Рабочее окно двухванной сталеплавильной печи

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 3(51)27 АНИЕ ИЭОБРЕТ с со рамы го п ирев,Н,ТулуАгарыки тво СС 1980ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ТОРСНОМУ СВИДЕТЕЯЬСТВУ(56) 1. Патент США Р 32036кл. 263-46, опублик, 1963.2. Авторское свидетельсФ 727952, кл. Г 27 0 3/10 4) (57) РАБОЧЕЕ ОКНО ДВУХВАННОйЛЕПЛАВИЛЬНОИ ПЕЧИ, содержащее раму с проемом и металлическим порогом, расположенную на ней с зазором заслонку, прикрепленные к раме параллельно боковым торцам засло ки коллекторы, соединенные трубопроводами с отсечным клапаном с магистралью сжатого воздуха, боковые стены которых расположены поо отношению к раме под углом 45-70,плами, направленными в проемлебедку привода вертикальноеремещения заслонки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью снижения расхода воздуха и его охпаждающего действия на технологический процесс, каждый коллектор выполнен с перегородкой, расположенной горизонтально в его плоскости на расстоянии от металлического порога, равном 0,15-0,30 высоты про.ема рамы, и делящей полость на цве части, причем нижняя и верхняя полости коллектора соединеныс магистралью сжатого воздуха отдельными трубопроводами с отсечными клапанами, каждый иэ которых снабжен байпасной линией с вентилем, а приводы отсечных клапанов электрически связаны с контактами командоаппаратов лебедок привода вертикального перемещения заслонки, при этом суммарная площадь сечения сопел ниж,ней полости составляет 15-30 сум;марной площади сечения сопел всего коллектора.Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к устройству рабочих окон сталеплавительных печейИзвестна мартеновская печь безпередней стенки с тремя подвижными крышками, оборудованными устройства- ми для воздушной отсечки, выбирающихся иэ печи дымовых газов. Крыш" ки снабжены воздушными коллекторами с тремя соплами, направленными горизонтально и параллелью плоскостй окна. Для устранения выбивания дымовых газов воздух в коллек- торы завесы подается только при подъеме крышки, а в те периоды, когда заслонки находятся в нижнем положении, подача воздуха прекращается Ц .Однако данное устройство неможет обеспечить эффективного устранения, выбросов дымовых газов изокна, Объясняется это тем, что принаправлении осей сопел параллельно плоскости окна в месте встречиструй противоположного направления поток газа обязательно разделяется на два, один из которыхнаправлен в йечь, а другой - наокна в цех. При этом выбивание газовиз окна может даже увеличиваться.Кроме того, при малом числе сопел расстояния между соплами оказываются настолько большими, что дымовыегазы могут свободно выходить между струями, вытекающими из соседних сопел. При опускании крышки выбивание дымовых газов иэ щели между крышкой и рамой, а также в зазор между крышкой и порогом в данном устройстве не устраняется, так как воздух ва завесу в этот период пол ностью отключается.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является рабочее окно двухванной сталеплавильной печи, содержащее раму с проемом и металлическим порогом, расположенную на ней с зазором заслонку, прикрепленные к раме параллельно боковым торцам заслонки коллекторы, соединенные трубопроводами с .отсечным клапаном с магистралью сжатого воздуха, боковые стены которых расположены по отношению к раме под углом 45-70 С, с соплами, направоленными в проем рамы, лебедку привода вертикального перемещения заслонки 21 .Однако известное устройство, устраняя выбросы запыленных газов, требует повышенного расхода воздуха на уплотнение неполностью закрытого окна, что приводит к ухудшению тепловой работы печи.Объясняется это следующим. При закрытой заслонке щель между рамой и заслонкой на действующих двухванных печах составляет около 515 мм. Поэтому для устранения выбивания дымовых газов из щели требуется подача воздуха в.небольшихколичествах, в 2-3 раза меньших,5 чем для устранения выбросов из открытого окна. Однако в известномустройстве расход воздуха на уплотнение неполностью закрытоГо окнанельзя уменьшать в укаэанном выше 1 О соотношении, так как это приведетк появлению выбивания дымовых газовв нижней части окна через зазор между порогом и заслонкой. На мартеновских и двухванных печах заслонка рабочего окна может находитьсяв следующих положениях: полностьюподнята, полностью опущена и частично приподнята над уровнем порога.