Рабочее окно двухванной сталеплавильной печи

Союз Советски кСоцнаяистичесннкРеснублии ОП ИСАНИЕИЗОВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 934164(5 )М. Кл. Г 27 В 3/О Гееудауетюкыб кемвтет СССР пв аелеи кзобуетенкк в втерытвй) Авторы изобретен и ебенюков, А.Д. Киселев, Н.11.Скоро зыкин, 1;".Г.Стрельченко и Ю.Г.1 ра мунарский металлургический завод и исследовательский институт металлу о(71) Заявите АННОЙ СТИ ИЛЬН 54) РАБОЧЕЕ ОКН зак 4-7 гео Изобретение относится к черной металлургии, а именно к устройству рабочих окон сталеплавильных печей.11 о основному авт. св. Р 727952 известно рабочее окно двухванной сталеплавильной печи, содержащее раму с проемом расположенную на ней заслонку с зазором, прикрепленные к раме параллельно боковым торцам заслонки коллекторы с соплам, боковые стенки которых расположены по отношению к раме под углом 45- 70 С и снабжены двумя дополнительоными соплами, расположенными на каждом коллекторе, нижние из которых находятся на расстоянии от верхнего среза проема, равном 0,1-0,3 его ширины, направленными под углом 15-40 о к горизонтали и 10-45 в плане. Боковые стенки проема раьь, прилегающие к заслонке, выполненыругленными по радиусу, равномудиаметра сопла коллектора, аметрические оси сопел пересекаются с рамой на расстоянии от среза проема, равном 0,8-1,2 радиуса закругления боковых кромок рамы 1,Однако известно, что наибольшее выбивание дымовых газов иэ рабочего окна имеет место в верхней его части. Объясняется это тем, что . давление дымовых газов по высоте проема окна возрастает снизу вверх приблизительно по линейному закону, вследствие геометрического напора горячих дымовых газов. В известном устройстве при подводе воздуха сверху распределение воздуха по соплам по длине коллектора может быть либо относительно равномерным при достаточной площади поперечного сечения коллектора, либо неравномерным, если эта площадь мала. В последнем случае максимальные значения скорости истечения воздуха иэ сопел будут наблюдатея в нижней части коллектора, Такое распределение воздуха по соплам коллектора невыгодно и для934164 55 3обеспечения полной отсечки дымовых газов требует значительного увеличения расхода воздуха на завесу.Кроме того, при такой подаче воздуха нижняя часть коллекторов, подвергающаяся более интенсивному нагреву при скачивании шлака через порог, практически не охлаждается воздухом завесы, что приводит к прогару коллекторов и резко ухудшает эф О фективность работы завесы. Объясняется это тем, что при подаче воздуха сверху скорость воздуха в коллекторе уменьшается в направлении сверху вниз, так как по мере раздачи воз духа по соплам его расход уменьшается.Осуществить подвод воздуха в коллектор снизу конструктивно сложно из-за отсутствия необходимых для это- о го габаритов рамы рабочего окна, Кроме того, при таком подводе воздуха стойкость подводящего трубопровода, йодвергающегося интенсивному нагреву во время скачивания шлака и постоянным ударам заволочных мульд и лома при завалке шихты, составляет всего несколько плавок, Все это приводит к частым поломкам подводящего трубопровода и требует останов 39 ки печи для его ремонта.Цель изобретения в .повышение эфФективности работы аэродинамической завесы и стойкости коллекторов.Поставленная цель достигается тем, что в рабочем окне двухванной сталеплавильной печи каждый коллектор выполнен с перегородкой, расположенной по длине коллектора в его по,лости, отстоящей от низа коллектора на расстоянии, равном 1,2-1,5 шириЯО ны коллектора, и делящей коллектор на две части, причем полость с соплами имеет в верхней части площадь сечения в 1,4-1,8 раза большую, чем в ее нижней части.