Установка для подогрева загружаемого в конвертер скрапа Советский патент 1992 года по МПК F27D13/00 C21C5/46 

17

VI

vj XI О СЛ

СА

Изобретение относится к устройству длл подогрева скрапа с печью для обработку скрапа, к которой подводится по меньшей мере один трубопровод отходящих газов от металлургической печи, в частности конвертера.

Известен способ подогрева скрапа, по которому скрап загружают в конвертер и нагревают его в нем за счет подачи в последний горячего газа. Удовлетворительный коэффициент полезного действия при этом достигается только в случае использования конвертеров с подачей газов снизу, так как лишь при такой конструкции возможно всестороннее смывание ими скрапа. В случае конвертеров с продувкой сверху (LD-процесс) скрап приходится загружать в несколько приемов и каждую порцию подогревать с помощью специально вмонтированных копий. При этом, однако, смывание скрапа газами является недостаточно полным и, кроме того, увеличивается продолжительность загрузки конвертера. Так как при подогреве скрапа в конвертере интервал времени между двумя последующими загрузками увеличивается, предварительно нагревают скрап вне конвертера, используя специально предназначенные для этого печи с посторонним нагревом. Теплопередача в таких печах происходит в основном за счет энергии излучения горячего газа. Однако, при неизбежно возникающем послойном размещении скрапа внутри печи в достаточной степени прогревается лишь обращенный к горячему газу верхний его слой, вследствие чего коэффициент полезного действия установки низок. Правда его можно повысить за счет использования вращающейся печи. Однако для этого необходима дорогостоящая предварительная обработка скрапа, которая обеспечивала бы возможность его перемешивания и перемещения внутри вращающейся печи. Печь для переработки скрапа вышеуказанного типа, через которую пропускаются отходящие газы электропечи, описана в Iron and Steel Engineer, ноябрь 1983 г., с.56, рис.3. Однако и эта установка имеет низкий коэффициент полезного действия из-за случайно возникающего послойного размещения скрапа в печи для его переработки.

Наиболее близким к изобретению является устройство для подогрева загружаемого в конвертер скрапа, содержащее камеру нагрева с емкостями для скрапа итазонап- равляющими устройствами, соединенную с одного конца с трубопроводом для подвода отходящих конвертерных газов, а с другой стороны - с трубопроводом для их отвода (авт.св. СССР № 1303618, кл. С 21 С 5/38,

1985). Недостатком прототипа является неравномерный нагрев скрапа, повышенный расход окислителя, поскольку требуется дожигание СО для достижения более равномерного подогрева скрапа.

Цель изобретения - повышение КПД устройства за счет оптимального использования теплоты отходящего конвертерного газа.

0 Решение этой задачи состоит в том, что в печи для обработки и скрапа в соответствии с настоящим изобретением имеется сквозная камера для нескольких расположенных рядом или одна над другой емко5 стей для скрапа, каждая из которых снабжена отверстиями для входа и выхода газов, причем со стороны одного конца указанной сквозной камеры в печи для обработки скрапа имеется загрузочное, а с

0 другого конца разгрузочное устройство для, по меньшей мере одной емкости для скрапа, а в сквозной камере смонтировано транспортирующее устройство для тактового перемещения емкостей для скрапа от

5 загрузочного к разгрузочному устройствам, а также газонаправляющие устройства для соединения входного и выходного отверстий для газа соседних емкостей для скрапа. Предупреждение переслаивания скрапа

0 при загрузке и выгрузке его из печи для обработки скрапа или перед в металлургическую печь достигается за счет того, что емкости для скрапа предпочтительно выполнены в виде лотков, противоположная

5 по отношению к открытому концу сторона которых имеет газопроницаемую стенку, предпочтительно решетку, например, колосниковую решетку. Предпочтительный вариант осуществления предлагаемого уст0 ройства, позволяющий создать наиболее компактную печь для обработки скрапа, отличается тем, что в печи для обработки скрапа имеются два продольных канала, каждый из которых расположен сбоку и па5 раллельно сквозной камере, причем в каждом таком продольном канале имеются газонаправляющие устройства. Целесообразно, чтобы лотки для скрапа располагались в сквозной камере таким образом,

