Способ отопления мартеновской печи

Авторы патента:

F27B3/22 - оборудование воздухо- и газоподводящих устройств

C21C5/04 - получение стали в пламенных печах, например в сименс-мартеновских

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к способам отопления мартеновских печей.Цель зoбpeтeния повьппение производительности печи и снижение удельного расхода топлива. Топливо подают под высоким давлением с торцов печи центральными двумя боковыми потоками. Центральный поток (ЦП) направляют вдоль продольной оси печи под углом к поверхности расплава. Корень ЦП выносят в сторону ванны на 0,5-0,9 ширины вертикального канала. Корни боковых потоков (БП) располагают на уровне внутренней поверхности торцовой стенки Г оловки печи выше ЦП, под углом к нему и на одинаковом расстоянии от него по горизонтали. По ходу плавки производят перераспределение тепловой нагрузки между ЦП и БП. В период завалки подают в боковые потоки 30-40%,в период плавления 25-30% и в доводку 15-20% от общего расхода топлива на печь, Изобретение позволяет повысить производительность печи в среднем на 2,11 т/ч, сократить удельный расход топлива на 21,8 условного кг/т. 2 ил, 1 табл. с а (Л 00 СП со 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТБЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (2 1) 3955610/22-02 (22) 02.07.85 (46) 15 ° 12.87. Бюл. У 46 (72) В.П.Конюхов, А.А.Ананьина, Б.С.Глазырин, А.Л.Засухин и Т,И.Ко.чегарова (53) 669.041 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

II 287979, кл. F 27 В 3/20, 1965, Авторское свидетельство СССР

Ф 258331, кл. F 27 В 3/22, 1968.

Авторское свидетельство СССР

9 126507, кл; F 27 В 3/22, 1959. (54) СПОСОБ ОТОПЛЕНИЯ ИАРТЕНОВСКОИ

ПЕЧИ (57) Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к способам отопления мартеновских печей. Цель изобретения - повышение производительности печи и снижение удельного расхода топлива. Топливо подают под высоким давлением с торцов печи цент(1) 4 С 21 С 5/04 F 27 В 3/22 ральными двумя боковыми потоками, Центральный поток (ЦП) направляют вдоль продольной оси печи под углом к поверхности расплава. Корень ЦП выносят в сторону ванны на 0 5--0,9 ширины вертикального канала. Корни боковых потоков (БП) располагают на уровне внутренней поверхности тор-цовой стенки головки печи выше ЦП, под углом к нему и на одинаковом расстоянии от него по горизонтали, По ходу плавки производят перераспределение тепловой нагрузки между 1111 и

БП. В период завалки подают в боковые потоки 30-407.,в период плавления

25-30Х и в доводку 15-20% от общего расхода. топлива на печь, Изобретение позволяет повысить производительность печи в среднем на 2,11 т/ч, сократить удельный расход топлива на 21,8 условного кг/т. 2 ил.

1 табл.

1359307

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству стали в мартеновских печах, Целью изобретения является повьгшение производительности печи и. снижение удельного расхода топлива.

На фиг,1 дано схематичное изображение размещения и направления топливных потоков в рабочем пространстве мартеновской печи, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, план.

Корни боковых факелов 1 отнесены к торцовой стенке 2 головки, а корень центрального факела 3, наоборот, вынесен ближе к ванне 4. Поэтому путь от корня боковых газовых факелов до металла удлиняется, вентиляторный воздух инжектируется в них по всей ширине вертикальных каналов, и ироцессы смешивания топлива с воздухом и горения частично выносятся в подводящую головку, В рабочее пространство поступают высокотемпературные продукты горения, а не "холодный" вентиляторный воздух, что приводит к выравниванию температуры кладки по длине печи, Повышение среднего температурного уровня печи увеличивает передачу тепла металлу излучением от кладки и газов.

Корни боковых газовых потоков рас- полагают выше факела 1 и на равном расстоянии от него на уровне внутренней поверхности торцовой стенки головки печи, а корень центрального факела выносят в сторону ванны на

0,5-0,9 ширины вертикального канала, Все три потока подаются под высоким давлением (3 атм и более). Это позволяет не только увеличить инжекцию вентиляторногo воздуха в топливные потоки, увеличить температуру факелов, а также их жесткость и настильность, но и обеспечить более равномерный обогрев шихты эа счет рассредоточения тепловой нагрузки на три факела, Удаление корня факела от торцовой стенки на расстояние более 0,9 ширины вертикального канала нецелесообразно, так как не будет обеспечиваться подсос необходимого количества вентиляторного воздуха в центральный факел. Кроме того, ухудшается смешивание топлива с воздухом из-за слишком короткого пути факела до контакта с поверхностью металла и увеличивается вынос пыли из рабочего простВ период эавалки в боковые потоВ0 ки подают значительную часть всего расхода топлива на печь (30-40%).

