Способ отопления мартеновской печи Советский патент 1987 года по МПК C21C5/04 F27B3/22 

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производст- ву стали в мартеновских печах.

Целью изобретения является повы шение производительности печи и. снижение удельного расхода топлива.

На фиг,1 дано с ематичное изображение размещения и направления топливных потоков в рабочем пространстве мартеновской печи, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, план.

Корни боковых факелов 1 отнесены к торцовой стенке 2 головки, а ко-

рень центрального факела 3, наоборот, 16 ного количества топлива через боковынесен ближе к ванне 4. Поэтому путь от корня боковых газовых факелов до металла удлиняется, вентиляторный воздух инжектируется в них по всей ширине вертикальных каналов, и процессы смешивания топлива с воздухом и горения частично выносятся в подводящую головку, В рабочее пространство поступают высокотемпературные продукты горения, а не холодный вентиляторный воздух, что приводит к выравниванию температуры кладки по длине печи. Повышение среднего температурного уровня печи увеличивает передачу тепла металлу излучением от кладки и газов.

Корни боковых газовых потоков рас- полагает выше факела 1 и на равном расстоянии от него на уровне внутренней поверхности торцовой стенки головки печи, а корень центрального факела выносят в сторону ванны на 0,5-0,9 ширины вертикального канала. Все три потока подаются под высоким давлением ( атм и более). Это позволяет не только увеличить инжекцию вентиляторного воздуха в топливные потоки, увеличить температуру факелов, а также их жесткость и настильность, но и обеспечить более равномерный обогрев шихты за счет рассредоточения тепловой нагрузки на три факела.

Удаление корня факела от торцовой стенки на расстояние более 0,9 ширины вертикального канала нецелесообразно, так как не будет обеспечивать ся подсос необходимого количества вентиляторного воздуха в центральный факел. Кроме того, ухудшается смешивание топлива с воздухом из-за слишком короткого пути факела до контакт- та с поверхностью металла и увеличивается вынос пыли из рабочего пространства печи. Удаление корня факела от торцовой стенки менее 0,6 ширины канала снижает кинетическую энергию факела уже на уровне края ванны.Оп- тцмальным является вынесение корня факела в сторону ванны на уровень 0,7 ширины вертикального.канала.

В изобретении тепловые потоки раз- несены по длине печи, поэтому центральный факел может быть коротким, настильным, например, в период завалки, а необходимая теплонгш нагрузка достигается за счет ввода нуж-

0

5

вые фурмы, т.е. перераспределения тепловой нагрузки между центральным и боковыми потоками.

Боковые потоки инжектируют избыточный воздух в центральный факел, ускоряя выгорание топлива в нем и дополнительно сокра1Цс1я его длину,

В период плавления, когда передача тепла металлу производится через слой шлакаj кинетическая энергия , центрального факела должна увеличиваться, для чего расход газа на боковые фурмы нужно снижать и соответственно увеличивать его на централь

ное горелочное устройство, В этом случае смешивание топлива с воздухом будет растягиваться по длине печи, а свободный кислород используется для окисления углерода и дожигания его окиси, выделяющейся из ванны.

В период доводки, когда нужен еще более удлиненный в светящийся факел, расход газа в боковых потоках должен еще больше снижаться, В этот период они служат дпя подогрева кладки и вентиляторного воздуха.

Оптимальный расход топлива в боковых потоках по периодам плавки устанавливается в зависимости от тем- пературы кладки, скорости теплопередачи к ванне, выноса плавильной пыли из печи и т.д.

В период завалки в боковые пото- ки подают значительную часть всего расхода топлива на печь (30-40%), Корни боковых потоков отнесены к торцовой стенке головки печи, и этим значительно увеличен их путь до ван- ны. Топливо в боковые потоки подают под высоким давлением и поэтому они инжектируют большое количество вентиляторного воздуха, поступающего из вертикальных каналов.

За счет смешивания топлива с боль шим избытком воздуха на пути доста- точной протяженности полное выгора- ние топлива в боковых потоках дости- гается уже на выходе в рабочее прост ранство у края ванны. Перенос горе-- ния значительной части топлива в подающую головку.позволяет резко поднять температуру ее кладки, а также температуру вентиляторного -воздуха, инжектируемого центральным факелом, . Кроме того, боковые потоки ускоряют процесс выгорания топлива в центральном факеле, так как продук- ты сгорания б.оковых потоков дополнительно инжектируют в него воздух и, пересекаясь до контакта факела с металлом, турбужзируют его, ускоряя процессы смешивания топлива с возду- хом.