0 чтобы их продольные оси были перпендикулярные, направлению транспортировки, а оба конца каждого желоба помещались у соединяющих сквозную камеру с продольными каналами отверстий для газа. Хоро5 шая аэрогидродинамичность конструкции достигается за счет того, что газонаправляющие устройства выполняются в виде перекрывающих продольные каналы после каждого второго лотка для скрапа перегородок, причем каждая из стенок одного продольного канала располагается примерно посередине между двумя соседними стенками другого такого канала. Благодаря этому становится возможным отходящие газы металлургической печи непрерывно пропу- екать через соседние лотки для скрапа. При этом печь является небольшой по длине, а благодаря небольшому расстоянию, проходимому отходящими газами, достигается высокая степень эффективности их исполь- зования. Предпочтительно загрузочное и разгрузочное устройства выполнены в виде въезжающих в печь для обработки скрапа в направлении, перпендикулярном направлению перемещения емкостей для скрапа в сквозной камере, тележек, причем платформы этих тележек образуют часть пода печи, благодаря чему загрузка и выгрузка емкостей для скрапа осуществляется просто и быстро. Для возможности подачи отходя- щих газов металлургической печи в печь для обработки скрапа кратчайшим путем, без существенных потерь тепла, целесообразно печь для обработки скрапа размещать выше металлургической печи. При этом предпоч- тительно, чтобы в загрузочном и разгрузочном устройствах имелось подъемное приспособление для тележки, перемещающееся вертикальном по отношению к печи для обработки скрапа и перпендикулярном по отношению к направлению перемещения емкостей для скрапа в сквозной камере направлении. По другому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения загрузочное и разгрузочное устройства выполнены в виде способной перемещаться под печью для обработка скрапа в горизонтальной плоскости, параллельно направлению перемещения емкостей для скрапа в сквозной камере, подъемной тележки с подъемным столом, который может подниматься внутрь печи для обработки скрапа. Для того, чтобы потери газа при загрузке и разгрузке были минимальны, расположенные рядом с концами продольных каналов газонаправляющие устройства предпочтительно выполнены в виде подвижных Стенок, в частности в виде перекидных клапанов, которые при своем перемещении перекрыва- ют или открывают продольный канал.

Для того, чтобы обеспечить возможность сгорания содержащейся в отходящих из конвертера газов окиси углерода, целесообразно размещать на трубопроводе для отходящих из печи для обработки скрапа газов предназначенный для подогрева воздуха теплообменник, теплый воздух из которого подавался бы в печь для обработки скрапа.

На фиг.1 показан продольный разрез первого примера осуществления предлагаемого устройства; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1; на фиг.З - разрез Б-Б на фиг.1: на фиг.4-6 аналогично фиг. 1-3 показан другой вариант осуществления предлагаемого устройства; на фиг.7 аналогично фиг.1 показан третий вариант осуществления предлагаемого устройства; на фиг.8 в увеличенном масштабе показан вид сбоку детали устройства в соответствии с фиг.7.

Установка имеет печь 1 для обработки скрапа, с одного конца 2 в которую входит трубопровод для отходящих газов 3 конвертера 4 (фиг.4), а с другого конца 5 - примыкающий к дымовой трубе 6 трубопровод 7 для пропускания через печь для обработки скрапа отходящих газов. В камере нагрева 1 скрапа 3 имеется расположенная по центру в продольном направлении 8 сквозная проходная камера 9 для выполненных в виде лотков 10 емкостей для скрапа. Лотки 10 размещены в камере для обработки скрапа 1 таким образом, что их продольные оси 11 перпендикулярны продольной оси 8 последней и они могут с помощью транспортирующего устройства 13, например, типа шагающей балки, перемещаться с заданным тактом в направлении, указанном стрелкой 12. Для загрузки и разгрузки печи для обработки скрапа с помощью скраповых лотков 10 на каждом конце 2, 5 камеры для нагрева скрапа, имеются тележки 14, которые могут перемещаться в направлении, перпендикулярном направлению транспортировки 12. Тележки 14 могут въезжать в сквозную камеру 9, для чего по внешней стенке 15 печи для обработки скрапа имеются въездные ворота 16. По обе стороны от сквозной проходной камеры 9, параллельно ей, внутри от внешней стенки 15 проходят продольные каналы 17, 18, сечение которых примерно равно сечению спускного желоба для скрапа 10. Трубопровод 3 для отходящих газов заканчивается в одном из этих продольных каналов 17 с одного конца камеры для обработки скрапа. С противоположного конца к этому продольному каналу

