Рабочее окно двухванной сталеплавильной печи Советский патент 1983 года по МПК F27B3/10 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к устройству рабочих окон сталеплавительных пече

Известна мартеловская печь без передней стенки с тремя подвижными крышками, оборудованными устройствами для воздушной отсечки, выбирающихся из печи дымовых газов. Крышки снабжены воздушными коллекторами с тремя соплами, направленными горизонтально и параллельнУ; плоскости окна. Для устранения выбивания дымовых газов воздух в коллекторы завесы подается только при подъеме крышки, а в те периоды, когда заслонки находятся в нижней положении, подача воздуха прекращается 1 .

Однако данное устройство не может обеспечить эффективного устранения .выбросов дымовых газов из окна. Объясняется э.то тем, что при направлении осей сопел параллельно плоскости окна в месте встречи струй противоположного направления поток газа обязательно разделяется на два, один из которых направлен в печь, а другой - на окна в цех. При этом выбивание газо из окна может даже увеличиваться. Кроме того, при малом числе сопел расстояния между соплами оказываются настолько большими, что дымовые газы могут свободно выходить между струями, вытекающими из соседних сопел. При опускании крышки выбивание дымовых газов из щели между крышкой и рамой, а также в зазор между крышкой и порогом в данном устройстве не устраняется, так как воздух на завесу в этот период пол костью отключается.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является рабочее окно двухванной сталеплавильной печи , содержащее раму с проемом и металлическим порогом, расположенную на ней с зазором заслонку, прикрепленные к раме параллельно боковым торцам заслонки коллекторы, соединенные трубопроводами с .отсечным клапаном с магистралью сжатого воздуха, боковые стены которых расположены по отношению к раме под углом 45-70с, с соплами, направленными в проём рамы, лебедку привода вертикального перемещения заслонки 2 .

Однако известное. устройство, устраняя выбросы запыленных газов, требует поилшенного расхода воздуха на уплотнение неполностью закрытого окна, что приводит к ухудшению тепповои работы йечи.

Объясняется это следующим. При закрытой заслонке щель между рамой и заслонкой на действующих двухванных печах составляет около 5 15 мм. Поэтому для устранения выбивания дымовых газов из щели требует ей подача, воздуха в.небольших количествах, в 2-3 раза меньших, чем для устранения выбросов из открытого -окна. Однако в известном устройстве расход воздуха на уплотнение неполностью закрытого окна нельзя уменьшать в указанном выше

D соотношении, так как это приведет к появлению выёивания дымовых газов в нижней части окна через зазор между порогом и заслонкой. На мартеновских и двухванных печах заслонс ка рабочего окна может находиться в следующих положениях: полностью поднята, полностью опущена и частично приподнята над уровнем порога. Необходимость установки заслонки с зазором от порога объясняется следующим:

1. Зазор обусловлен ходом технологического процесса (скачивание шлака) .

2.При частом подъеме и опускании заслонок во время завалки быстроходные лебедки не обеспечивают их плавного опускания, возможны удары заслонок о пороги, что приводит к выходу их из строя. Поэтму на мартеновских и двухванных печах конечные выключатели лебедок настроены так, чтобы при опускании низ заслонки не доходил до металлического порога, это исключает удар заслонки о порог.Установка тихоходных лебедок увеличит время завалки шихты и снизит производительность печи.

3.В периоды плавления :: доводки заслонки также находятся в частично приподнятом положении для того, чтобы исключить приваркуниза заслоки металлом и шлаком к ложному порогу.- .

Для полного устранения выбивания дымовых газов из неполностью закрытого окна в известном устройстве необходимо поддерживать расход воздуха, близкий к расходу воздуха на завесу открытого окна, что экономически нецелесообразно и, кроме того приводит к ухудшению тепловой работ печи за счет вдувания в рабочее пространство холодного балластного воздуха завесы.

Целью изобретения является снижение расхода воздуха и его охлаждающего действия на технологический процесс.

