ВЫПУСКНОЙ ГЛАВНЫЙ ЖЕЛОБ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ Российский патент 2020 года по МПК C21B7/14 

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к конструкции главного желоба доменной печи.

Из уровня техники известны различные конструкции главного желоба доменной печи.

Известна конструкция выпускного главного желоба доменной печи [1] (В.В. Полтавец. Доменное производство. М., «Металлургия», 1981, с. 292-293.), в котором скиммерная перегородка (сифон), разделяющая шлак и чугун, устанавливается поперек движения чугуна и шлака сразу после шлаковой канавы. После скиммерной перегородки чугун попадает в накопитель между скиммерной перегородкой и торцевой стеной желоба, откуда направляется в чугунный транспортный желоб.

Недостатком данной конструкции выпускного желоба является недостаточная длина желоба, для доменных печей с повышенной удельной производительностью, по которому перемещается поток продуктов плавки, приводящая к тому, что чугун и шлак в неполной мере отделяются друг от друга и в шлаковый желоб попадает значительное количество включений металла со шлаком. Кроме того, скиммерная перегородка, устанавливаемая поперек выпускного желоба, испытывает ферростатическое давление продуктов плавки, что обуславливает ее износ.

Наиболее близким по техническому решению и достигаемым результатам является выпускной желоб доменной печи [2] (RU №90791 Выпускной желоб доменной печи» МПК⁶ С21В7/00, опубл. 20.01.2010, Бюл. №2), содержащий главный желоб, скиммерную перегородку, транспортный шлаковый желоб, при котором скиммерная перегородка располагается в футеровке боковой стены, примыкающей к чугунному транспортному желобу, в торцевой зоне перед шлаковым транспортным желобом имеется камера-накопитель с наклоном ее донной части 7-10° в сторону главного желоба.

Недостатком данного устройства является недостаточно полное разделение чугуна и шлака. Кроме того, стены камеры-накопителя, образующие в футеровке угол 90° испытывают циклические геометрические расширения, направленные в одну точку, что приводит к разрушению сварного соединения и тела карты кожуха в месте стыка и, как следствие к образованию трещин огнеупора и преждевременному выходу из строя.

Техническим результатом настоящего изобретения является снижение потерь чугуна за счет повышения эффективности разделения чугуна и шлака, что позволяет повысить производство, снизить удельные расходы железорудного сырья, кокса и энергоносителей, а также повышение стойкости футеровки и снижение объема наливного огнеупорного бетона, что позволяет дополнительно снизить расход наливной массы на футеровку.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве выпускного главного желоба доменной печи, содержащем скиммерную перегородку, чугунный и шлаковые перевалы, предусмотрены следующие отличия: главный желоб разделен на две основные части, причем первая часть, расположенная от футлярной плиты до отстойника имеет уклон в сторону отстойника не менее 3%, а вторая часть, представленная в виде отстойника имеет равноудаленную переменную ширину с ее увеличением в торцевой части, а переход от главного желоба к шлаковому перевалу имеет наклон донной части в сторону главного желоба до 30°.

Кроме того, в предложенном устройстве выпускного главного желоба доменной печи скиммерная перегородка главного желоба установлена в боковой стенке главного желоба.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены:

Фиг.1 схема выпускного главного желоба доменной печи;

Фиг.2 поперечный разрез выпускного главного желоба в районе чугунного и шлакового перевалов.

Выпускной главный желоб доменной печи состоит из: кожуха 1, футерованного огнеупором 2, главного желоба 3, скиммерной перегородки 4, чугунного перевала 5, шлакового перевала 6, первой части главного желоба 7, второй части главного желоба (отстойник) 8, перехода 9 к шлаковому перевалу 6.

Перечисленные выше конструктивные элементы выполнены следующим образом.

Первая часть 7, изображенная на ФИГ.1 главного желоба 3 располагается от футлярной плиты 10 до начала геометрического уширения главного желоба 3. Такое расположение позволяет: принимать струю чугуна и шлака после открытия чугунной летки, гасить кинетическую энергию струи, начать разделение чугуна и шлака за счет разности удельных масс жидких продуктов плавки.

Кроме этого первая часть 7 главного желоба 3 имеет величину уклона не менее 3% в сторону отстойника 8, что обеспечивает сток продуктов плавки. При уклоне меньше 3% не обеспечивается полный сток чугуна и шлака, и возникают дополнительные потери чугуна при обслуживании желоба.

Вторая часть - отстойник 8, изображенная на ФИГ.1 главного желоба 3 сопряжена с первой частью главного желоба 7 и имеет равноудаленную переменную ширину с ее увеличением в торцевой части. Это позволяет увеличить живое сечение в торцевой части главного желоба 3 и как следствие снизить скорость продуктов плавки при постоянном расходе потока продуктов плавки (шлака и чугуна), что в свою очередь влияет на улучшение разделения чугуна и шлака. Кроме этого благодаря значительному снижению кинетической энергии движения жидких продуктов плавки во второй части - отстойнике 8 главного желоба 3, торцевая стенка не испытывает воздействие энергии потока продуктов плавки.

Во второй части 8 главного желоба 3 в район торцевой части с противоположных сторон расположены: чугунный перевал 5 со скиммерной перегородкой 4 (ФИГ.1) и шлаковый перевал 6 (ФИГ.1).

В конце главного желоба 3 перед чугунным перевалом 5 установлена скиммерная перегородка 4, изображенная на ФИГ.1, расположенная в боковой стене главного желоба 11, что способствует снижению ее износа.