17примыкает отводящий трубопровод 7. Внутри указанных продольных каналов имеются газонаправляющие устройства 19, 20, выполненные в виде расположенных перпендикулярно продольной оси каналов 17,

18стенок. Каждая такая стенка 19 радполо- жена после двух соседних лотков 10, причем каждая из стенок 19.20 продольного канала 17 занимает примерно среднее положение между двумя соседними стенками 19 второго продольного канала 18, Благодаря этому, как, в частности видно на фиг,2, обеспечивается прохождение отходящих газов конвертера 4 по извилистой траектории через все находящиеся в камере 1 лотки 10. Высота 21 камеры 9 выбирается таким образом, чтобы верхние края лотков 10 располагались лишь немного ниже крышки 22 печи 1, не мешая, однако, перемещению с помощью транспортирующего устройства 13. В лотках 10 имеется входное 23, а с противоположной стороны выходное 24 отверстия для газа, причем одно из этих отверстий образовано свободным концом 25 лотка 10, з противоположное отверстие газопроницаемой стенкой 26, предпочтительно решеткой или колосниковой решеткой Продольные каналы 17, 18 отделены от сквозной камеры 9 продольными стенками 27, о которых имеются отверстия 28 для прохода газа и сечение которых соответствует живому сечению лотков 10. Отверстия 28 для газа расположены на расстоянии двух соседних лотков 10. Поэтому газ не может проходить между лотками 10, Имеющиеся на тележке 14 роликовые валки 29 позволяют осуществлять перемещение лотка 10 в поперечном направлении с одной из таких тележек на транспортирующее устройство 13 или с этого устройства на одну из тележек, причем это перемещение осуществляется с помощью расположенного на самой тележке 14 или стационарного механизма 30 перемещения. Как видно из фиг.2, размещенные на концах продольною канала 17, с которыми соединен трубопровод 3 для отходящих газов, газонаправляющие устройства 2, выполнены в виде перекидных клапанов, которые могут перемещаться из положения А (в этом положении продольный канал 17 перекрывается) в положение В (в этом положении продольный канал остается открытым) и наоборот. В результате первые и последние из обоих мест для лотков 10 не омываются отходящими газами в процессе загрузки, и выгрузки, при этом не происходит потерь газа. На отводящем трубопроводе 7 смонтирован теплообменник 31 для подогрева воздуха. Нагретый в теплообменнике 31 воздух по трубопроводу 32 подается внутрь камеры 1 для сжигания содержащей в отходящих газах конвертера окиси углерода. При этом сгорают и нагреваемые вместе со скрапом остатки пластмасс и коксовые остатки, а также их образующиеся в результате нагрева пара. При тактовом перемещении лотков 10 на один шаг, равный ширине одного лотка 10, они омываются отходящими конвертерными газами один раз в направлении 34 и один раз в противоположном направлении 35. В результате отверстие лотка 10 вначале функционирует как входное отверстие 23, а затем как выходное отверстие 24 для газа и наоборот. Такое периодическое изменение направления прохождения газа обеспечивает всестороннее омыпании и тем самым равномерный нагрев скрапа. Целесообразно, чтобы на лотках 10 были смонтированы не показанные на рисунке направляющие пластинки, размещенные таким образом,