Корни боковых потоков отнесены к торцовой стенке головки печи, и этим значительно увеличен их путь до ванны, Топливо в боковые потоки подают под высоким давлением и поэтому они инжектируют большое количество вентиляторного воздуха, поступающего иэ вертикальных каналов, 10

1В

45 ранства печи, Удаление корня факела от торцовой стенки менее 0,6 ширины канала снижает кинетическую энергию факела уже на уровне края ванны.Оптимальным является вынесение корня факела в сторону ванны на уровень 0,7 ширины вертикального. канала.

В изобретении тепловые потоки разнесены по длине печи, поэтому центральный факел может быть коротким, настильным, например, в период эавалки, а необходимая тепловая нагрузка достигается за счет ввода нужного количества топлива через боковые фурмы, т.е, перераспределения тепловой нагрузки между центральным и боковыми потоками.

Боковые потоки инжектируют избьгточный воздух в центральный факел, ускоряя выгорание топлива в нем и дополнительно сокращая его длину.

В период плавления, когда передача тепла металлу производится через, слой шлака, кинетическая энергия центрального факела должна увеличиваться, для чего расход газа на бо ковые фурмы нужно снижать и соответственно увеличивать его на центральное горелочное устройство. В этом случае смешивание топлива с воздухом будет растягиваться по длине печи, а свободный кислород используется для окисления углерода и дожигания его окиси, выделяющейся из ванны.

В период доводки, когда нужен еще более удлиненный в светящийся факел, расход газа в боковых потоках должен еще больше снижаться, В этот период они служат для подогрева кладки и вентиляторного воздуха, Оптимальный расход топлива в боковых потоках по периодам плавки ус танавливается в зависимости от температуры кладки, скорости теплопередачи к ванне, выноса плавильной пыли из печи и т,д.

1359307

За счет смешивания топлива с большим избытком воздуха на пути достаточнои протяженности полное выгорание топлива в боковых потоках дости5 гается уже на выходе в рабочее пространство у края ванны, Перенос горения значительной части топлива в подающую головку. позволяет резко поднять температуру ее кладки, а также 10 температуру вентиляторного -воздуха, инжектируемого центральным факелом.

Кроме того, боковые потоки ускоряют процесс выгорания топлива в центральном факеле, так как продук- 15 ты сгорания боковых потоков дополнительно инжектируют в него воздух и, пересекаясь до контакта факела с металлом, турбулизируют его, ускоряя процессы смешивания топлива с воэду- 20 хом.

Центральный факел получается высокотемпературным и коротким, В период плавления вынос корня центрального факела вперед обуславливает его высокую кинетическую энер" гию в момент встречи с металлом.Кроме того, в этот период снижают расход топлива в боковые потоки (до

25%-30% от общего расхода на печь) З0 и увеличивают подачу топлива в цент ральный факел, повышая за счет этого его кинетическую энергию и окисли-. тельную способность.

Боковые потоки в этот период служат, в основном, для повышения температуры в подводящей головке и для подогрева вентиляторного воздуха.

В период доводки, когда необходим еще более длинный факел, расход газа 40 на боковые горелки еще более понижа ется (до 15-20% от общего расхода . топлива на печь);

Несмотря на то что в периоды эавалки и плавления факел не карбюрируется мазутом, . а условия сжигания топлива не допускают его самокарбюрации, йроиэводительность печи возрастает, а расход топлива снижается.

В предлагаемом способе горение топлива в боковых потоках происходит, в основном, в подводящей головке, и поэтому температура кладки и воздуха значительно повышается, Эти факторы в сочетании с высокотемпературным и высокоскоростным факелом, об.ладающим большой окнслительной споо собностью, и позволяют перекрыть эффект, получаемый от светящегося, бо-лее холодного и менее скоростного факела в известных способах.

Подача топлива во все три потока должна производиться под высоким давлением, иначе невозможно будет перераспределить топливо между потоками без снижения или повышения тепловой нагрузки, а также получить высокую скорость сжигания топлива, большие кинетическую энергию и окислительную способность факела.

Угол наклона центрального факела к зеркалу ванны выбирается таким,чтобы была обеспечена требуемая форма факела и не происходила черезмерно большая его деформация (11-15) .

Угол между направлениями боковых потоков и продольной осью печи выбио рается в пределах 10-20 так,чтобы оси топливных струй пересекались на продольной оси печи в районе первой половины ванны, при этом газовые факелы не должны касаться кладки пла-. менного окна и футеровки центрального горелочного устройства.

