СТАЛЕПЛАВИЛЬНАЯ ПЕЧЬ Российский патент 1995 года по МПК F27D17/00 F27B3/26 F27B3/02 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть применено в конструкциях подовых сталеплавильных печей, конкретнее мартеновских печей, работающих с продувкой металла кислородом.

Известна подовая сталеплавильная печь, применяемая для выплавки стали с интенсивной продувкой металла кислородом. Печь содержит подину, стенки, свод, головки, газоходы, шлаковики и теплообменные камеры, выполненные разделенными вертикальными стенками на секции, а в своде камер по оси каждой секции установлены топливные горелки и водяные форсунки [1] Так как в теплообменных камерах практически полностью отсутствуют поверхности нагрева, поступающий в печь воздух подогревают при помощи топливных горелок, в отходящие дымовые газы охлаждают при помощи водяных форсунок. Это приводит к неоправданно большим потерям тепла с охлаждающими газами, которые компенсируют дополнительным расходом топлива.

Наиболее близкой к предлагаемой является подовая сталеплавильная печь, содержащая рабочее пространство, шлаковики и регенеративные насадки, разделенные вертикальными стенками на секции, причем, на вертикальных стенках по всей их площади выполнены сквозные горизонтальные каналы [2]
Наличие на вертикальных стенках насадок горизонтальных каналов увеличивает поверхность нагрева, что благоприятно сказывается на тепловой работе печи. Однако и в указанной конструкции сохраняется необходимость дополнительного подогрева вентиляторного воздуха и охлаждения дымовых газов водой, что увеличивает расход топлива.

Для устранения этого недостатка предлагается конструкция сталеплавильной печи, у которой в насадках регенераторов ширина одного ряда проходных сечений, примыкающих к шлаковикам, несколько больше и относится к ширине остальных проходных сечений как 1:(0,25-0,67). По длине насадок может быть также выполнен один дополнительный ряд проходных сечений, имеющих увеличенную ширину, равную ширине проходных сечений, примыкающих к шлаковикам.

На фиг. 1 изображена печь, продольный разрез; на фиг. 2 то же, поперечный разрез по шлаковику и регенеративной насадке; на фиг. 3 регенеративная насадка, имеющая один ряд проходных сечений с увеличенной шириной; на фиг. 4 то же, имеющая два ряда проходных сечений с увеличенной шириной; на фиг. 5 одна вертикальная стенка в одной секции, продольный разрез.

Сталеплавильная печь состоит из рабочего пространства 1, шлаковиков 2, регенеративных насадок 3, разделенных вертикальными стенками 4 и 5 на секции 6 и 7. В огнеупорной кладке 8 вертикальных стенок 4 и 5 по всей их ширине и высоте выполнены сквозные горизонтальные каналы 9. Ширина проходных сечений секций 6 относится к ширине проходных сечений секций 7 как 1:(0,25-0,67).

Сталеплавильная печь работает следующим образом.

Вентиляторный воздух, необходимый для горения топлива в рабочем пространстве 1, проходя через регенеративные насадки 2, подогревается за счет контакта с высокотемпературной огнеупорной кладкой 8 вертикальных стенок 4 и 5. Затем воздух поступает в рабочее пространство 1 на сжигание топлива, обеспечивая получение высокотемпературного факела. Далее продукта горения с другой стороны печи поступают в дымовой тракт печи и затем выбрасываются в атмосферу.

Описываемая конструкция опробовалась на 600-тонный мартеновской печи. Испытывались пять вариантов конструкции насадок, у которых отношение ширины одного ряда проходных сечений, примыкающих к шлаковикам, к ширине остальных проходных сечений изменяли от 0,17 до 0,75. Испытывались также конструкции насадок, по длине которых было выполнено по одному и по два дополнительных ряда проходных сечений, имеющих ширину, равную ширине проходных сечений, примыкающих к шлаковикам.

Полученные характеристики работы печи представлены в таблице.

Из представленных данных видно, что оптимальными по эффективности работы являются варианты, у которых отношения ширины проходных сечений, примыкающих к шлаковикам, к ширине остальных проходных сечений равны 0,25-0,67. Указанные пределы гарантируют в течение всей кампании печи приемлемую для современных мартеновских печей, работающих с продувкой металла кислородом, температуру подогрева вентиляторного воздуха. При отношении меньше указанного предела происходит быстрый занос проходных сечений с уменьшенной их шириной, в результате чего дымовые газы могут проходить только через проходные сечения с увеличенной шириной, примыкающие к шлаковикам, т. е. насадка работает в горизонтальном направлении, не обеспечивая равномерного распределения технологических газов по всему ее объему. Поэтому несмотря на большую величину поверхности нагрева, присущую этой конструкции, температура нагрева вентиляторного воздуха при работе указанной насадки существенно ниже ее оптимальных значений. Подобное наблюдается и когда отношение выше оптимальных пределов. Это связано с тем, что при довольно большой ширине проходных сечений насадки уменьшается количество вертикальных стенок с соответствующим сокращением поверхности нагрева. Включение в конструкцию одного дополнительного ряда проходных сечений с увеличенной шириной не изменяет существенно уровень нагрева вентиляторного воздуха. При двух дополнительных рядах потеря поверхности нагрева за счет сокращения количества вертикальных стенок приводит к неприемлемому снижению температуры.

Таким образом оптимальное отношение ширины проходных сечений, примыкающих к шлаковикам, к ширине остальных проходных сечений находится в пределах 0,25-0,67. Эффективным является также выполнение по длине насадки дополнительного ряда проходных сечений, имеющих ширину равную ширине проходных сечений, примыкающих к шлаковикам. Это обеспечило стабильную работу насадок на протяжении всей кампании печи со средней температурой нагрева вентиляторного воздуха выше 800^оС. Соответственно по ходу кампании печи не было замечено существенного ухудшения тепловой работы, результатом чего явилось снижение расхода топлива на 3 кг/т стали.

Использование: в черной металлургии в конструкциях подовых сталеплавильных печей, конкретнее мартеновских печей. Сущность изобретения: сталеплавильная печь содержит регенеративные насадки, выполненные в виде вертикальных стен, имеющих по всей их площади сквозные горизонтальные каналы и образующих вертикальные проходные сечения прямоугольной формы. Ширина одного ряда проходных сечений, примыкающих к шлаковикам, относится к ширине остальных проходных сечений как 1:(0,25-0,67). По длине насадок может быть выполнен дополнительный ряд проходных сечений, имеющих ширину, равную ширине проходных сечений, примыкающих к шлаковикам. Проходные сечения с увеличенной шириной на протяжении всей кампании не заносятся плавильной пылью, что обеспечивает стабильную работу печи вплоть до остановки ее на холодный ремонт. Более высокий и равномерный по ходу всей кампании печи подогрев вентиляторного воздуха позволяет снизить расход топлива на технологический процесс. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. 1 табл.

1. СТАЛЕПЛАВИЛЬНАЯ ПЕЧЬ, содержащая рабочее пространство, шлаковики и регенеративные насадки, выполненные в виде вертикальных стен, имеющих по всей их площади сквозные горизонтальные каналы и образующих вертикальные проходные сечения прямоугольной формы, отличающаяся тем, что ширина одного ряда проходных сечений, примыкающих к шлаковикам, относится к ширине остальных проходных сечений как 1 (0,25 ^oC 0,67). 2. Печь по п.1, отличающаяся тем, что по длине насадок выполнен дополнительный ряд проходных сечений, имеющих ширину, равную ширине проходных сечений, примыкающих к шлаковикам.