0 чтобы воспрепятствовать отклонению потока входящих газов от нужного направления (вдоль продольной оси лотков 10), Лотки 10 выполнены из высокожаропрочного матери ала. При подаче на один такт спускных же5 лобов происходит загрузка, соответственно выгрузка одного спускаемою желоба. Преимуществом размещения, как это показано на фиг.1, печи для нагреоа скрапа на полу металлургического цеха является простота

0 загрузки, соответственно выгрузки. Загруженный на скрапном дворе лоток 10 с помощью скрапного крана 36 помещается на тележку 14 и подается на ней в печь для обработ ки скрапа 1. Расположенная в каме5 ре платформа 37 тележки образует часть пода печи 38. После выгрузки лотка 10 и дальнейшего перемещения лотков 10 в сквозной проходной камере на один шаг (в направлении, противоположном направле0 нию перемещения отходящих конвертерных газов) последний загруженный в печь лоток 10 с, помощью механизма передвижения 30 перемещается с тележки 14 на расположенное о камере для нагрева скрапа

5 транспортирующее устройство 13, а тележка 14 выходит из пес для погрузки нового лотка для скрапа. В случае варианта осуществления предлагаемого устройства в соответствии с фиг.4-6 камера 1 для нагрева

0 скрапа расположена гзыше конвертера 4, благодаря чему отходящие конвертерные газы можно кратчайшим путем по трубопроводу 3 подавать непосредственно в нее. Трубопровод для отходящих газов при этом

5 соединен со связанным с другими конвертерами главным трубопроводом 39 для отходящих газов, благодаря чему обеспечивается возможность практически непрерывной подачп отходящих конвертер0 ных газов в камеру 1. Загрузочное и разгрузочное устройства выполнены при этом в виде подъемных приспособлений 40, которые могут перемещаться в вертикальном направлении перпендикулярно направлению

5 перемещения 12 лотков 10 в сквозной проходной камере 9. На эти подъемные приспособления въезжает тележка 14 с лотком 10. При подъеме тележки 14 она через отверстие 41 в поде камеры для нагрева скрапа попадает в сквозную проходную камеру 9.

Платформа 37 тележки после попадания тележки 14 в камеру 1 образует часть пода печи 38. Если тележки 14 в процессе загрузки или выгрузки находятся вне камеры 1, отверстия 41 в ее поде закрываются крышкой 42. которая может подниматься и опускаться в вертикальном направлении. В устройстве в соответствии с вариантом осуг ществления, изображенном на фиг.7, в качестве погрузочного и разгрузочного устройств используются тележки 43 с подъемным устройством, которые могут перемещаться в горизонтальной плоскости параллельно направлению перемещения 12 лотков 10 в сквозной проходной камере 9. Эти тележки снабжены подъемным механизмом 44 с подъемным столом 45, на кото- ь ;м размещается лоток 10. Внутри камеры 1 имеются направляющие параллели 46 с роликами 47, по которым перемещаются подовые плиты 48 с роликами 47, по которым перемещаются подовые плиты 48 лотков 10. Загрузка и выгрузка лотков осуществляется путем заведения подовых плит 48 лотков 10 в эти направляющие параллели 46 за счет перемещения тележки с грузоподъемным устройством 43 в направлении продольной оси 8 камеры 1. Для этого торцевые стенки 49 сквозной камеры вместе с частью пода 50, ширина которой равна ширине 33 лотка 10, могут откидываться вперх. С помощью тележки с подъемным устройством 43 выгруженный из камеры для нагрева скрапа лоток 10 может быть подвезен непосредственно к горловине конвертера 51, и скрап путем опрокидывания лотка 10 может быть высыпан в конвертер 4. После разгрузки лотка 10 тележка 43 с подъем- ным устройством под камерой 1 перемещается до находящейся в районе подъемного механизма 36 площадки 52, где пустой лоток 10 заменяется на загруженный скрапом.

