Устройство для удаления пылегазовыделений из электродуговой сталеплавильной печи

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 1612197 27 1) 17/1 И 1 ЕТГНИЯ АВ,Т 2 динение пользо. лаж де- предосталь сгылнпе геи. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР АНИЕ ИЗО ОМУ СВИДЕТЕПЬС(71) Научно-производственное объепо защите атмосферы, водоемов, исванию вторичных энергоресурсов и охиию металлургических агрегатов нприятиях черной металлургии Энерг(56) Осипенко В. Д. и др. Отвод н обеванне газов дуговых сталеплавильныхМ.: Металлургия, 1985, с. 58,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ПЬ( ЛЕГАЗОВЬ 1 ДЕЛЕНИЙ ИЗ ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СТАЛЕПЛАВИЛЬНОЙ 11 ЕЧИ (57) Изобретение относится к защите окружающей среды, в частности к удалению пыле- газовых выбросов металлургических печей, Цель - сокращение образования пылегазоьыделений н повышение технико-экономических показателей процесса выплавки качественных марок сталей и сплавов. Под воздействием разрежения, создаваемого в газоотбориом патрубке 5, в арку рабочего окна, выполненно о нз водоохлаждаемых труб с металлическими перемычками, через элемент 1 поступают пылегазовые выбросы из печи, которые равномерно распределяются по длине газооб. разного канала в арке и проемам в ее своде. Затем газы проходят в патрубок 5, который частично перекрыт водоохлаждаемыми эле. ментами, Одновременно в арку через элемент 2 из атмосферы через частично открытое рабочее окно поступает воздух. 4 ил 2 табл.Изобретение относится к области зацитыокружиоцей среды, в частности к удаленцк)цылегазовых выбросов металлических печей.Цель изобретениясокращение образовдция пылегазовыделений и гкньшециетехцико-экономических показателей процесса выплавки качественных марок сталей и сплавон.Иа фиг. 1 показано устройство, вид в аксонометрии; на фиг. 2 - то же, нид сбоку; на фиг. 3разрез А - А на фиг. 2; на 1 О фиг. 4 - разрез Б - -Б цд фиг, 2.Арка рабочего окна состоит из элемента 1, примыкаюдего к рабочему пространству печи и полностью находящегося в кладке стенки печи, и элемента 2, честичцо размещенного в кладке 3 стенки печи, торец которого является основанием рамы рабочего окна.Элементы 1 и 2 соединены между собой по оси свода арки трубопроводами 4, выполняющими одновременно роль рассекателя, тормозяцего поток газов на входе в газоотводя щий патрубок 5, примыкающий к проему в своде арки на всей. свободной площади сечения вмесге с боковыми кдцалдми. Зазоры ме 1 кду трубами стен элемента 2 арки герметизированы с помощью вваренцых между ними металлических полос 6. При полой конструкции стен такой герметизации це требуется.В результате разделения арки на два элемента в боковых ее стенках и к(адке образуются вертикальные каналы 7, каждый из которы: имеет поперечную площадь сечения Гь За счет сечения канала Г 1 и оставшегося после установки трубопроводов 4 свободного сечения проема 8 в своде арки Г 2 площадь свободного сечения для прохода газов из арки в газоотводящий патрубок с каждой стороны образуется из двух частейГ+Г 2. Площадь патрубка 5 равна Ра.Устройство работает следующим образом.Под воздействием разрежения, создаваемого в газозаборцом патрубке 5 газодутьевым устройством газоотводящего тракта, в арку рабочего окна электросталеплавильной 40 печи через элемент 1 поступают образующие.я в процессе плавки из рабочего пространства пылегазовые выбросы, которые примерно равномерно распределяются по длиие газозаборцого канала, состоящего из двух боковых открытых каналов 7 в стенках арки и двух проемов 8 в ее своде. В результате пылегазовь;м потоком заполняются практически все сечения арки. Одновременно в арку через элемент 2 с атмосферы через частично открытое рабочее окно поступаетБО воздух.