Необходимость установки заслонки сзазором от порога объясняется следую 1. Зазор обусловлен ходом технологического процесса (скачиваниешлака) .25 2. При частом подъеме и опускании заслонок во время эавалкибыстроходные лебедки не обеспечивают их плавного опускания, возможны удары заслонок о пороги, что Зо приводит к выходу их из строя. Поэтому на мартеновских и двухванных печах конечные выключатели лебедокнастроены так, чтобы при опусканииниз заслонки не доходил до металлического порога, это исключает ударзаслонки о порог, Установка тихоходных лебедок увеличит время эавалкишихты и снизит производительностьпечи.3, В периоды плавления и доводки 40 заслонки также находятся в частично приподнятом положении для того,чтобы исключить приваркуниза заслонки металлом и шлаком к ложному порогу.45 Для полного устранения выбиваниядымовых газов иэ неполностью закрытого окна в известном устройственеобходимо поддерживать расход воздуха, близкий к расходу воздуха назавесу открытого окна, что экономически нецелесообразно и, кроме того,приводит к ухудшению тепловой работыпечи за счет вдувания в рабочеепространство холодного балластного воздуха завесы.Целью изобретения является снижение расхода воздуха и его охлаждающего действия на технологический процесс.Поставленная цель достигается 60 тем, что в рабочем окне двухваннойсталеплавильной печи, содержащемраму с проемом и металлическимпорогом, расположенную на ней с зазором заслонку, прикрепленные к раме 65 параллельно боковым торцам заслонкиколлекторы, соединенные трубопроводами с отсечным клапаном с магистралью сжатого воздуха, боковые стены которых расположены по отношению к раме под углом 45-70, с соплами,онаправленными в проем раьы, лебедку привода вертикального перемещения заслонки, каждый коллектор выполнен с перегородкой, расположенной горизонтально в его плоскости на расстоянии от металлического порога, равном 0,15-0,30 высоты проема рамы и делящей полость на две части,причем нижняя и верхняя полости коллектора соединены с магистралью сжато го воздуха отдельными трубопроводами с отсечными клапанами, каждый иэ которых снабжен байпасной линией с вентилем, а приводы отсечных клапанов электрически связаны с контактами командоаппаратов лебедок привода вертикального перемещения заслонки, при этом суммарная площадь сечения сопел нижней полости составляет 15-30 суммарной площади сечения сопел всего коллектора.На фиг. 1 показано рабочее окно, общий вид; на фиг. 2 - сечение Б-Б ,на фиг. 1.Рабочее окно двухванной сталеплавильной печи содержит раму 1 с проемом, заслонку 2, лебедку 3 для вертикального перемещения заслонки 2, коллекторы. 4, имеющие боковые стенки 5, снабженные соплами 6. Боковые стенки установлены по отношению к плоскости рамы под углом= 45-70 Коллекторы 4 помимо сопел 6 снабжены двумя дополнительными соплами 7, направленными под углом Ю = 15-40 и расположеннымиона расстоянии А= (0,1-0,3) К, где К - ширина проема рамы.Каждый коллектор 4 имеет перегородку 8, установленную горизонтально на расстоянии Р = (0,1-0,3)Ь от металлического порога 9, где и высота проема рамы. Перегородка 8 делит полость коллектора 4 на две полости, причем верхняя полость 10 соединена трубопроводом 11 с цеховой магистралью 12 через отсечной клапан 13 и байпасный трубопровод с вентилем 14, а нижняя полость 15 соединена с этой же магистралью отдельным трубопроводом 16 через отсечной клапан 17 и байпасный трубопровод с вентилем 18. Для управления работой отсечных клапанов от положения заслонки лебедка 3 имеет командоаппарат с контактами 19.Устройство работает следующим образом. Иэ цеховой магистрали 12 сжатого воздуха сжатый воздух по трубопроводам 11 и 16 поступает в верхние 10 и нижние 15 полости коллектора. При подъеме заслонки 2 включаютсяконтакты 19 командоаппарата и даютсигнал на открытие отсечных клапанов 13 и 17, Расход сжатого воздухапри этом увеличивается в верхнююполость до 1500-2000 м 3/ч, а в ниж нюю полость до 300-500 м/ч. Приполном опускании заслонки контакты19 командоаппарата дают сигнал закрытия отсечных клапанов 13 и 17и расход воздуха сокращается в верх,нюю полость 10 до 500-700 м /ч, ав нижнюю полость 15 до 150-250 мз/ч.При неполностью опущенной заслонкезакрывается только отсечной клапан13, а отсечной клапан 17 остается 15 открытым Расход воздуха в верхнюю полость в этом случае сокращается до 500-700 м/ч, а в нижнююполость остается максимальным и составляет 300-500 мз/ч.При полностью закрытой заслонке 20 воздух иэ верхней и нижней полостей.