Устройство для вдувания воздуха или пара внутрь рабочего пространства мартеновской печи под ее свод с целью охлаждения и защиты его Советский патент 1935 года по МПК F27B3/22 F27D9/00 

Как известно, свод мартеновских печей, особенно часть его, расположенная вдоль задней стенки, является одним из мест кладки, наиболее подверженных износу и разрушению.

На ряду с улучшением качества сводового динаса и применением высокоогнеупорных материалов применяются мероприятия, имеющие целью увеличение срока службы мартеновских сводов. Так, например, производят охлаждение наружных поверхностей сводов мартеновских печей воздушной обдувкой и обдувкой внутренней поверхности свода сжатым воздухом. Затем устанавливают своды специального типа или ошлаковывают внутреннюю поверхность свода. Наружная обдувка сводов мартеновских печей при самой энергичной обдувке не произведет требуемого понижения температуры внутренней поверхности свода. Это понижение температуры, хотя и сокращает зоны высоких температур в кирпиче, но не влияет на увеличение срока службы сводов,

Износ сводов происходит вследствие постепенного разъедания и сплыва 358)

ния внутренней поверхности свода в период „доводки, резкого оплавления и поджогов сводов, получающихся

при внезапном изменении тепловосприимчивости ванны, которое происходит

при вспенивании шлаков.

При вспенивании шлаков, вследствие плохой теплопроводности пенистых шлаков, теплоотдача в ванне резко падает, температура наружной поверхности шлаков увеличивается и температура пламени также повышается.

Кроме того, происходят поджоги при неправильном направлении факела пламени, когда последний частично отражается под свод и в направлении газового потока к своду, перед выходом его из печи, вследствие потери настильности и влияния холодного воздуха, подсасываемого через окна.

Особенное изнашивание происходит в конце периода доводки, когда поддерживается наибольшая температура в печи.

Как указывают исследователи, свод в сильной степени страдает также и от воздействия химических реагентов

основного характера, имеющихся в газах, заполняющих печь.

К этим реагентам относятся окислы железа и известь. Особенно много химических основных реагентов попадает на свод при заброске руды при скрапрудном процессе и чисто-рудном процессе.

В этот период ванна кипит настолько энергично, что брызжет на свод, и на нем обнаруживаются значительные количества окислов железа и кальция в ясосульках.

Такое постоянное ошлакование внутренней поверхности сводов приводит к значительному снижению температуры плавления динаса, обращенного внутрь печи. Поэтому даже при частичном устранении воздействия химических реагентов в значительной степени увеличилась бы стойкость сводов.

Для повышения стойкости сводов мартеновских печей уже предлагалось вдувание воздуха под свод через сопла или каналы в боковых стенках или головках печи. Согласно изобретению, для вдувания воздуха или пара внутрь рабочего пространства под свод печи с целью охлаждения и защиты его от износа применены фурмы, установленные в отверстиях свода печи у задней стенки или также у передней.

На чертеже изображен продольный разрез фурмы.

Предлагаемое устройство состоит из определенного количества водоохлаждаемых фурм, представляющих собой агрегат для ввода защитного компонента под свод печи. Защитный компонент (перегретый пар или сжатый воздух) направляется по фурмам в печь через ряд радиально расположенных отверстий а, представляющих собою сопла Лаваля с диаметром минимального сечения.

Выходные скорости пара при давлении 8-10 атм. и воздуха 5-б атм. при наличии сопла Лаваля обеспечивают достаточные скорости и направление струй, которые, непосредственно соприкасаясь со сводом, расплываются по внутренней поверхности его и, отжимая газ вниз, создают защитную завесу, постепенно опускающуюся в газ и уходящую в отводящую головку.

Направление струй и взаимное распоожение предохранительных фурм обеспечивает хорощее заполнение подсвоового пространства защитным компоентом.

Фурмы устанавливаются у задней тенки печи, на1 более уязвимой части свода. Расстояние между фурмами должно быть обусловлено „дальностью полета струи защитного компонента. При необходимости, можно ставить фурмы с передней стенки и в любом месте наиболее изнашиваемого участка свода. В случае необходимости устанавливаются водоохлаждаемые фурмы.

Предлагаемое устройство 4УР требует никаких изменений кладки печи и арматуры и поэтому может быть установлено на любой печи.

В качестве защитного компонента может быть применен перегретый пар с давлением 8-10 атм. и перегревом 300 - 400° или сжатый воздух с давлением 5-б атм. В отношении применения того или иного компонента можно указать, что слой перегретого пара располагается под сводом и, отжимая горячие печные газы, поглощает часть лучей факела. Этим свойством воздух не обладает. Перегретый пар не реагирует с продуктами неполного горения и тем самым не производит местных повышений температур под сводом. При пользовании обоими компонентами происходит некоторая перегрузка теплового баланса печей .и некоторое понижение температуры отходящих газов в регенераторах, с той только разницей, что понижение температур отходящих продуктов горения будет при использовании пара меньшим за счет физической теплоты, вносимой перегретым паром, и кроме того обогащенные паром продукты горения будут обладать большей лучеиспускательной способностью, следовательно большей теплоотдачей насадке, что может, если не полностью, то частично, компенсировать понижение температур отходящих газов.

Таким образом защитная завеса из пара или воздуха предохранит свод от химических реагентов и непосредственного воздействия пламени на свод.

Разбирая тепловую работу ванны с теоретической стороны, можно полагать, что защитный слой из пара или воздуха под сводом печи не будет оказывать влияния на теплоотдачу ванне от пламени, основная масса которого с наиболее высокими температурами распространяется по ванне. Теплоотдача от свода ванне совершенно не изменится при воздушной защите и в очень небольшой степени уменьшится при паровой завесе.

Так как теплоотдача ванне от свода очень незначительна в общей теплоотдаче (от газа и свода) в наиболее опасный период-доводки (температуры свода и поверхности ванны очень незначительно отличаются между собою), то паровая завеса под сводом не может оказать сильного влияния на теплоотдачу ванне.

Обш,ий температурный режим свода и пламени точно так же не изменится до отводящей головки печи, в которой будет происходить перемешивание защитного компонента с продуктами горе ния из печи. Стойкость свода увеличится не за счет заметного уменьшения температуры внутренней поверхности, хотя это уменьшение теоретически предполагается в незначительных размерах, а главным образом за счет увеличения температуры оплавления и предохранения от струек газа.

Предмет изобретения.

1.Устройство для вдувания воздуха или пара внутрь рабочего пространства мартеновской печи, под ее свод, с целью охлаждения и защиты его от износа, отличающееся тем, что фурмы установлены в отверстиях свода печи у задней ее стенки или также у передней.

2.Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что фурмы снабжены мелкими радиальными выходными каналами а в виде сопел Лаваля.