Оснащение гечи предлагаемым устройством существенно уменьшает поступление атмо ферного воздуха в рабочее пространство ц " и, как следствиеотрицательное его возд, йстнне на тепловые и технологические цдр;:.мегры процесса выплавки стали: сокрацьаются потери тепла с отводимыми газами и угар шихтовых материалов, особенно легирующих добавок. Устройство в боковых стенках арки дополнительцых вертикальных каналов и перемычки в проеме свода существенно влияет на аэродинамические характеристики встре. чающихся в этом месте потоков технологических газов и атмосф рцого воздуха, а подбором соотношений сечений Г, Г 2 и Г можно ноздействовать на характер этого влияния.Предложенная конструкция газоотводя;цего устройства изменяет характер движения прежде всего потока технологических газов; дополнительное сопротивление в проеме свода арки препятствует выходу газов в газоотводящий чатрубок по показанной трассе, в распределеьие разрежения от патрубка в арке по боковым каналам приводит к распределенио гдзог как по высоте, так и по вирице поперечного сечения арки при значительной турбулизации потока в этой зоне.Конструктивные параметры арки и изменение аэродинамических характеристик потока техьчлогических газов существенно алияот на характер движения потока атмосферного воздуха: смещение обеих потоков происходит в самой арке, что существенно уменьшает как количество подсасываемого воздуха, так и, что особенно важно, площадь контакта его с ваццой,11 ри выборе соотношения сечений Г, Г 2 и Гз решающую роль играет обеспечение максимального тормозящего эффекта от взаимодействия газового и воздушного потоков, однако при этом следует также иметь ввиду, что значительная разница н их размерах снижает прочцостые характеристики конструкции устройства и, как следствие, надежность его эксплуатации,Максимальный суммарный эффект достигается при соотношениях- = - 1,41,6 и- =0,81,0.Достижение поло жител ьцого эффекта при реализации предложенного технического решения объясняется тем, что выполнение охлаждаемой арки рабочего окна электро- дуговой печи из двух частей позволяет устроить между ними газозаборный канал не только через свод арки, цо и через боковые ее стенки, тем самым рассредоточить эвакуируемый из рабочего пространства печи пыле- газовый поток практически по всему поперечному сечению рабочего окна и организовать н цем фронт нстречи этого потока с потоком атмосферного воздуха, засасываемого в рабочее окно сцаружи. В результате такой встречи нейтрализуется продольная (встречная) составляющая энергии обеих потоков в атмосферный воздух, смешавшись с пылегазовым потоком, и отв 1 дится из проема рабочего окна через газоздборные каналы. В то же время следует иметь ввиду, что устройство в арке зазора в определенной мере ослабляет статическуо прочность ес конструкции, причем снижение этой прочности будет царас 1612197Формула изобретения тать опережающе с увеличением ширины зазора.Оптимальному рассредоточению потоков в сечении рабочего окна способствует перемычка между элементами арки в сводовой ее части, являясь сопротивлением на кратчайшем пути между проемом окна и газозаборным патрубком, Одновременно устройство в своде арки соединительной перемычки существенно повышает статическую прочность ее конструкции, в значительной мере компенсируя отрицательное влияние на ее прочность боковых зазоров.Разница длины пути пцлегазовых потоков из различных зон сечения рабочего окна к газозаборному патрубку, а также воздействие на горячие газы гидростатического напора требуют для распределения их в сечении окна определенного соотношения площади сечений газозаборных каналов, прежде всего между боковыми каналами, проемом в своде арки и патрубком, определяющим гидродинамические характеристики всего устройства,Так, сечение боковых каналов арки окнапо указанным соображениям должно бытьсущественно больше сечения проемов в сводеарки, что достигается подбором ширины боковых каналов и. соединительной