поступает в зазор между рамой изаслонкой и создает аэродинамическое уплотнение щели между рамой изаслонкой. При неполностью закрытом 30 35 40 45 50 55 60 65 окне струи воздуха верхней полостисоздают аэродинамическое уплотнениещели между рамой и заслонкой, аструи воздуха нижней полости создаютаэродинамическую завесу в неэакрытой заслонкой части окна. При подъеме заслонки струи воздуха, истекающие из сопел обеих полостейсоздаютзавесу в проеме открытого окна ипрепятствуют выбиванию газов из рабочего пространства. Разделение коллектора перегородкой на две полости, соединение их с магистралью сжатого воздуха отдельными трубопроводами с отсечными клапанами, каждый иэ которых снабжен байпасной линией с вентилем, и наличие электрической связи приводов отсечных клапанов с контактами командоаппаратов лебедок позволяет независимо подавать и регулировать расход воздуха в. верхнюю и нижнюю полости коллектора. При открытой заслонке отсечные клапаны 13 и 17 открыты, и в обе полости подается максимальный расход воздуха, обеспечивающий устранение выбросов из открытого окна. При полном опускании заслонки для устранения выбивания газов из щели между рамой и заслонкой расход воздуха в обе полости коллекторов устанавливается в 2-3 раза меньшей, чем при полностью открытом окне. Это достигается за счет закрытия от ечных клапанов 13 и 17 и соответствующей регулировкой вентилей 14 и 18 байпасных линий. При неполном опускании заслонки расход воздуха в верхние полости коллекторов устанавливается на минимальном уровне, а в нижние полости для устранения выбивания дымовых газов в зазор10 40Таблица 1 Количество выби- вающихся из окна газон,м/ч Расходвоздуха назавесупри не-полностьюз акрытомокне,м /ч 50 0,10 800 400 0,15 800 30 0,20 800 10 Н- =О, 2=сопь сУ 0,30 800 . 30 0,35 800 250 0,35 900 30 65 между низом заслонки и порогом устанавливается максимальный расход воздуха, при этом отсечной клапан 13 закрыт, а отсечной клапан 17 открыт. Предлагаемая схема раздельной подачи воздуха в полости коллекто-5 ров и регулирование его расхода в зависимости от положения заслонки обеспечивает эффективную работу уплотнения при минимальном расходе энергоносителя.В связи с тем, что время, в течение которого окна полностью открыты, составляет 10-20 от общей продолжительности плавки, а сечение сопел нижней полости равно 15-30 от суммарного сечения сопел всего коллектора, общий расход воздуха в предлагаемом устройстве сокращается в 1,5-2,0 раза по сравнению с известным, что улучшает тепловую работу печи эа счет уменьшения поступления в рабочее пространство холодного, воздуха завесы.Оптимальность выбранных соотношений установки перегородки и сечения сопел нижней полости была определена в результате дополнительных исследований, проведенных авторами на модели. Исследования были проведены с коллекторами, имеющими перегородки, которые размещались на 30 различныхрасстояниях от металлического порога 1; табл.1) при различном соотношении сечения сопел нижней полости) Г . ( табл. 2), где Гн и 1 - площадь сечения сопел сост ветственно нижней полости и всего коллектора. В приведенных данных моделирования расходы газов даны в пересчете на условия промышленной печи.,3/ч 0,10 800 360 0,15 800 0,20 800 0,30 800- =0 2=сопьСеИ 10 40 О, 35 800 300 0,35 925 35 Из приведенных данных (табл. 1)видно, что только при установкеперегородки на расстоянии от металлического порога, равном 0,150,30 высоты проема раьы, достигается эффективная отсечка дымовыхгазон из неполностью закрытого окнапри минимальном расходу воздуха назавесу. При значениях вс 0,15выбросы из окна не устраняются,при увеличении в0,3 для устранения выбросов дымовых газов изокна требуется повышенный расходноэдуха на уплотнение.Проведенные исследования показалитакже, что только при выполнении сечения сопел нижней полости, равного15-30 суммарной площади сечения сопел всего коллектора, достигаетсянадежное устранение пылегаэовых выбросов из окна при минимальном расходевоздуха в завесу табл, 2 н/р0,15-0,30 . При уменьшении сечениясопел нижней полости менее 15,газов из окна не устраняются, апри увеличении сечения сопел нижнейполости более 30 (табл. 2,н/р =0,35)устранение выбросов требует унеличе"ния расхода воздуха н завесу,Таким образом, выбранные соотношения установки перегородки и сече)ния сопел нижней полости являютсяоптимальными и не зависящими друг отдруга, что подтверждается пронеденными исследованиями (табл. 1 итабл, 2), Для сравнения взята кон1046583 нт",оектн1 Филиал ППП фПаг Ужгород, ул струкция рабочего окна, которая применяется на двухванной печи Р 29 на ИМК 2 Д,Испытания показали, что предлагаемое устройство надежно в работе и обеспечивает практически полное устранение выбросов запыленных газов из открытых и закрытых окон двух- ванной печи в здании цеха при расходах воздуха в 1,5-2,0 раза более низких, чем в известном устройстве. Таким образом, предлагаемое устройство позволяет без значительных капитальных и эксплуатационных затрат улучшить условия труда обслуживающегоУГ персонала и резко сократить загряэнение воздушного бассейна. Наряду с улучшением условий трудапредлагаемое устройство повыаает эф фективность тепловой работы печей.Эа счет уменьшения поступления впечь холодного воздуха завесы сокращается потеря тепла с отходящимидымовыми газами, что обеспечивает 0 снижение удельного расхода жидкогочугуна на 5-7 кг/т стали. Ожидаемыйэкономический эффект от внедрения.изобретения на одной двухваннойпечи составит 110700 руб/год. ИПИ Заказ 7707/39аж 615 Подписное