Устройство нагрева металлолома для конвертерной плавки Советский патент 1987 года по МПК C21C5/42 C21C5/38 

стороны газоотводящего тракта в участке газохода 15 размещают параллеп,- но поду 9 камеры нагрева поршень 18, выполненный с возможностью возпрат- но-поступательного движения. Сечения поршня 18 и газохода 15 выполинюч одинаковыми. Перед продувкой коинор-- тера 1 лом через окно 7 загружай; в приемно-загрузочную камеру 6, совмещенную с КН. Газ, выходящий из Koii- йертера 1, во время продуики преходит через КТ, и ее футероранная внутренняя поверхность аккумулирует до 20Z тепла конвертерного .Затем газ нагревает лом в КН и затем поступает в газоочистку. После чпве;-Изобретение относится к черной металлургии и предназначено для утилизации конверторнчм с j-aria путем «j применяемого v кониер 1ерис;й пл.иг ке металлолома.

Цель изобретекчя - увечичение ДС ЛИ металло:г.,ма в шнк .е nyTt м . шения его температурь п повьиЧ п я надежности работы устр.ойства.

На фиг. приведено устройство с размещением лома в камере Haipeua; на фиг. 2 - то же, в камере томления; на фиг. 3 - сечение А-А на фиг.2.

Непосредственно над конвертер(м 1 (фиг. 1 и 2) установлен кессон-уловитель 2 конвертерного газа, который сообщен с камерой 3 нагрева через примьтающий к ней со стороны конвертера 1 участок газохода, выполненный большего сечения, чем остальные участки газохода устройства, образуя камеру 4 томления. Площадь поперечного сечения камеры 4 томления составляет 1,5 - 3,5 площади поперечного сечения камеры 3 нагрева. Камера 3 нагрева и камера 4 томления связаны между собой промежуточным газоходом 5.

Камера 3 нагрева совмещена с при емно-загрузочной камерой 6, которая в верхней части имеет отверстие 7 для загрузки, оборудованное крь:п1кой

Ь С : - х ;мом nOi:o :., : (не Т1о: азаи) Ь::д -/ 4, J nai .нл а рас юложен I 1 ; ji; : , п uajiii 1) ,ii.; ( -i: .. ill, ., KL; . ч; .,{ ч;.;кр: njK a ла a. . . , , : .: :.: .n. : ju i: ; ,, ;i.ii),y iici r.:e I ,y..iOM.4 ь i ,oir6

0

I 1Tiiii; , I ; a 6oKii; hii a aai-n i i ; тме- ; NvMiiauayi (фЧ1 ,1 a ) . Д; клад; ( :-i3 IK viiOjiai, a M..ai e- pM ijia .

Co стороны Г азоотв(здя1ие1 о тракта к камере 3 наг рева прилегает га. и1Х(;Д 5 , К.М ОРЫЙ 1 ТорГ.ОВОЙ ЧЛСТИ

оборудован craiOM 16, ..; в ас;).м1 й ча :- ти - Т азоходом 17, ссчИтцга и,) vc rpon ство с остал1) тюс ледоп, те i Tairj coejuiHCHHMNrH элемеич ами га : о г . я - щего траК1Ч . конвертера 1 : учч : , -а i-- кой, наГ нетатг Л1;м, ;i.bi;-:o,:(ai ,;. или (1й (па п-жа ,а,Л ,

Окно If) али акоГ ПС г i.or-и; .: га;к1 а1, i i г. i iU OMe :v i- ал ; I a

зоу.с-до -, е -а; О ег р : vaaajaan а Я1Н а;Т ал чралпим поааы- aia( . п.аамп: 8 (ibvi .l ), ia i ajaniiai- e i о TOjTKaTe.iTH narpc i i;./o: о ,; , 1. |i- MMii, 18 yci ani:)B:ieii с оачгаки . ааремещеиия nauaana aaf av:,y ) - a a рЪ1 3 нагрева и аиа-- ; . np-mhw I ojiov-ninet о 1( (. i ,. , а лмчгрр ;:v a 16, ис:клк Чая ; a- i ага П к-ы

яоздухл в тракт в период пьгхода конвертерного гапа.