перемычкимежду элементами арки, Величина оптимального соотношения между суммарным сечением боковых каналов и проемов в сводеарки определяется данными из табл. 1, гдепоказано влияние этого. соотношения на количество пылегазовых выбросов, эвакуируемыхиз рабочего пространства печи, и угар наиболее ценных легирующих добавок (Сг, %,Мп),Из приведенных в табл. 1 данных следует,что при увеличении соотношения проходныхсечений боковых каналов и проемов в сводеарки от 1,4 происходит существенное улучшение характеристик процесса плавки как пообразованию пылегазовых выбросов, так и поугару легирующих добавок, тогда как придостижении величины соотношения 1,6 величина указанных характеристик практическистабилизируется. Поскольку изменение соотношения Р/Рг достигается прежде всего засчет увеличения зазора между элементамиарки, что связано со снижением прочностиее конструкции, то величину отношения Р/Рг1,41,6 можно считать оптимальной по вы бранным параметрам плавки, так как дальнейшее увеличение, не принося приращения 5 1 О 15 25 30 35 40 45 50 полезных свойств, снижает прочность конструкции.В то же время газозаборный патрубок является своего рода сборным коллектором для двух боковых каналов н двух половин проема арки и одновременно побудителем тяги в этой ограниченной системе каналов, поэтому для обеспечения неразрывности струи и необходимого при различных расходах газа формирования потоков поперечное сечение газозаборного патрубка должно быть несколько меньше суммы поперечных сечений входящих каналов. Зависимость выбранных характеристик процесса плавки от ссютношения суммы поперечных сечений боковых каналов и проемов в своде арки 2 (Р + Рг) к поперечному сечению газоотводящего патрубка Рз показана на примере данных табл. 2Из данных табл. 2 следует, что характер зависимости параметров процесса плавки от величины соотношений 2(Р+Рг) примерно такой же и для соотношения Р 1/Рг, что можно объяснить одним и тем же источником воздействия на них - величиной поступившего в рабочее пространство атмосферного воздуха. По аналогии с предыдущей зависимостью принимаем оптимальной величиной соотношение 2(Р+Рг) /Рз=0,8:1,0 Устройство для удаления пылегазовцделений из электродуговой сталеплавильной печи, включающее охлаждаемую арку рабочего окна с проемом в сводовой части и газоотводящим патрубком, установленным в кладке проема рабочего окна, отличающееся тем, что, с целью сокращения образования пылегазовыделений и повышения техникоэкономических показателей процесса выплавки качественных марок сталей и сплавов, охлаждаемая арка выполнена из двух элементов, установленных с зазором между собой, который совместно с кладкой печи образует боковые каналы для прохода газа, причем элементы арки ссюбщенц между собой в верхней части, а стенки газоотводящего патрубка и верхняя часть элементов арки образуют проемы, при этом отношение сум. марной площади поперечных сечений боковых каналов 2 Р и суммарной площади проемов 2 Рг составляет 1,4 - 1,6, а отношение их общей площади 2(Р+Рг) к площади поперечного сечения газоотводящего патрубка Рз - 0,8 - 1,0.1612197 Отношение площадей сечений Отношение площадей2(Г +Р,)сеченийГ 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 0,7 0,8 0,9 1,0 Удельньй выходПГВ из печи поотношению к образуваемся потехнологии 1,70 1,55 1,50 1,4545 Удельный выход ПГБ из печи по отношению к об разующимся потехнологии 1,50 1,35 1,30 1,25 1,25 Та блица 1 Угар легирующихдобавок, кг/тстали З,о 2 к 8 2,7 2.6 2,6 Таблица 2 Угар легирующихдобавок, кг/тстали 2,7 2,3 2,2 2,1 2,1Составитель В. Гранберг Редактор В. Лднко Тепрел А. Кравчук Корректор Т. Колб Заказ 3826 Тираж 503 Полписное ВНИИПИ Государственного когтит(тд по изобретениями и открытиям ири ГК 11 Т СССР 113035, Москва, Ж- - 35, Рдугнскдя ндб., л. 5 Производственно.издательский конбинат Г 1 атент, г. Ужгорол, уд. дгариид,б