Такое разделение коллектора вертикальной перегородкой, установленнойв его полости, обеспечивает необходимое распределение воздуха по соплам с максимальными значениями скорости истечения из сопел в верхнейчасти коллектора, В результате этогонеобходимый для обеспечения надежнойотсечки запыленных дымовых газов,выбивающихся из рабочего окна, расход воздуха на завесу сокращается в1,4-1,6 раза,Кроме того, разделение коллектораперегородкой на две вертикальные полости увеличивает стойкость и надежность коллекторов, так как при одинаковых габаритах коллектора, по сраа"нению с известным, скорость течениявоздуха в полостях увеличивается примерно в два раза, что значительно повышает коэффициент конвективной теплоотдачи, Улучшается и охлаждение нижней части коллектора за счет интенсивного омывания воздухом, в то времякак в известном устройстве скоростьтечения воздуха в нижней части коллектора близка к нулю.На фиг. 1 показано рабочее окно,общий вид," на Фиг. 2 - сечение А-Ана Фиг. 1.Рабочее окно двухванной сталеплавильной печи содержит раму 1 с проемом, заслонку 2, коллекторы 3, имеющие боковые стенки 4, снабженныесоплами 5, Боковые стенки 4 установлены по отношению к раме под углом=45-70 , Коллекторы 3 помимо основных сопел 5 снабжены, дополнительными соплами 6, направленными подуглом К=15-40,Каждый коллектор выполнен в перегородкой 7, расположенной в его полости, отстоящей от низа коллекторана расстоянии 1=(1,2-1,5) В, гдеВ - ширина коллектора. Перегородка7 делит коллектор 3 на две полости,причем полость с соплами 8 в верхней части коллектора имеет поперечное сечение в 1,4-1,8 раза большее,чем в ее нижней части.Устройство работает следующим образом. Из цеховой магистрали жатый воздух по трубопроводу 9 поступает в полость с сопламн 8 снизу. При поднятии заслонки струи воздуха, истекающие из сопел, создают в проеме окна аэродинамическую завесу и препятствуют выбиванию запыленных дымовых газов из рабочего пространства в цех. При закрытом окне воздух из сопел поступает в зазор между рамой и заслонкой и создает аэродинамическое уплотнение щели по всей высоте проема рамы, Горизонтальная щель между рамой и заслонкой в верхней части окна уплотняется струями воздуха, истекающего иэ дополнительных сопел 6. Расход воздуха на завесу одного окна составляет 1500 мз/ч приУстановка перегородки от низа коллектора на расстоянии большем, чем 1,5 ширины коллектора, снижает стойкость коллекторов, так как при этом уМеньшается скорость омювания стенок нижней части коллектора ц коэффициент конвекщонной теплоотдачи падает. 5 9341открытой заслонке и 600-800 м/ч призакрытом окнеРазделение коллектора вертикаль ной перегородкой, установленной вего полости, обеспечивает эффективную работу завесы и повышает стойкость коллекторов, Вертикальная перегородка делит коллектор на двеполости, причем полость с соплами имеет площадь поперечного сечения в 10верхней части в 1,4-1,8 раза большую,чем в ее нижней части. Выбранное соотношение площадей поперечного сечения полости с соплами является оптимальным и обеспечивает нужное распределение воздуха по соплам коллектора с максимальным значением скорости истечения в верхней части окна, где выбивание дымовых газов также максимальное. 20Объясняется это тем, что в предложенном устройстве полость с соплами по высоте коллектора имеет неравномерное поперечное сечение и воздухв полость подается снизу, Благодаря 2этому динамический напор воздуха вполости с соплами по мере его раздачи по соплам, уменьшается, а статистическое давление увеличивается.Скорость истечения воздуха из верхнего сопла коллектора увеличиваетсяпри этомв 2 раза по сравнению соскоростью истечения из нижнего сопла,т.е. обеспечивается максимальное значение скорости истечения воздуха за 3весы в зоне наибольших выбросов дымовых газов из рабочего окна, Такоераспределение воздуха .по соплам коллектора снижает расход воздуха на завесу в предложенном устройстве в 1,41,б раза,по сравнению с известным, и 0улучшает тепловую работу печи.Предложенное рабочее окно было исследовано на воздушной модели двухванной печи. Испытания показали, что.оно обеспечивает эффективное устранение выбросов газов из рабочегоокна при более низких расходах воз,духа за счет получения необходимого1распределения воздуха по соплам.