Устройство для охлаждения лещади доменной печи

 

Сущность изобретения: устройствр содержит вертикальные холодильники с горизонтальными трубами 2 подлещадного охлаждения, во внутренней полости которых по всей их длине установлены перфорированные трубы 3, на одном из торцов которых установлена запорная арматура 4, Кроме того, отношение полной площади горизонтальной трубы подлещадного охлаждения к площади поперечного сечения перфорированной трубы составляет 2-10. 1 з.п. ф-лы, 2 ил,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 21 В 7/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4874562 / 02 (22) 15.10 90 (46) 07.01.93. Бюл. N 1 (71) Институт черной металлургии (72) Е.Е.Гаврилов, B.Â.Ìàëûé, А.Д.Никаноров, Э,А.Шепетовский, В,Л,Тищенко, Б.Ф.Чернобривец, Ю.В,Савастьянов, М.Г.Эйшинский, H.Н,Вавилова и В,Б.Канаев (56) Металлургия чугуна. Вегман Е.Ф. и др.

М.; Металлургия, 1978, рис. 162.

Андоньев С.М„Филипьев О.В., Кудинов

Г,В, Охлаждение доменных печей. M.: Металлургия, 1972, рис, 147.

Заявка Японии ¹ 56-23204, кл, С 21 В 7/10, 1981, Изобретение отноСится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано на печах с регулируемой интенсивностью подлещадного охлаждения.

Известно устройство для охлаждения лещади доменной печи, включающее вертикальные холодильники и систему радиальных коробов подлещадного охлаждения, Недостатком данной конструкции лещади является использование для ее охлаждения только воздуха из-за негерметичности коробов и нестабильность теплоотвода по длине радиального короба при переменной поверхности охлаждения.

Известно также устройство, включающее вертикальные холодильники и систему горизонтальных труб воздушного подлещадного охлаждения.

Недостатком данной конструкции является пониженная стойкость лещади из-за отсутствия комбинированного ее охлажде-. ния. Применение в качестве хладагента воз„, Ы„„1786075 А1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОХЛАЖДЕНИЯ ЛЕЩАДИ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ (57) Сущность изобретения: устройство содержит вертикальные холодильники с гори- " зонтальными трубами 2 подлещадного охлаждения, во внутренней полости которых по всей их длине установлены перфорированные трубы 3, на одном из торцов которых установлена запорная арматура 4, Кроме того, отношение полной площади горизонтальной трубы подлещадного охлаждения к площади поперечного сечения перфорированной трубы составляет 2 — 10. 1 з.п. ф-лы, 2 ил, духа при большом разгаре лещади не обеспечивает уровня температуры низа футеровки и герметизирую щего днища, исключающего разрывы днища и разгерметизацию низа печи.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемой является устройство для охлаждения лещади,.включающее вер тикальные холодильники и систему горизонтальных труб подлещадного охлаждения, расположенную на двух горизонтах с патрубками подвода и отвода охладителя с запорной арматурой.

В данной конструкции предусмотрена замена одного вида хладагента другим в зависимости от температуры лещади.

Недостатками данной конструкции являются размещение труб охлаждения в два яруса, что ослабляет кожух печи, а также невозможность оптимизации расхода при переходе с одного вида хладагента на другой. Если система подлещадного охлаждения рассчитана на воздух, то при переходе

1786075 печи установлены перфориреванные цилиндрические трубы, на одном из торцов 20 охлаждения по длине печи установлены 30 перфорированные цилиндрические трубы, на одном из торцов которых установлена запорная арматура, причем отношение площади поперечного сечения горизонтальной трубы подлещадного охлаждения к площа- 35 сТрукции и известных технических решений не обнаружил сходных признаков. Следова- 40 о> лаждения, в укрупйенном виде, 45

Устройство для Ьхлажденйя лещади состоит из вертикальных холодильников 1, системы горизонтальных труб 2

50 труб расположена запорная арматура 4.