Устройство работает следующим образом ,

Перед продувкой конвертера 1 дом загружают через окно 7 в приемно-заг рузочную камеру 6, совмещенную с камерой 3 Нагрева (фиг.1). В момент загрузки поршень 18 находится н подо женин, показанном на фиг.1 пунктиром, которое обеспечивает отсечку камеры 3 нагрева и камеры 4 томдения от остадьных эдементов газоотнодяще- го тракта. Воздух, просасываемый через тракт в межпродувочный период, поступает через окно 16 и направдяет ся в газоход 17, что вместе с отсечкой поршнем 18 исключает попадание его з камеры 3 и 4,

В момент начада продувки поршень перемещается в крайнее правое подоже ние и закрывает окно 16, обеспечивая под действием нагнетателя перемещение потока конвертерного газа через камеру 4 нагрева.

Газ, выходящий из конвертера 1 во время продувки с температурой 1600 - 1800 с удавдивается кессоном 2 и через камеру 3 томления направляется в камеру 4 нагрева. В случае отвода газа из конвертера 1 с дожиганием за счет подсоса воздуха в зазор между горловиной конвертера и кессоном прохождение газа через кессон 2 сопровождается его горением, что повышает температуру газа на входе в камеру 4 томдения до 2100-2250 с. При этом горение может продолжаться и в самой камере 4 томдения.

Высокая температура газа в камере 4 томления обусловливает интенсивный теплообмен излучением с направлением результирующего потока (q) к внутренней поверхности кладки, аккумулирующей таким образом вовремя продувки до 20% тепла конвертерного газа. На выходе из камеры томдения температура газа в зависимости от способа отвода составляет в среднем за продувку 1200-1бОО С, что практически исключает возможность оплавления лома в камере 3 нагрева. При этом средняя температура внутренней поверхности кладки после продувки также в зависимости от способа отвоО

да газа составляет 1300-1700 С.

После камеры 4 томления газ поступает в заполненную ломом камеру 3

нагрева. Просас1 1плние газа через кп- меру 3 обеспечиппет нагрев ломл по

о

среднемассовой температуры 650-750 (,. Средняя за продувку температура г л- за на вьгходе из слс.я лома составляет 750-800 С.

После камеры 3 нагрева через газоходы 15 и 17 газ направляется иа Q газоочистку, а затем при помощи нагнетателя выбрасывается в дымовую трубу или дожигается на свече. При этом не исключена возможность предварительной доутилизации тепла конвертер- g нога, газа, например, на производство пара или горячей воды. этого газоходы 15 и 17 могут быть экранированы трубами водяного иди водоиспари- тельного охлаждения.

2Q В момент завершения продувки поршень 18 перемещается влево, обеспечивая выталкивание нагреваемого лома из камеры 3 нагрева в камеру 4 томдения (фиг.2) и возвращается в одно 25 из положений, показанных на фиг.2, отсекая камеры 3 томления или обе камеры 3 и А от газоотводящего тракта. При этом отбор воздуха, просасываемого через тракт в межпродувоч- 30 ный период, производится через окно 16, что вместе с отсечкой поршнем 18 исключает попадание воздуха в камеры 3 и 4.

Лом находится в камере томления в течение времени, обеспечиваюп(его выполнение операций выпуска плавки.При этом выдержка лома сопровождается существенным улучшением качества его нагрева за счет перераспределения .„ тепла между поверхностными и центральными частями кусков лома, что особенно важно для равномерного нагрева массивных кусков, и дополнительного подогрева дома путем излучения от кладки тепла, аккумулированного

35

45

ее во время продувки.

При этом протекание обоих процессов взаимно доподняет друг друга,

50 способствуя в целом повьш1ению температуры нагрева лома. Так, отток тепла от поверхности кусков лома к их центру снижает температуру поверхности, что повышает градиент темпе55 ратуры между поверхностями кладки и дома увеличивает тем самым тепловой поток (q) к массе нагреваемого лома. В результате выдержка лома в камере 4 томления сопровождается по

вышением его среднемассовой температуры до 850-950 С.