ЖВ таблице приведены данные моделирования, Из таблицы видно, что в предложенном устройстве максимальноезначение скорости истечения воздухадостигалось из сопел в верхней чаЯсти окна, где выбивание газов такжемаксимальное. При этом скорость истечения из верхнего сопла была в 2 раза больше, чем у нижнего сопла,В известном устройстве максимальное значение скорости истечения обеспечивалось в нижней части окна, гдевыбивание газов были незначительные.Такое нерациональное распределениескорости по сопламв известном устройстве требует повышенных расходоввоздуха в завесу. В предложенномустройстье практически полное устранение выбросов из окна обеспечивалосьпри расходе 1500 м/ч воздуха, в товремя как в известном устройстве достаточно полное устранение выбросовдостигалось при подаче 2000 м(ч, Сокращение подачи воздуха в завесу пред-:,:ложенного окна улучшает тепловую работу двухванной печи,1(роме того, разделение коллектораперегородкой, установленной от низаколлектора на расстоянии равном1,2-1,5 ширины коллектора, увеличивает стойкость коллекторов. Объясняется это тем, что при одинаковыхгабаритах коллектора,по сравнениюс известным скорость течения воздухав полостях увеличивается примерно вдва раза, что значительно повышаеткоэФФициент конвективной теплоотдачи. Улучшается и охлаждение нижнейчасти коллектора за счет интенсивного омывания его стенок воздухом, вто время как в известном устройствескорость течения воздуха в нижнейчасти коллектора близка к нулю.Оптимальность выбранного расстоя-,ния установки перегородки от низаколлектора подтверждается следующим.При установке перегородки от низа коллектора на расстоянии меньшем,чем 1,2 ширины коллектора из-эа увеличения скорости потока воздуха вместе поворота его на 180, воэра - 1остет сопротивление и потребуетсяповысить давление воздуха в цеховоймагистрали. Иметь в этом случае необходимый запас давления не всегда удается, так как на большинстве метал"лургических зазодов существует дефицит сжатого воздуха и в завесахиспользуется турбинный воздух низкого давления (40-100 кПа).934164 Производственные испытания на двухванной печи. Коммунарского металлургического завода показали, что предложенное устройство надежно в работе и обеспечивает практически 5 полное устранение выбросов запыленных дымовых газов из открытых и закрытых окон двухванной печи при расходах воздуха в 1,4-1,6 раза более низких , чем в известном устройстве. 16 Повысилась стойкость коллекторов, что обеспечило надежную работу уплотнения в течение всей кампании печи.Таким образом,. получено решение важной социальной и технической про З редлоенное 7 9 0 100 110 120 130 5 Известное 140 130 12010 100 90 80 70 2000 13 1 Сопло 1 расположено в нижней части коллектор15 - в верхней части коллектора. формула изобретения Рабочее ок ильной печи т л и ч а ю епл 52что ою повыше ческогооллекторонен с пер ь коллек на 0 принятые во внимание при эксперти1. Авторское свидетельство СССВ 727952, кл. Г 27 В 3/10, 1978.Г ти к вы полос о двухваннои стал о авт. св. Ф 7279 щ е е с я тем, ния эффективности а уплотнения и стойко- в, каждый коллектор егородкой, делящей тора на две части и блемы, открывающее возможность существенного увеличения выплавки стали в стране за счет ввода в действиеновых высокопроизводительных двухванных агрегатов. Наряду с улучшением условий труда предлагаемое устройство повышает эффективность тепловой работы печи. Сокращаются потери тепла с отходящими дымовыми газами за счет уменьшения поступления холодного воздуха в печь, Это обеспечивает снижение удельного расхода чугуна 3-5 кг/т стали. расположенной на расстоянии 1,2-1,5ширины коллектора от его нижнегоконца, причем полость, сообщеннаяс соплами, имеет в верхней части площадь поперечного сечения в 1,4-1,8раза большую, чем в ее нижней частиИсточники информации,зеР9341 б 4 Фиг. оставитель ехред М. Гер едактор Г.Волков каз 3901/29 ое де ал 1 П 1 П "Патент, г, Ужгород, ул. Проектная,Тираж 645 1 ИИПИ Государствен по делам иэобрете 13035, Москва, )К,Поповель Корректор У.Пономаренк Подпи о комитета СС ий и открытий Раушская наб