных плавок 1200 мм вод. ст. ), уменьшается разрежение на входе в вертикальный канал, снижается скорость газовых потоков в печи. Это ведет к удлинению продолжительности прогрева из-за ухудшения условий теплопередачи, к выбиванию газов из печи даже при более низких значениях интенсивности продувки кислородом и к снижению производительности агрегата.

Применение двухванного сталеплавильного агрегата заявляемой конструкции является одним из наиболее эффективных путей модернизации мартеновского производства стали, т. к. предлагаемый агрегат сочетает в себе все требования, предъявляемые к агрегату, заменяющему мартеновские печи - экологическая чистота, высокая производительность, низкий расход чугуна и топлива, исключение необходимости капитальных затрат на реконструкцию здания цеха, сокращение числа агрегатов в цехе. (56) Авторское свидетельство СССР N 344246, кл. F 27 B 3/00, 1970.

Авторское свидетельство СССР N 1719839, кл. F 27 B 3/20, 1989.

Использование: в черной металлургии, конкретнее в конструкциях двухванных сталеплавильных агрегатов. Сущность изобретения: агрегат содержит свод, плавильные ванны, расположенные между ваннами, соединительный канал, вертикальный канал со шлаковиком. Участок свода соединительного канала выполнен выше участков свода над ваннами. Его высота от уровня порогов завалочных окон равна 1,05 - 1,3 высоты свода над ваннами. Участок свода соединительного канала сопряжен с участками свода над ваннами под углом 5 - 15к горизонтали. 1 табл. , 1 ил.

ДВУХВАННЫЙ СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫЙ АГРЕГАТ, содержащий плавильные ванны с порогами завалочных окон, расположенный между ваннами вертикальный канал со шлаковиком, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности агрегата и уменьшения выбросов отходящих газов из рабочего пространства, площадь поперечного сечения вертикального канала выполнена равной 0,2 - 0,3 площади ванны на уровне порогов завалочных окон.