Поставленная цель достигается тем, что в рабочем окне двухванной сталеплавильной печи, содержащем раму с проемом и металлическим порогом, расположенную на ней с зазором заслонку, прикрепленные к рам параллельно боковым торцам заслонки

коллекторы, соединенные трубопроводами с отсечным клапаном с магистралью сжатого воздуха, боковые стен которых расположены по отношению к раме под углом 45-70° с соплами, направленными в проем рамы, лебедку привода вертикального перемещения заслонки, каждый коллектор выполнен с перегородкой, расположенной горизонтально в его плоскости на расстоянии от металлического порога, равном 0,15-0,30 высоты проема рамы и делящей полость на две части,причем нижняя и верхняя полости коллектора соединены с магистралью сжатого воздуха отдельными трубопроводами с отсечными клапанами, каждый из которых снабжен байпасной линией с вентилем, а приводы отсечных клапанов электрически связаны с контактами командоаппаратов лебедок привода вертикального перемещения заслонки, при этом суммарная площадь сечения сопел нижней полости составляет 15-30% суммарной площади сечения сопел всего коллектора.

На фиг. 1 показано рабочее окно, общий вид; на фиг. 2 - сечение Б-Б ,на фиг. 1.

Рабочее окно двухванной сталегш вильной печи содержит раму 1.с проёмом, заслонку 2, лебедку 3 дня вертикального перемещения заслонки 2, коллекторы. 4, имеющие боковые стенки 5, снабженные соплами 6. Боковые стенки установлены по отношению к плоскости рамы под углом р 45-701 Коллекторы 4 помим сопел б снабжены двумя дополнительными соплами 7, направленными под углом оС 15-40°и расположенными на расстоянии А (0,1-0,З)К, где К ширина проема рамы.

Каждый коллектор 4 имеет перегородку 8, установленную горизонтально на расстоянии Р (0,l-0,3)h от металлического порога 9, где h . высота проема рамы. Перегородка 8 делит полость коллектора 4 на две полости, причем верхняя полость 10 соединена трубопроводом 11 с цеховой магистралью 12 через отсечной клапан 13 и байпасный трубопровод с вентилем 14, а нижняя полость 15 соединена с .этой же магистралью отдельным трубопроводом 16 через отсечной клапан 17 и байпасный трубопровод с вентилем 18. Для управления работой отсечных клапанов от положения заслонки лебедка 3 имеет командоаппарат с контактами 19.

Устройство работает следующим образом.

Из цеховой магистрали 12 сжатого воздуха сжатый воздух по трубопроводам 11 и 16 поступает в верхние 10 и нижние 15 полости коллектора. При подъеме заслонки 2 включаются

контакты 19 командоаппарата и дают сигнал на открытие отсечных клапанов 13 и 17. Расход сжатого воздуха при этом увеличивается в верхнюю полость до 1500-2000 , а в ниж-н|ою полость до 300-500 . При полном опускании заслонки контакты 19 командоаппарата дают сигнал закрытия отсечных клапанов 13 и 17 и расход воздуха сокращается в верх/нюю полость 10 до 500-700 , а -в нижнюю полость 15 до 150-250 . При неполностью опущенной заслонке, закрывается только отсечной клапан 13, а отсечной клапан 17 остается

с открытым. Расход воздуха в верхнюю полость в этом случае сокращается до 500-700 м/ч, а в нижнюю полость остается максимальным и составляет 300-500 MV.

При полностью закрытой заслонке

0 воздух из верхней и нижней полостей поступает в зазор между рамой и заслонкой и создает аэродинамическое уплотнение щели между ргалой и заслонкой. При неполностью закрытом

5 окне струи воздуха верхней полости создают аэродинамическое уплотнение щели между рамой и заслонкой, а струи воздуха нижней полости создают аэродинамическую завесу в незакрял0 той заслонкой части окна. При подъеме заслонки струи ЕГОЗ духа, истекающие из сопел обеих полостей,,создают завесу в проеме открытого окна и / препятствуют выбиванию газов из рабочего пространства.

35

Разделение коллектора перегородкой на две полости, соединение их с магистралью сжатого воздуха отдельными трубопроводами с отсечными клапанами, каждый из которых снабжен байпасной линией с вентилем, и наличие электрической связи приводов отсечных клапанов с контактами командоаппаратов лебедок позволяет

независимо подавать и регулировать расход воздуха в. верхнюю и нижнюю полости коллектора. При открытой заслонке отсечные клапаны 13 и 17 открыты, и в обе полости подается