Изобретение не ограничивается приведенными на рисунках примерами его осуществления, которые могут быть модифицированы самыми различными способами. Так, например, возможен вариант, по которому одновременно производится загрузка и выгрузка одновременно нескольких лотков 10, причем лотки могут быть расположены рядом друг с другом или один над другим.

Формула изобретения 1. Установка для подогрева загружаемого в конвертер скрапа, содержащая камеру нагрева с емкостями для скрапа и газонаправляющими устройствами, соединенную с одного конца с трубопроводом для подачи отходящих конвертерных газов, а с другой

стороны - с трубопроводом для их отвода, отличающаяся тем, что. с целью повышения КПД за счет оптимального использования теплоты отходящего конвер- 5 терного газа, она снабжена размещенным на одном конце камеры нагрева и вмещающим по крайней мере одну емкость для скрапа загрузочным устройством, расположенным на противоположном конце камеры

0 нагрева и вмещающим по крайней мере одну емкость для скрапа, разгрузочным устройством, размещенным внутри камеры нагрева, устройством для тактового перемещения емкостей для скрапа от загрузочного

5 устройства к разгрузочному устройству, а камера нагрева выполнена в виде проходной камеры, внутри которой размещены рядом одна с другой или одна над другой выполненные в виде лотков емкости для

0 скрапа, причем противоположная открытому торцу сторона лотка снабжена газопроницаемой стенкой в виде решетки, при этом лотки установлены в проходной камере таким образом, что их продольные оси пер5 пендикулярны продольной оси проходной камеры, а оба их конца расположены у отверстий, соединяющих проходную камеру с газонаправляющими устройствами, причем выходное отверстие для газа одного блока

0 сообщено с выходным отверстием для газа расположенного рядом с ним лотка посредством газонаправляющих устройств.

2.Установка по л.1, о т л и ч а ю щ а я с я тем. что по обеим сторонам проходной ка5 меры выполнены параллельно ей два продольных канала с отверстиями, сообщенными с входным и выходным отверстиями для газа лотков, при этом в продольных каналах выполнены вертикальные

0 газонаправляющие перегородки, перекрывающие их через каждый второй лоток, причем каждая из перегородок одного продольного канала расположена посередине между двумя соседними перегородка5 ми противолежащего продольного канала.

3.Установка по пп.1 и 2. отличаю щ- а я с я тем,что вертикальные газонаправляющие перегородки, расположенные у концов сообщающего с трубопроводами

0 подачи и отвода отходящих газов продольного канала, выполнены подвижными в виде перекидных клапанов.

4.Установка по п.1,отличающаяся тем, что газопроницаемая стенка лотка вы5 полнена в виде колосниковой решетки.

5.Установка по п.1,отличающаяся тем, что на трубопроводе для отвода отходящих конвертерных газов установлен теплообменник, соединенный с проходной камерой трубопроводами подачи нагретого газа.

LO Ч (О

r- t

S

I

142 3J,±P ---2

-ч- , ЕАТП-J--/--or-

i.

f s

L

-.,гггжа, fti

10

14

-., /

гггжа, ftifffftraa

1

13 Ю 41

Использование: в черной металлургии при предварительном подогреве лома перед загрузкой в конвертер. Сущность изобретения: установка имеет камеру 1 для нагрева скрапа, к которой подсоединен трубопровод 3, для отходящих газов металлургической печи. В камере 1 смонтирована сквозная проходная камера 9 для нескольких расположенных рядом или одна над другой емкостей 10 для скрапа, в каждой из которых имеется входное 23 и выходное 24 отверстия для газа. С одного конца 5 сквозной камеры 9 имеется загрузочное устройство 14. Внутри сквозной камеры 9 смонтировано транспортирующее устройство 13 для тактового перемещения емкостей для скрапа 10 от загрузочного 14 к разгрузочному 16 устройству и газонаправляющие устройства 19, 20 для соединения выходных 24 с входными 23 отверстиями для газа соседних емкостей 10 для скрапа. 4 з.п.ф-лы, 8 ип. СЛ С

Cii3lr nil I--- iRr

Г . „

РЮ.6

///у / . 46 48 13 46