Способ работы регенератора Советский патент 1993 года по МПК C21C5/04 F27D17/00 

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к тепловой работе мартеновских печей.

Известен способ работы регенераторов, сущность которого заключается в аккумуляции тепла отходящих дымовых гадов с последующей отдачей его воздуху и/или газу, поступающему в рабочее пространство печи„

По этому способу все продукты сгорания из плавильного пространства печи отводятся через насадки регенераторов „

Однако в связи с применением кислорода для продувки ванны наблюдается занос ячеек регенераторов плавильной пылью, что приводит к ухудшению теплотехнических показателей их работы и быстрому выходу из строя.

По известному способу работы регенераторов плавильной печи, с целью увеличения стойкости насадки и максимального нагрева воздуха, в период интенсивного выноса пыли дымовые газы пропускаются через камеру, свободную от насадки, в поднасадочное пространство, нагревая насадку только в нижней части. Недостатком данного способа является то, что нагрев верхней части насадки осуществляется дополнительной подачей топлива.

Наиболее близким по технической сущности и предлагаемому результату является способ работы регенератора плавильной печи, состоящий из циклической подачи дымовых газов и нагреваемого воздуха через насадки и камеру,свободную от насадок, при

00

ю ю N

го

со

этом нагрев насадки в течение плавки осуществляется переменным объемом дымовых газов, равным 30-70$ от общего объема выходящих дымовых газов из рабочего пространства печи.

Недостатком данного способа является то, что при переменном расходе дымовых газов через камеру, свободную от насадок, и с насадками наблюдается значительное колебание величины подсосов холодного воздуха, вследствие чего происходит охлаждение камеры регенератора (за счет снижения температуры дымовых газов) и возрастает расход топлива„

Причем, чем меньше объем газов подается в одну из камер, тем больше величина подсосов воздуха через эту камеру.

Кроме того, с уменьшением объема дымовых газов, подаваемых через насадки, уменьшается их скорость прохождения через генератор,, что приводит к более быстрому заносу ячеек регенератора плавильной пылью и снижению сроков его эксплуатации.

Недостатком способа, принятого за прототип, является также то, что воздух в течение всего периода продувки подается через камеру с насадками Это приводит к охлаждению насадок, так как происходит отбор тепла воздухом, в то время как тепло от дымовых газов не поступает. Насадки за оставшийся беспродувочный период, когда дымовые газы поступают через насадки, не успевают нагреться и их температура перед периодами завалки и прогрева шихты не превышает 800 900 С, что приводит к снижению тепловой мощности печи в периоды завалки и прогрева шихтыс При этом резко снижается температура рабочего пространства печи, что отрицательно сказывается на ее стойкость.

Чтобы уменьшить скорость охлаждения насадки, воздух перед его подачей в регенератор приходится подогревать горелками Дополнительный расход топлива на эти горелки составляет (,0-5,0 кг/т стали,,

Цель изобретения - снижение расхода топлива и повышение стойкости кладки печи.

Поставленная цель достигается тем, что в способе работы регенератора плавильной печи, включающем циклы насадок и передачи тепла воздуху

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

и/или газу, отвод дымовых газов через камеру, свободную от насадок, 60- 70% времени продувки от ее начала дымовые газы и воздух пропускают через камеру, свободную от насадок, а в остальное время продувки - через камеру с насадками.

Способ осуществляется на плавильной печи, оборудованной регенераторами, имеющими две камеры: свободную от насадки и с насадкой. Камера без насадки расположена первой по ходу движения дыма, имеет отдельный дымовой боров с установленным на нем шибером, соединяюо(им ее с общим боровом печи, а также имеет отдельный воздухопровод с установленным на нем отсечным клапаном, который соединяет дутьевой вентилятор с камерой для насадки.

В периоды заправки, завалки, прогрева шихты и заливки чугуна дымовые газы и воздух, подаваемый в печь для сжигания топлива, пропускаются через камеру с насадками„ В период плавления, с момента начала пропувки ван- ны4 кислородом, когда наблюдается максимальное пылеобразование, весь объем газов, уходящих из печи, а также воздух, подаваемый в печь для сжигания топлива, пропускают через камеру свободную от насадок в течение 60- 70% времени от начала продувки, а оставшиеся времени продувки - через насадки.

Пределы 60-70% времени, в течение которого дымовые газы и воздух пропускают через камеру, свободную от насадки, установлены на основе опытно-промышленной работы 250 т и 600 т мартеновских печей Макеевского и Криворожского металлургических комбинатов. При этом определено, что в этот период продувки имеет место максимальная запыленность дымовых газов и интенсивное выделение высокотемпературной окиси углерода из расплава. В последующее время продувки наблюдается резкое снижение пылеуно- са из рабочего пространства печи и снижение скорости выгорания углерода из ванны и как следствие уменьшение количества окиси углерода, выделяющейся из расплава с Полученные авторами результаты по уровню запыленности дымовых газов и интенсивности выделения окиси углерода из расплавленной ванны по ходу продувки

хорошо согласуются с рядом исследований. В связи с этим в первые 60-70% времени от начала пролувки дымовые газы с повышенной запыленностью пропускают через камеру, свободную от насадок. Если это время составляет менее 60% (или более 0% времени, когда дымовые газы пропускают через камеру с насадками), то наблюдается интенсивный занос насадок плавильной пылью, что ухудшает тепловую работу печи, увеличивает расход топлива и снижает сроки эксплуатации регенератора