Центральный факел получается высокотемпературным и коротким.

В период плавления вынос корня центрального факела вперед обуслав- ливает его высокую кинетическую энёр гию в момент встречи с металлом.Кроме того, в этот период снижают расход топлива в боковые потоки (до ,25%-30% от общего расхода на печь) и увеличивают подачу топлива в цент- ральный факел, повышая за счет этого его кинетическую энергию и окислительную способность.

Боковые потоки в этот период слу- жат, в основном, для повышения температуры в подводящей головке и для подогрева вентиляторного воздуха.

В период доводки, когда необходим еще более длинный факел, расход газа на боковые горелки еще более понижа- |ется (до 15-20% от общего расхода .топлива на печь),

Несмотря на то что в периоды за- валки и плавления факел не карбюрируется мазутом, .а условия сжигания топлива не допускают его самокарбюра- ции, йроизводительность йечи возрастает, а расход топлива снижается,

В предлагаемом способе горение топлива в боковых потоках происходит в основном, в подводящей головке, и поэтому температура кладки и воздуха значительно повышается. Эти фак- торы в сочетании с высокотемпературным и высокоскоростным факелом, об- .ладающим большой окислительной способностью, и позволяют перекрыть эф-

фект, получаемый от светящегося, более холодного и менее скоростного факела в известных способах.

Подача топлива во все три потока должна производиться под высоким далением, иначе невозможно будет перераспределить топливо между потоками без снижения или повышения тепловой нагрузки, а также получить высокую скорость сжигания топлива, большие кинетическую энергию и окислительну способность факела.

Угол наклона центрального факела к зеркалу ванны выбирается таким,чт бы была обеспечена требуемая форма факела и не происходила чрезмерно большая его деформация (11-15).

Угол между направлениями боковых потоков и продольной осью печи выбирается в пределах 10-20 так,чтобы оси тогшивных струй пересекались на продольной оси печи в районе первой половины ванны, при этом газовые факелы не должны касаться кладки пламенного окна и футеровки центрального горелочного устройства.

Угол наклона боковых газовых потоков к поверхности ванны на 2-3 больше угла наклона центрального факела, так как их путь до контакта с металлом больше, чем у центрального факела, с учетом действия подъемных сил это. позволяет получить одинаковый угол встречи всех трех факелов |С металлом.

Корни боковых факелов удаляют друг от друга по горизонтшш-на рас- стояние, равное 0,3-0,8 ширины ванны.

Пример. На двух 250-тонных мартеновских печах, работающих на скрап-процессе и отапливаемых газо- мазутными горелками, установленными в торцовой стенке головок по одной с каждой стороны, устанавливают дополнительные боковые газовые фурмы.

Подачу топлива в каждой головке осуществляют в виде одного центрального факела и двух газовых потоков, расположенных по бокам и на равном удалении от центрального факела. Корни боковых потоков смещают относительно корня центрального факела еле дующим образом: устанавливают сопла боков ых фурм заподлицо с внутренней поверхностью торцовой стенки головки, а сопло центральной горелки ус-

танавливают на расстоянии от торцо- вой стенки, равном 0,7 ширины верти-- кального канала. Корни боковых потоков удаляют друг от друга по гори- зонтали на расстояние, равное 0,8 ширины ванны.

Боковые газовые потоки располага - ют на 500 мм выше оси центрального потока (по месту пересечения осей с наружной поверхностью торцовой стен ки). Боковые потоки топлива направляют под углом 13° к продольной оси печи в плане, а центральный поток - вдаль оси. По отношению к поверхности ванны устанавливают углы наклона

а центрально-

устанавливают боковых потоков в 15 , го потока - в 13, Все три потока подают под высоким давлением. .