Выгрузка лома в конвертер 1 производится через направляющий желоб 12 путем поворота пода 10 камеры А томления. При этом конвертер I также повооачивают вокруг его оси на ходимый для выгрузки угол.

После выгрузки лома все описанные. операции, связанные с его нагревом, повторяются.

Величина площади поперечного ния участка газохода, примыкающего к камере нагрева со стороны конверте ра и образующего камеру томления, должна быть в пределах 1,5-3,5 площади поперечного сечения камеры нагрева.

При величине площади поперечного сечения менее 1,5 площади сечения камеры нагрева резко уменьшается количество теплоты, аккумулированной кладкой, как следствие снижения интенсивности теплообмена излучением из-за небольших размеров потока излучающего газа, так и за счет ограничения площади внутренней поверхности клад; и. В результате - ток аккумулировануюго т.- тша не j6e( - нечивает удовлетворительного протекания процесса 1омления лома.

При величине площади участка га- дохода боло-е 3,5 плг щалн сечения «.; - меры нагрева возрагтает масса и ило щадь внутренней поверхности его кляд ки до таких размеров, при которых теплосодержание газа не обеспечивает нагрев кладки до температурного уровня, необходимого для удовлетворитель ного протекания процесса томления лома.

Для подтверждения правильности выбора соотношения поперечных сечений камер нагрева и томления проведены испытания с применением методов физического моделирования огневых процессов. Продукты сгорания конвертерного газа имитируют продуктами сгорания природного газа, которые по дают в модель устройства с темпера- турой 1620-1670 С. В качестве нагре- вагм 15-0 металлолома используют вью- ноо разную стружку с длиной вьюна 40-50 мм и диаметром 6-8 мм.

Масса порции нагреваемой стружки в опытах составляет 11,2 кг, расхои природного газа 5,6 м /ч.

0

5

камег) ча-. г: при no vi; :1елак : / - д; Чи 1 ; - V . тлнляс ; i

:lhVUM l . -ИНН,

Ре -улът ;. черату; соотве гс ;|р(.жК:-. -: ; ратур, п,

Как вядн недеИ -тых ерату;,л .

г. ;/1Т - ; .;. .1 , VI 1

i.-bi I- - П, 1Л ЛИ :: ::,; .- :1ИЙ К,:М--:;- I

3,5.

Mi-jj-K- а

1 : . Г;, .11.

г ечми I l ii II ттт

1- П мрс;. ;;,;; гь lU -); ях

1 ;; К I,

1

П. даГ С

также . ( : rv V риро

;,,.. с. СГ; 31

i .; - / у ,1 1п:1й

r IJ::OI .: 1 nrilTfJ i;

a;i4H ,:;мг,.:,. Я турным

; Mi. (i- iK v;;(ip

0

)

..li-ЧH

I

0

IQCiM , u.j..H- f .- iSil VIMJii;

рует теплсюбмеи излучг;-1;: ек, a гюй потек с)т гзлуча 01; j-n г,.з ,3r:pxHoc ih ;я К1хода I o pat 7 ;; / .чичснием обгсча Гс -. -э н с: хода и релячи}1ы л;ь...;;и тс J.M - нимающей noHei .xROCTH Kjiair.. Следовя i -льне , jJi-iTiOiric; ., Z ;, i,.