Если дымовые газы пропускают через камеру, свободную от насадок,более 70% времени продувки (или менее 30% времени, когда дымовые газы пропускают через камеру с насадками) , то насадки регенератора не успевают нагреться до температуры 1250 130Р°С и вследствие этого не обеспечивается высокотемпературный подогрев воздуха в периоды завалки и прогрева шихты, когда наблюдается максимальное теплоусвоение шихты и имеют место максимальные тепловые нагрузки

Воздух, предназначенный для дожигания окиси углерода и сжигания топлива, в течение того же времени, что и дымовые газы, пропускают через камеру, свободную от насадок, минуя регенератор. При этом за счет тепла, аккумулированного стенками борова, камеры шлаковика и вертикального канала, он нагревается до температуры порядка 350-500°С0 Этой температуры нагрева воздуха достаточно, чтобы в периоп продувки ванны кислородом калориметрическая температура горения горячей окиси углерода составила 2500-2600°Г, т.е0 соответствовала температуре горения топлива в воздухе, нагретом до 1100 - 1200°С, в остальные периоды плавки.

Если же воздух подавать через камеру с насадками в период, когда дымовые газы пропускают через камеру без насадок, происходит охлаждение насадок ниже допустимой температуры и в последующие периоды плавки насадки не успевают прогреться до температуры, обеспечивающей оптимальную температуру воздуха„

Снижение расхода топлива по сравнению с прототипом связано с увели

чением температуры насадок в периоды завалки и прогрева за счет снижения степени их охлаждения в период продувки путем сокращения времени прохождения холодного воздуха через камеру с насадками и увеличения температуры отходящих дымовых газов через насадку за счет снижения подсосов воздуха„

Снижение расходов огнеупоров обеспечивается увеличением стойкости верхнего строения печи за счет снижения калориметрической температуры горения окиси углерод в потоке более холодного воздуха, подаваемого через камеру, свободную от насадок, и нижнего строения печи за счет уменьшения степени заноса ячеек насадок в период продувки.

Пример конкретного выполнения. Процесс осуществляется на 250 т мартеновской печи Макеевского металлургического комбината. После слива чугуна начинается продувка расплава кислородом с интенсивностью 7000 мэ/ч„ При этом весь объем дымовых газов и воздух, подаваемый в печь для сжигания топлива, в течение 60-70% времени от начала продувки подают через камеру, свободную от насадки,и оставшегося времени пропускают с насадками.

Температура верха насадок при этом jg не снижается ниже допустимой, т0е„

10

15

20

25

30

1000 С0 В то же время в беспродувочные периоды плавки (окончание доводки, заправка, завалка, прогрев и заливка чугуна), когда дымовые газы

40 пропускают через насадки, температура верха последних составляет 1250 - 1300 Г„ Это обеспечивает нагрев воздуха до температуры 1000 Г, что позволяет увеличить тепловую мощность

45 печи в периоды завалки и прогрева без увеличения расхода топлива

R таблице представлены основные показатели плавок, проведенных при различной длительности подачи дымо50 вых газов через камеру, свободную от насадок, а также по способу, принятому за прототип.

Лучшие показатели относятся к к плавкам, проведенным по предлагаемому способу при прохождении дымовых газов через камеру, свободную от насадок, в течение 60-70% времени от нс чала продувки. Если время меньше 60%,

то за счет интенсивного заноса ячеек регенераторов повышается гидравлическое сопротивление дымоотводящего тракта, увеличивается расход топ- лива и снижается стойкость печи. Если время больше 703;, то насадки не успевают нагреться до температуры 1100-1200°С, вследствие чего снижается тепловая мощность печи, особенно в периоды завалки и прогрева, увеличивается продолжительность этих периодов и всей плавки и возрастает расход топлива.

Использование предлагаемого спо- соба по сравнению со способом, принятым за прототип, позволяет снизить расход топлива на 8,4-9,8 кг/т за счет увеличения температуры подогрева воздуха и уменьшения длительности плавки, а также снизить расход огнеупоров на 1,0-1,2 кг/т за счет увеличения стойкости печи и срока службы регенераторов,,

Формула изобретения

Способ работы регенератора плавильной печи, включающий циклы нагрева насадок и передачи тепла воздуху и/или газу, отвод дымовых газов в период продувки через камеру, свободную от насадок, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода топлива и повышения стойкости кладки печи, 60-70% времени продувки от ее начала дымовые газы и воздух пропускают через камеру, свободную от насадок, а в остальное время продувки - через камеру с насадками.

Использование: в черной металлургии, в частности в устройствах регенераторов для подогрева воздуха в мартеновских печах Сущность изобретения: в период продувки через камеру, свободную от насадок,60-70% времени продувки от ее начала дымовые газы и воздух пропускают через камеру без насадок, а в остальное время продувки - через камеру с насадками. Способ позволяет снизить расход топлива на 8,-9,8 кг/т стали и расход огнеупоров на 1,0-1,2 кг/т„ 1 тэбл. Ё

2,7

2,7 2,7 2,75

1,20 1,20 1,20 1,25

2,9

1,40

2,95 1,45