максимальный расход воздуха, обеспечивающий устранение выбросов из открытого окна. При полном опускании заслонки дпя устранения выбивания газов из щели между рамой и заслонкой расход воздуха-в обе полости коллекторов устанавливается в 2-3 раза меньшей, чем при полностью открытом окне. Это- достигается за счет закрытия от ечных клапанов 13 и 17 и соответствующей регулировкой вентилей

14 и 18 байпасных линий. При неполном опускании заслонки расход воздуха в верхние полости коллекторов устанавливается на минимальном уровне, а в нижние полости для устранения

выбивания дымовых газов в зазор между низом заслонки и порогом уста навливается максимальный расход воздуха, при этом отсечной клапан 13 закрыт, а отсечной клапан 17 открыт. Предлагаемая схема раздельной подачи воздуха в полости коллекторов и регулирование его расхода в зависимости от положения заслонки обеспечивает эффективную работу уплотнения при минимальном расходе энергоносителя. Всвязи с тем, что время, в течение которого окна полностью откры ты, составляет 10-20% от общей про должительности плавки, а сечение сопел нижней полости равно 15-30% о суммарного сечения сопел всего коллектора, общий расход воздуха в предлагаемом устройстве сокращается в 1,5-2,0 раза по сравнению с извес ным, что улучшает тепловую работу печи за счет уменьшения поступления в рабочее пространство холодного. воздуха завесы. Оптимальность выбранных соотношений установки перегородки и сече ния сопел нижней полости была опре делена в результате дополнительных исследований, проведенных авторами на модели. Исследования бьолй проведены с коллекторами, имеющими пе регородки, которые размещались на различных расстояниях от металличе кого порога- (табл. 1) при различном соотношении сечения сопел нижней полостиРц)F,. (табл. 2), где и jr - площадь сечения сопел соответственно нижней полости и всего коллектора. В приведенных данных м делирования расходы газов даны в пересчете на условия промышленной печи. Т а бл и ца Таблица Из приведенных данных (табл. 1) видно, что только при установке перегородки на расстоянии от металлического порога, равном 0,15 0,30 высоты проема рамы, достигается эффективная отсечка дымовых газов из неполностью закрытого-окна при минимальном расходе воздуха на завесу. При значениях -f;- 0,15 выбросы из окна не устраняются, при увеличении -i 0,3 для устранения выбросов дымовых газов из окна-требуется повышенный расход воздуха на уплотнение. Проведенные исследования показали также, что только при выполнении сечения сопел нижней полости, равного 15-30% суммарной площади сечения сопел всего коллектора, достигается надежное устранение пылегазовых выбросов из окна при минимальном расходе воздуха в завесу табл. 2 FM/FJ- 0,15-0,30 . При уменьшении сечения сопел полости менее 15% (табл. 2)PH/pj (о, 1) выбросы дымовых газов из окна не устраняются, а при увеличении сечения сопел нижней , полости более 30% (табл. 2,,35} устранение выбросов требует увеличения расхода воздуха в завесу. Таким образом, выбранные соотношения установки перегородки и сечения сопел нижней полости являются оптимальными и не зависящими друг от друга, что подтверждается проведен- ыми исследованиями (табл. 1 и табл. 2). Для сравнения взята кон

РАБОЧЕЕ ОКНО ДВУХВАННОЙ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОЙ ПЕЧИ, содержащее раму с проемом и металлическим порогом, распо юженную на ней с зазором заслонку, прикрепленные к раме параллельно боковым торцам заслонки коллекторы, соединенные трубопроводами с отсечным клапаном с магистралью сжатого воздуха, боковые стены которых расположены по отношению к раме под углом 45-70° с соплами, направленными в проем рамы, лебедку при.вода вертикального перемещение заслонки, отличающееся тем, что, с целью снижения расхода воздуха и его охпаждающего действия на технологический процесс, каждый коллектор выполнен с перегородкой, расположенной горизонтально в его плоскости на расстоянии от металлического порога, равном 0,15-0,30 высоты проема рамы, и делящей полость на две части, причем нижняя и верхняя полости коллектора соединены с магистралью сжатого воздуха отдельными трубопроводами с отсечными клапанами , каждый из которых снабжен в байпасной линией с вентилем, а приводы отсечных клапанов электрически связаны с контактами командоаппаратов лебедок привода вертикального перемещения заслонки, при этом сумГмарная площадь сечения сопел ниж|Ней полости составляет 15-30% сум;марной площади сечения сопел всего коллектора. :д эо X)