Трубы 2 снабжены патрубками 5 и 6 подвода " и патрубком 7 отвода охладителя с запор- 55 на воду йри существующих расходах воды на печь, трудно обеспечить скорость, больше скорости самоочищения (0,8 м/с), что ведет к зарастанию труб, ухудшению теплоотвода и понижению стойкости лещади. Если же система рассчитана на воду, то при использовании воздуха наблюдается повышенное гидравлическое сопротивление системы, то есть в обеих случаях плавное регулирование системы охлаждения невозможно, что снижает стойкость лещади.

Целью изобретения является повышение стойкости лещади и продление срока службы печи путем повышения эффективности ее охлаждения.

Поставленная цель достигается тем, что во внутренней йолости горизонтальных труб подлещадного охлаждения на длину которых установлена зайорная "арматура; причем отношение площади поперечного сечения горизонтальной трубы подлещадного охлаждения--к площади поперечного сечения перфорированной трубы составляет 2-10..

Отличительным признаком "от прототипа (3) является td, что во внутренней полости горизонтальных труб подлещадного дй"ЪопЕрвчного сечения перфорированной трубй составляет 2 — 10.-.

Сравнительный анализ заявляемой контельно, заявляемая конструкция обладает сУщественнымй отличиями, На фиг.1 изображена лещадь, попереч, ный разрез; на фиг.2 — устройСтао для ее подлещадного охлаждения, внутри которых по длине печи установлены перфорированные цилйндрические трубы 3, На одном из торцов" йерфорированных цилиндричеСких ной арматурой 8, 9 на подводящей стороне подвода охладителя, Работает предлагаемая конструкция следующим образом, 10

При охлаждении лещади воздухом запорная арматура 9 закрыта, 4 открыта. Воздух через патрубок 5 и запорную арматуру 8 поступает в трубы 2, 3 и охлаждает футеровку, Нагретый воздух отводится через патрубок 7.

При охлаждении лещади водой запорная арматура 4, 8 закрыта. Вода через подводящий патрубок 6 и запорную арматуру 9 поступает в зазор между горизонтальной 2 и перфорированной 3 трубами и охлаждает футеровку. Нагретая вода отводится через патрубок 7, При водовоздушном охлаждении лещади регулирование интенсивности охлаждения лещади осуществляется запорной арматурой 4, 9.

Размещение перфорированных цилиндрических труб в трубах подлещадного охлаждения позволяет без ослабления кожуха решить задачу использования в Одной системе газообразного или жидкого хладагентов, Следовательно, установка во внутренней полости горизонтальных труб подлещадного охлаждения по всей их длине перфорированных цилиндрических труб обеспечит продление cpoica службы печи.

Поскольку движение жидкого хладагента происходиттолько в кольцевом зазоре, то при этом не только снижается расход воды, но и создаются посылки для контроля теплового состояния лещади.

Диагностика толщины футеровки обеспечивает своевременное принятие мер по регулированию толщины гарнисажа, что увеличит продление срока службы печи.

Большое влияние на увеличение срока службы печи оказывает величина отношения площади поперечного сечения горизонтальной трубы подлещадного охлаждения к площади поперечного сечения перфорированной трубы.

При отношении площади поперечного сечения горизонтальной трубы подлещадного бхлаждения к площади поперечного сечения перфорированной трубы менее 2,0 не удается обеспечить равномерный зазор между указанными трубами при их длине

10-16 м, Неравномерность кольцевого зазора, а тем более его отсутствие на отдельных участках будут приводить к неравномерному распределению воды вдоль поверхности охлаждения, возникновению локальных зон перегрева и как следствие уменьшению срока службы печи, При отношении площади поперечного сечения трубы подлещадного охлаждения к площади поперечного сечения перфорированной трубы более 10,0 не только возрастает расход воды, но и полностью теряется

1786075 контроль за тепловым состоянием лещади даже при минимально допустимой скорости воды, а это, как указывалось выше, ведет к уменьшению срока службы печи, Наиболее оптимально отношение полной площади поперечного сечения трубы подлещадного охлаждения к площади поперечного сечения Перфорированной трубы составляет 2,5 — 3,0. При этом зазор между трубами составляет 12 — 16 мм, а нагрев воды при скорости самоочищения 4,0 — 6,5 С в зависимости от остаточной толщины футеровки лещади.