РО ГЬ l ,r ; (:: l

П-: ,-a-i уя . vM пс Г1:.ч.;я ; ii/ г-,. KJ:;;-M.-;

I - TIMjQi; TV-л; f

j б- -пь ч С

0 I CI. /|:i (; i t. 4c; , что VCC .П-1ПИ; га

. -т- г 1 ;Т

, 1

; 11.. ПО i ОО Тм -

. Гал ,1- теилс 1:1 ( т е i VP

5 г азохода, t. нйгрьРа С .) mei O размерог; гз внутренн:;-;й собстЕуе

T :.)30 , Hf ,- гузоода И ,: дюте -г. его 1 i -.-.i че ;ис

Я :;

f 1 п

:. Тдяпаемой ч. п-с-

ИнтеНСИВ:- ьа ; г i H :.(

том .. внутречч ко.-ч.а I .iTC Cofk ; Jiyc i VM- .TI-ITI .I-,THV

кпалко тсппп т Bporiu прп/ умк. коп- пертера, что в можгиюдл вочиый период обесиечилаг : Т Пмпсрат урныс условия п ио.чости газоу.олп , необхолимь - при 1И |дер: -.-ке (томлечии) члг-ретого 4Offa лоред заналкот ег-о ;i кстивсрт ;.

Теплоотлача н ra OKonp обеггтсчива С т также )итс-л ;ите охлл}Ц1, пь сокотсмлературн(зг о г-аза перед входом егч а камсг У нагрепа, что пскл о- част позможкост/з оплаилеш ло;-1а и камйрс и noniiiibie : T.JM caMi-it надо-к- иость работм ycTpoi ic na,

Таким образом, пьшолнение участка газохода, прт мыкающего к камере со CTupoHiii KOHne:vrepa большого сече- 1ия, лредо;-:рг1неля,ч Л ,;г от orinaii.ao-- ния, ()бразует камору томления, вы- д,ержъ:а лома н кс г;-11);- й леред загрузкой Б коппертер охраг- яст тепло нагретого лома, поуьплс к т т - миературу его нагрегк и спог;збс rii v с-ч ра13| оь;1-;л1ому распреде1 сни1 -.лтла л нагр(. Т( п o::ce лома ,

Совмещение Г1рием о-: л rp:. камеры с камеро nai p.:i;a .лог-м суь,е ственио упрои ает у. rpoiicTBO, делает его более Ktv.nir ii Tic.n, -i работе иск Л1очае 1 олерг лин) переиешелия лг.ма от заг1Л зки к ;--члу ; а1Л|;Л а.

Голка ;/л ., и;л1м;л илл1ын ;; ;пиь лор лня, прост и из; оплелии si удо бел1 при эксHjfya / алии, -i IHJTMC .лл..- ri) ет о перег е 1;екип r:ap iл.1:ель)1; ; ГлО Л.у .-л- Nicpbi нагрева, ico iopi-u-: находи 1ч:я }ja одном ypoFHie с подом камеры томления делает пут1. перемещения лома при по- Mou;n т-олкате1 я из одной камеры и другую кратчайшим, При этом сокращается время операглги r epe :eщeния лома, осу щес-твляемо1 в начало межпродувочного периода, и тем самым сводится к минимуму позможнос г, его охлаждения ЗГ1 счет ripocc ca воз.пуха ерез тракт.

Но змо/ьлос-л ь вылоитнечлл т./лкателя R пиле лорцгля простейпеи формы,крат- tar iciHii л-, 1л. переме1 :с ия ;ior.fa из од- (;о|1 кг-мсры в другую и мипи.1альпые ЛтраП) времени на перемещение достигаются pasMeL t-Hner-; чода камеры Fiar pepn iia одном ypoBiie с подом ка- Mf-ph; Т пгленргя, Это исключает необ- полнятпч лома при лереме iiiLMUHi и /и пает достатсчтгъг птя пере- ме1 1ения лома гялполнение простейшей олеп /щии его СКСХЛ):-К(:-НР;Л по пг)верх- г о; Т15 пола пол действием поршня, что

требует минимальнЕ.гх энергетических затрат, связанных с перемещением.

Выполнение поршня-толкателя оди- , макового сечения с нонеречным сече- fnieM отделяемого им участка газохода, при;- ыкающего к камере нагрева, позвол 11;т использовать толкатель в качестве приспособления, отсеканлце- 0 го полости камер нагрева и томления от газоотводящего тракта конвертера п исключить охлаждение нагретого лома воздухом, который просасывается через тракт при отсутствии выхода 5 газаг

Необходимость закрепления пода камеры томления на поворотной оси с возможпостью обеспечения вьи рузкн металлолома в конвертер объясняется 0 двумя причинами.

