Регенератор мартеновской печи Советский патент 1982 года по МПК F27B3/26 

(5) РЕГЕНЕРАТОР МАРТЕНОВСКОЙ ПЕЧИ

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к мартеновским печам, конкретнее к регенераторам которые позволяют использовать тепло отходящих из рабочего пространства пе чи дымовых газов для нагрева воздуха, используемого для горения. Большегрузные мартеновские печи садкой 650-900 т. обычно оборудуются двухоборотными регенераторами с целью нагрева воздуха до более высокой температуры и лучшего использования тепла отходящих дымовых газов. Наиболее близким к предлагаемому является двухоборотный регенератор, состоящий из двух камер: горячей (при мыкающей к шлаковику) и холодной, меж ду которыми находится соединительный канал. Дымовые газы из рабочего пространства печи через вертикальный канал поступают в шлаковик, затем проходят сверху вниз насадку горячей камеры и по соединительному каналу пост тупеют в наднасадочное пространство холодной.камеры, проходят через ее насадку и поступают в дымовой боров IL Конструкция дьухоборотного регенератора имеет ряд недостатков, что препятствует ее распространению и отрицательно сказывается на тепловой работе мартеновских печей. Разрежение в холодной камере выше, чем в горячей. Разницу в величине разрежения определяет сопротивление движению дымовых газов в горячей камере и соединительном кайале. Из-за этого через свод холодной камеры подсасывается холодный окружающий воздух, в результате чего снижается температура дымовых газов перед насадкой и ухудшается нагрев воздуха. Из практики известно, что в мер теновских печах с однооборотными регенераторами, работающих с применением кислорода, подсосы воздуха дости гают , а увеличение подсосов на каждые 10% снижает температуру нагрева воздуха на . 39 Подсосы на двухоборотных регенера торах вдвое превышают подсосы холодного воздуха на однооборотных. Результатом подсосов холодного воздуха является значительное ухудшение тепловой работы печей, оборудованных двухоборотными регенераторами. Особенно сильно недостатки известной конструкции двухоборотных регенераторов сказываются при работе мартеновских печей с применением кис лорода для продувки ванны и обогйщения воздуха. Ячейки насадок заносятс плавильной пылью (в большей степени в горячей камере}, и уже через 100120 плавок с момента начала кампании печь вынуждены останавливать на ремонт . Стремясь уменьшить занос ячеек, на большинстве заводов начали увеличивать их размер со 155x155 мм до 300x300 мм и даже 350x350 мм в горячей, камере. При этом подсосы воздуха в регенератор уменьшаются и срок службы насадок несколько возрастет, но резко ухудшается регенерация тепла насадкой. Так, при увеличении размера ячейки со 155x155 мм до ЗОО хЗОО мм коэффициент регенерации тепласнижается с 0,48 до 0,35 что соотве ствует снижению температуры нагрева воздуха на 200-300°. Для компенсации снижения коэффици ента регенерации на 0,01 требуется дополнительный расход 1 кг топлива на тонну стали. Плавильной пылью заносятся особенно сильно верхние ряды насадок, так как оседание пыли начинается на открытых горизонтальных площадках хи пича насадки. Чем выше температура д мовых газов, тем сильнее заносятся н садки плавильной пылью, В результате увеличения размера ячеек в горячей камере температура дыма, поступающего в холодную камеру составляет 1250-1350, что вызывает повышенный занос верхних рядов насадки и в холодной камере. Поэтому в холодной камере вынуждены увеличиват размер ячеек до 200x200 и 250x250 мм Таким образом, эта конструкция двухоборотных регенераторов не обеспечивает нормальной работы мартеновс ких печей, на которых используется кислород для продувки ванны и подачи в факел. Дальнейшая, интенсификация плавки на большегрузных мартеновских печах 24 невозможна, так как при этом двухоборотные регенераторы либо не обеспечивают достаточный нагрев воздуха, либо быстро выходят из строя. Цель изобретения -. увеличиение стойкости, улучшение тепловой работы регенеративных насадок, устранение вредного влияния подсосов холодного воздуха. Поставленная цель достигается тем, что в регенераторе мартеновской печи, состоящем из холодной и горяМей камер, каждая из которых имеет насадку, наднасадочное и поднасадочное пространство, поднасадочное пространство холодной и горячей камер объединено, а наднасадочное пространство холодной камеры снабжено отводным каналом сообщающимся с дымовым боровом. На фиг. 1 схематично изображен регенератор, разрез, на фиг. 2 - график оптимальностей скоростей воздуха. К шлаковику 1 мартеновской печи примыкает двухоборотный регенератор, состоящий из горячей камеры с насадочным пространством 2 с насадкой 3 и холодной камеры с наднасадочным пространством k и насадкой 5- Низ горячей и низ холодной камер соединены общим поднасадочным пространством 6 Наднасадочное пространство А холодной камеры при помощи отводного канала 7 соединено с дымовым боровом 8. В зависимости от конкретных условий отводной канал может быть выпол-. нен как в.