В период завалки и в первый период плавления (до образования слоя шлака на поверхности металла) тепловую нагрузку на боковые фурмы поддерживают на уровне 30-40% от общей тепловой нагрузки на печь, во второй период плавления - 25-30%, а в доводку - 15-20%,

Температура свода над ванной со стороны дымоотводяш,ей головки при базовом способе отопления на 200 - 300 С превышает температуру свода над ванной со стороны факела.

При использовании предлагаемого спо-соба указанный температурный перепад в период завалки незначителен и даже меняет знак на противополояе ный, в первый период плавления перепад температур не превьшает 50 - О ,

плавления и в довод100 С, а в конце ку - 100-180°С,

Показатели работы печей при завалке, плавлении и доводке тепловой нагрузки на боковые горелочные устройства (доля тепловой нагрузки на центральный факел 100 - х (%), где X - доля топлива на боковые потоки)

Расход условно-

го топлива,

кг/тн 201,1 193,4 184,2 181,3 182,7 196,1 198,4

Производительность, т/ч 25,6 25,8 27,6

Как видно из таблицы, за счет гиб кого регулирования теплового потбка по длине и пшрине ванны, а также за счет улучшения смешивания- топлива с воздухом производительность печи возрастает в среднем на 2,11 т/ч. За счет увеличения производительности удельный расход условного топлива

снижается на 21,8 кг/т. При этом за счет увеличения настильности центрального факела, оптимизации, его дли ны по периодам плавки доля мазута по теплу сократилась на 54,8%, Исключа-

ется также перегрев насадок регистраторов при больших теаповых нагрузках.

Формула изобретения

Способ отопления мартеновской печи, включающий подачу топлива с торцов печи направленным вдоль продольной оси печи под углом к поверхности расплава центральным потоком и двумя боковыми потоками, корни которых расположены на уровне внутренней поверхности торцовой стенки головки печи выше центрального потока, на одинаковом расстоянии по горизонтали от него и под углом к нему, о т - личающ ийся тем, что, с целью повьш1ения производительности печи и снижения удельного расхода топлива, корень центрального потока выносят в сторону ванны на 0,5-0,9 ширины вертикального канала печи, топливо в центральный и боковые потоки подают под высоким давлением и

по ходу плавки осуществляют перераспределение тепловой нагрузки между центральным и боковыми потоками, при этом в период завалки в буковые ки подают 30-50%, в период плавле-

ния - 25-30% и в доводку - 15-20% от обш;его расхода топлива на

28,1 27,8 26,5 26,3

Расход условно-

го топлива,кг/тн 191,2 186,4 180,1 180,0 180,2 190,3 191,5

Производительность, т/ч

26,8 26,8 27,1

Расход условного топлива, кг/тн 191,4 185,8 180,4 179,5 180,6 183,2 185,9

Производительность, т/ч 26,4 27,2 27,9ь 29,3 28,7 27,5 25,8

Таблица 2

29,1 27,5 26,1 26,0

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к способам отопления мартеновских печей.Цель зoбpeтeния повьппение производи- тельности печи и снижение удельного расхода топлива. Топливо подают под высоким давлением с торцов печи центральными двумя боковыми потоками. Центральный поток (ЦП) направляют вдоль продольной оси печи под углом к поверхности расплава. Корень ЦП выносят в сторону ванны на 0,5-0,9 ширины вертикального канала. Корни боковых потоков (БП) располагают на уровне внутренней поверхности торцовой стенки Г оловки печи выше ЦП, под углом к нему и на одинаковом расстоянии от него по горизонтали. По ходу плавки производят перераспределение тепловой нагрузки между ЦП и БП. В период завалки подают в боковые потоки 30-40%,в период плавления 25-30% и в доводку 15-20% от общего расхода топлива на печь, Изобретение позволяет повысить производительность печи в среднем на 2,11 т/ч, сократить удельный расход топлива на 21,8 условного кг/т. 2 ил, 1 табл. с а (Л 00 СП со 00

/

ifjue.f

3

Редактор М.Келемеш

Составитель Л.Шарапова Техред Л.Сердюкова

Заказ 6116/26Тираж 550Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

.--.-«в.. - . в. - 1-«--.--.. .. ,.-«.,.-и--.- -...---.-..«-. -и- «.---.« - .. «,.1И,« ,„««.-« .

Производственно полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная, 4

Cpue.Z

Корректор В.Бутяга