Во-первых, это обеспечивает кратчайший путь выгрузки нагретого лома из камеры томления в конвертер и, следовательно, минимальные потери 5 тепла при вьн рузке.

Во-вторых, это исключает использование для выгрузки поршня, который в межпродувочный период выполняет ф ; нкц1 и отсекак:11д I о устройст1за, пре- 0 дохрачяя от пе1)- охлаждеЕ1ия прососом воздуха полости камер) нагрева и томления .

Предлагаеьгае устройство по сран- HeHiTi j с известным обесценивает j. шение гемператури мета.. ло/юма, загружаемого в конвертер, на 150-200 С, что повышает его долю в металлоших- те кислородно-конвертерной плавки на 5-6% и соответственно снижает рас- 0 чугуна.

Вместе с этим за счет упрощения конструкпии повьш1ается надежность ее работы, что приводит к. снижению расходов, связанных с эксплуатацией 5 устройства. Более высокая надежность работы достигается упрощением системы перемещения лома и отсутствием его оплавления в камере нагрева.

Количественная сторона технико- экономической эффективности выражается в снижении себесто1-п-1ости стали за счет экономии чугуна и уменьшения расходов по эксплуатации устройства на 20-30%.

0

55

Формула изобретения

.Устройство нагрева металлолома для конвертерной плавки, содержащее

расположрняую в газоходе камеру наг- ревя, совмещенную с приемно-разгру- яочной камерой и послеловательно гое- дичеиную посредством газоходов с конвертером и гаэоотводящим трактом, при этом в участке газохода со стороны газоотводяшего тракта размещен параллельно поду камеры нагрева толкатель нагреваемого металлолома типа поршня с возможностью воззратно- П лступательного перемещения, о т л и- чающее с я тем, что, с целью увеличения доли металлолома в шихте путем повышения его температуры н по- вышения надежности работы устройства оно снабжено примыкающей к камере нагрева камерой томления, совмещенТемпература стружки после продувки, С

750

мье п уГ Я струя-гки

li пг мьщержк1;/Ч: 785 915

Раян1 1сть температур

до и 11О;;ле

выдержк, с35 1 75

ной с участком гатохода, расположенного со стороны конвертера, при этом ширина камеры томления равна ширине камеры нагрева , а ее поперечное сечение в 1,5-3,5 раза больше поперечного сечения камеры наг репа, поды камеры томления и камеры нягрепа размещены на одном уровне, а сечение поршня равно поперечному сечению газохода, примыкающего к камере нагрева со стороны газоотводящего тракта,

2. Устройство по п,I, о т л и - чающееся тем, что под камеры томления выполнен с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси.

743

725

720

715

940

955

885

805

95

230

65

90

i;5 5

Фаг. 2

Изобретение относится к черной металлургии и предназначено для утилизации конвертерного газа путем нагрева применяемого в конвертерной плавке металлолома. Цель изобретения - увеличение доли металлолома в шихте путем повьппения его температуры и повышение н-адежности работы устройства. Устройство содержит расположенные в газоходе камеру 3 нагрева (КН) и камеру 4 томлгения (КТ) , которая примыкает к КН со стороны конвертера. Площадь поперечного сечения КТ равна 1,5-3,5 площади поперечного сечения КН. Под 9 КН 3 расположен на одном уровне с подом 10 КТ, который выполняют с возможностью поворо с (Л та вокруг его горизонтальной оси.Со 16 Фи.1 00 05 о эо /

18

едак 1 Ф Г.Волкова

Составитель Il.lilapanoria

Техред И.ПоповичКорректор И. ЭРДСЙИ

:5аксчЗ :.П97/26

Пгч ичн Лг:тпсиио

Тираж 549Подписное

ВИЮ-ШИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 1П035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д./5

мюлиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Фиг.З