торце холодной камеры, так и сбоку. Это облегчает компоновку двухоборотного регенератора. Регенератор работает следующим образом. Дымовые газы мартеновской печи, пройдя через шлаковик 1, поступают в наднасадочное пространство 2 горячей камеры регенератора, пррходят насадку 3, а затем через общее поднасадочное прЬстранство 6 попадают в насадку 5 холодной камеры, наднасадочное пространство i и через отводной канал 7 в дымовой боров 8. Такая конструкция двухоборотного регенератора позволяет устранить неостатки известной конструкции. Подсосы холодного воздуха через свод хоодной- камеры в данном случае не окаывают отрицательного воздействия на епловую работу регенератора, так как олодный воздух попадает в дымовые гаы, уже покидающие регенератор. Темпе59ратура этих газов составляет 600800 С, что исключает налипание пыли верхним рядам регенеративной насадки. В нижней части насадки холодной к меры пыль также не оседает, так как отсутствуют горизонтальные площадки на кирпиче насадки, на которых может оседать и налипать плавильная пыль. Это позволяет выполнять насадку в хо лодной камере с ячейками размером 155x155 и даже меньше и повысить сте пень регенерации тепла насадкой. Кроме того, обеспечивается возможность удаления пыли из поднасадоч ного пространства обеих камер. Тепловые расчеты показывают, что увеличение размеров ячеек в горячей камере до 350x350 мм с целью увеличения срока службы насадки и уменьшение размеров ячеек в холодной камере до 150x150 мм позволяет получить температуру нагрева воздуха до IOOO-ПООС. Это достигается-вследст вие сокращения подсосов воздуха и улучшения теплообмена в холодной кам :ре. . На практике в двухоборотных реген раторах известной конструкции возмо|жен нагрев воздуха лишь до 700-800°С В вышеупомянутых расчетах принима лось во внимание неравномерное распр деление газов по сечению холодной ка меры. С целью лучшего распределения по сечению насадки охлаждающиеся газы целесообразно направлять сверху вниз а .нагреваемые - снизу вверх. Однако это правило имеет ограниченное применение. Оно справедливо для случая, когда величина скоростного напора га зов в насадке мала по сравнению с . герметическим напором, и ее можно пренебречь. В реальных конструкциях дело обстоит не так. Так, при скоростях дымовых газов в насадке регенераторов большегрузнь(х . мартеновских печей, равных 1,5 2,0 м/с, величины скоростного и геометрического напоров приблизительно равны, т.е. движение горячих дымовых газов в направлении снизу вверх не оказывает существенного влияния на равномерность их распределения по сечению насадки. Поэтому перегрев насадки холодной камеры практически исключен. . Скорость воздуха ниже 1,0 м/с может отрицательно сказываться на тепло вой работе холодной камеры. Чтобы из2 ..6 бежать этого явления, скорость воздуха в холодной камере регенератора должна быть не менее 1,0 м/с, а для практически равномерного распределения по сечению насадки достигать 1,5 м/с.. Оптимальность приведенных скоростей воздуха поясняется графиком фиг. 2) , который отражает результаты пррделанных расчетов. На оси абсцисс указано значение температуры нагреваемого воздуха после прохождения холоднрй камеры. На оси ординат приведено отношение скоростей воздуха в холоднь1х и нагретых каналах холодной камеры регенератора W..Wcp - средняя скорость воздуха по сечению насадки при Ос. При скорости воздуха 1,5 м/с и выше воздух по сечению насадки распространяется практически равномерно, что находит отражение на графике,даже при температуре воздуха, равной , отношение скоростей в каналах не снижается меньше величины 0,5. Таким образом, площадь,живого сечения насадки холодной камеры, которую необходимо обеспечить при сооружении регенератора, должна обеспечить скорость воздуха в пределах 1,0- . 1,5 м/с, т.е. удовлетворять соотношению о 1,0-1,5, - збоаз где О количество холодного воздуха, нм /ц, S - площадь живого сечения насадки. При соблюдении этих условий несколько возрастет скорость дымовых газов в холодной камере (до 2,0-2,5 м/с и повысится сопротивление движению газов. Однако оно будет компенси роваться отсутствием подсосов воздуха в холодную камеру и геометрическим напором газов при их движении снизу вверх. Осуществление схемы работы регенератора с подачей дымовых газов снизу вверх практически возможно только в случае двухоборотной насадки регенератора. Без снижения температуры дымовых газов в горячей камере ниже 1300-1350С было бы невозможно обеспечить стойкость нижних ряДов насадки и опорных арок поднасадочного пространства. В результате внедрения предлагаемого регенератора увеличивается срок службы регенератора и улучшается теп790951

ловая работа печи. Это позволяет сократить коли 4ество ремонтбв, снизить расход огнеупоров и расход топлива.

Формула изобретения

Регенератор мартеновской печи, состоящий из холодной и горячей камер, каждая из которых имеет насадку, над-(о насадочное, поднасадочное пространства и дымовой боров, отличаю28

щ и й- с я тем, что, с целью увеличения срока службы и улучшения его тепловой работы, поднасадочное пространство холодной и горячей камер объединено, а наднасадочное пространство холодной камеры соединено с дымовым боровом отводным каналом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

t-.

Л

У////7/////////////////////У.

-Иj