В конце главного желоба 3, изображенного на ФИГ.1 с противоположной стороны от чугунного перевала 5 установлен переход 9 от главного желоба 3 к шлаковому перевалу 6, имеющий величину наклона донной части в сторону главного желоба 3 не превышающим 30°, что способствует затруднению транспортировки включений чугуна в шлаке в шлаковый желоб (на фигурах 1 и 2 не показан), которые возвращаются в главный желоб 3, тем самым улучшая отделение чугуна от шлака. При наклоне перехода 8 более 30° снижается толщина футеровки, что приводит к снижению ее стойкости.

Предлагаемый выпускной главный желоб 3 доменной печи используют следующим образом.

Главный выпускной желоб 3 является определяющим конструктивным узлом доменной печи, который предназначен для накапливания продуктов плавки (чугун и шлак), выходящих из летки, дальнейшего расслоения согласно разной удельной массе расплавов и затем при помощи скиммерной перегородки 4 разделения на чугун и шлак.

Выпускной главный выпускной желоб доменной печи работает следующим образом.

Бурильной машиной для вскрытия чугунной летки просверливают летку (на фигурах 1 и 2 не показан). Расплав (чугун и шлак) из горна доменной печи выходит через чугунную летку и разделяется по удельному весу в главном желобе 3 до скиммерной перегородки 4. Основная масса чугуна оседает на дно главного желоба 3 и поступает в первую часть главного желоба 7, затем направляется во вторую часть главного желоба 8. После чего чугун через отверстие в нижней части скиммерной перегородки 4 и далее через чугунный перевал 5 направляется в чугунный транспортный желоб (на фигурах 1 и 2 не показан) для слива чугуна в чугуновозные ковши. Чугунным перевалом 5 останавливают поток расплава в главном желобе 3. Шлак, как наиболее легкий продукт расплава, скапливается на поверхности чугуна в главном желобе 3, несущий мелкие капли чугуна и через переход 9, в котором осаживаются включения металла и возвращаются в главный желоб 3, направляется на шлаковый перевал 6 и далее движется по шлаковому транспортному желобу для слива шлака в шлаковые чаши.

В отличие от конструкции выпускного желоба доменной печи [2] (RU № 90791 «Выпускной желоб доменной печи» МПК⁶ С21В7/00, опубл. 20.01.2010, Бюл. №2) в разработанной конструкции главный выпускной желоб 3 имеет равноудаленную переменную ширину с ее увеличением в торцевой части главного желоба 3, образующий отстойник 8 для разделения продуктов плавки. Кроме этого перед шлаковым транспортным желобом отсутствует камера - накопитель. Первая часть главного желоба 7 имеет величину уклона не менее 3% в сторону отстойника 8, в котором снижается скорость продуктов плавки, что обуславливает улучшение разделения чугуна и шлака, а переход 9 от главного желоба 3 к шлаковому перевалу 6 имеет величину наклона донной части не более 30° в сторону главного желоба 3, что затрудняет транспортировку включений металла в шлаке в шлаковый желоб.

Применение предлагаемого выпускного главного желоба доменной печи обеспечит:

- повышение эффективности разделения чугуна и шлака;

- снижение потерь чугуна;

- повышение производства;

- снижение расходов железорудного сырья, кокса и энергоносителей;

- повышение стойкости футеровки;

- снижение расхода огнеупорной массы на футеровку.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно- технической информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого технического решения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источников, характеризующихся признаками, тождественными всем существенным признакам заявляемого изобретения.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует критерию "новизна" и "изобретательский уровень".

Источники информации:

[1] В.В. Полтавец. Доменное производство. М., «Металлургия», 1981, с. 292-293.

[2] (RU №90791 «Выпускной желоб доменной печи» МПК⁶ С21В7/00, опубл. 20.01.2010, Бюл. №2.

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к конструкции главного желоба доменной печи. Желоб доменной печи разделен на две основные части, причем первая часть, расположенная от футлярной плиты до отстойника, имеет величину уклона в сторону отстойника не менее 3%, а вторая часть, представленная в виде отстойника с чугунным и шлаковым перевалами, сопряжена с первой частью и имеет равноудаленную переменную ширину с ее увеличением в торцевой части, при этом от желоба к шлаковому перевалу установлен переход, выполненный с уклоном донной части в сторону желоба не более 30°. Изобретение обеспечивает снижение потерь чугуна за счет повышения эффективности разделения чугуна и шлака, снижение расходов железорудного сырья, кокса и энергоносителей, повышение стойкости футеровки и снижение объема наливного огнеупорного бетона, что позволяет дополнительно снизить расход наливной массы на футеровку. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Выпускной главный желоб доменной печи, содержащий кожух, футерованный огнеупором, чугунный перевал со скиммерной перегородкой, шлаковый перевал и отстойник, отличающийся тем, что он разделен на две основные части, причем первая часть, расположенная от футлярной плиты до отстойника, имеет величину уклона в сторону отстойника не менее 3%, а вторая часть, представленная в виде отстойника с чугунным и шлаковым перевалами, сопряжена с первой частью и имеет равноудаленную переменную ширину с ее увеличением в торцевой части, при этом от желоба к шлаковому перевалу установлен переход, выполненый с уклоном донной части в сторону желоба не более 30°.

2. Выпускной главный желоб по п. 1, отличающийся тем, что скиммерная перегородка установлена в футеровке боковой стены, примыкающей к чугунному транспортному желобу.