Угол наклона бокОвых газовых потоков к поверхности ванны на 2-3

О больше угла наклона центрального факела, так как их путь до контакта с металлом больше, чем у центрального факела, с учетом действия подъемных сил это позволяет получить одинако-вый угол встречи всех трех факелов

ic металлом, Корни боковых факелов удаляют друг от друга по горизонтали на рас-. стояние, равное 0,3-0,8 перины ванны, П р и м e p. На двух 250-тонных мартеновских печах, работающих на скрап-процессе и отапливаемых газомазутными горелками, установленными в торцовой стенке головок по оцной с каждой стороны, устанавливают дополнительные боковые газовые фурмы.

Подачу топлива в каждой головке осуществляют в виде одного центрального факела и двух газовых потоков, расположенных по бокам и на равном удалении от центрального факела. Корни боковых потоков смещают относи-тельно корня центрального факела сле-. дующим образом: устанавливают сопла боковых фурм заподлицо с внутренней поверхностью торцовой стенки голов.ки, а сопло центральной горелки ус1359307 танавливают на расстоянии от торцовой стенки, равном 0,7 ширины вертикального канала. Корни боковых потоков удаляют друг от друга по горизонтали на расстояние, равное 0,8 ширины ванны.

Боковые газовые потоки располагают на 500 мм выше оси центрального потока (по месту пересечения осей с наружной поверхностью торцовой стенки),.Боковые потоки топлива направляо ют под углом 13 к продольной оси печи в плане, а центральный потоквЂ” вдоль оси. По отношению к поверхности ванны устанавливают углы наклона о боковых потоков в 15, а центральноо

ro потока вЂ” в 13, Все три потока подают под высоким давлением..

В период завалки и в первый период плавления (до образования слоя шлака на поверхности металла) тепловую нагрузку на боковые фурмы поддерживают на уровне 30-40Х от общей тепловой нагрузки на печь, во второй период плавления вЂ” 25-30, а в доводку вЂ” 15-20%.

Температура свода над ванной со стороны дымоотводящей головки при базовом способе отопления на 200 о

300 С превышает температуру свода над ванной со стороны факела.

При использовании предлагаемого способа указанный температурный перепад в период завалки незначителен и даже меняет знак на противоположный, в первый период плавления перепад температур не превышает 50вЂ” о

100 С, а в конце плавления и в довод" ку вЂ” 100-180 С.

Показатели работы печей при завалке, плавлении и доводке тепловой

1 нагрузки на боковые горелочные устройства (доля тепловой нагрузки на центральный факел 100 вЂ” х (X), где х - доля топлива на боковые потоки) сведены в табл. 1-3.

Таблица1.!

Доля тепловой нагрузки на боковые горелочные устройства,7

По к аз ат ели

Г j

25 27

30 35 40 45 50

196,1 198,4

26,5 26,3

181,3 182,7

28,1 27,8

184,2

Производительность, т/ч

27,6

25,6 25,8

Расход условного топлива, кг/тн 201,1 193,4

Как видно из таблицы, за счет гибкого регулирования теплового потбка по длине и ширине ванны, а также за счет улучшения смешивания. топлива с воздухом производительность печи возрастает в среднем на 2,11 т/ч, За счет увеличения производительности удельный расход условного топлива снижается на 21,8 кг/т, При этом за счет увеличения настильности центрального факела, оптимизации его дли" ны по периодам плавки доля мазута по теплу сократилась на 54,8 . Исключа15 ется также перегрев насадок регистраторов при больших тепловых нагрузках.

Формула изобретения

Способ отопления мартеновской печи, включающий подачу топлива с торцов печи направленным вдоль продольной оси печи под углом к поверхнос25 ти расплава центральным потоком и двумя боковыми потоками, корни которых расположены на уровне внутренней поверхности торцовой стенки головки печи выше центрального потока, на

30 одинаковом расстоянии по горизонтали от него и под углом к нему, о твЂ” л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности печи и снижения удельного расхода топлива, корень центрального потока выносят в сторону ванны на 0,5-0,9 ширины вертикального канала печи, топливо в центральный и боковые потоки подают под высоким давлением и

40 по ходу плавки осуществляют перераспределение тепловой нагрузки между центральным и боковыми потоками, при этом в период завалки в боковые потоки подают 30-50, в период плавле45 ния - 25-30 о и в доводку вЂ” 15-20% от общего расхода топлива на печь.

1359307

Т а б л и ц а 2

Показатели устройства,7 боковые

30 35 40

Расход условного топлива,кг/тн 191,2 186,4 180,1 180,0 180,2 !90,3 191,5

Т а б л и ц а 3

Показатели

Расход условного топлива, кг/тн 191,4 185,8 180,4 179,5 180,6 183,2 185,9

Производительность, т/ч

"|Х"

26,8 26,8 27,8 29,1 27,5 26,1 26,0

Доля тепловой нагрузки на боковые горелочные устройства,7