Пример. На доменной печи объемом

3200 м устройство охлаждения лещади состоит из двух рядов вертикальных холодильников и 64 горизонтальных труб диаметром

112 х 6 мм, внутри которых установлены . перфорированные цилиндрические трубы диаметром 70 х 5 мм,"при Югом отйошение площади поперечных сечений горизонтальной и перфорированной трубы соСтавляет

2,78, а зазор между трубами 15 мм, Для центровки труб между трубами на расстоянии 1,5 — 2 м приваривают "солдатики" высотой 14 мм к перфорированной трубе.

На выходном торце перфорированных труб устанавливается запорная коническая арматура. Запорная арматура на патрубках подвода охладителя устанавливается на группу из 18 труб.

Воздух на охлаждение лещади поступает от вентилятора производительностью

60 тыс. м /ч, 3а счет установки внутри горизонтальных труб перфорированных по сравнению с существующей конструкцией скорость воздуха возрастает с 33 до 36 м/с, а сопротивление системы увеличится всего на 9%.

При переводе устройства на охлаждение водой расход воды на систему подлещадного охлаждения составит:

Скорость воды, м/с Расход, м /ч

0,8 740

1,0 920

1,5 1380

Расход воды на низ печи (горн и фурменная зона без фурм) составляет 15001600 м /ч, т.е. расход воды на подлещадное охлаждение полностью покрывается без дополнительных источников, Эффективность охлаждения футеровки определяется прежде всего распределением температуры в огнеупорном массиве, на которые влияют как толщина футеровки лещади, так и интенсивность ее охлаждения.

Выбор интенсивности охлаждения низа ле50

55 одном иэ торцов перфорированных труб установлена запорная арматура.

2. Устройство по п,1, о т л и. ч а ю щ е ес я тем, что отношение площади поперечного сечения горизонтальной трубы подлещадного охлаждения к площади поперечного сечения перфорированной трубы составляет 2-10. щади зависит от остаточной ее толщины.

При толщине муллитовых блоков 1,6 — 2,2 мм, что характерно для печей объемом менее

2700 м для всего срока их эксплуатации, а

5 для печей большего объема в начальный период эксплуатации интенсивность охлаждения и вид хладагента не играют особой роли, Так при охлаждении воздухом или водой теплосьем в системе охлаждения и темпера10 тура низа блоков соответственно составляют 1030 Вт/м и 4.0 — 50 С, При более глубоком разгаре лещади, когда остаточная толщина муллитовых блоков составляет 0,50,7 и влияние вида хладагента на эффектив15 ность охлаждения проявляется довольно ощутимо. Указанные параметры составляют соответственно при охлаждении воздухом

4220 Вт/м и 190 С, а при охлаждении водой — 4720 Вт/м и 80 С. Переход с воздуш=

20 ного охлаждения лещади на охлаждейие водой способствует снижению температуры

e"Héæíåé части "огнеупорного массива на

110 С, в средней — на 60 С, что снижает вероятность проникновения чугуна в огне25 упорный массив и тем самым повышает стойкость лещади и продляет срок службы печи.

Для доменных печей объемом 3200-

5500 м рекомендуется следующий режим

30 охлаждения лещади;

Тепловой Режим поток, Вт/м охлаждения

500-3000 .. Воздушный .

2800-4500 Воздушно-водяной

4200 и более Водяной Формула изобретения

1. Устройство для охлаждения лещади доменной печи, включающее вертикальные плитовые холодильники, систему горизон40 тальных труб подлещадного охлаждения с патрубками подвода vt отвода охладителей с запорной арматурой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения стойкости лещади и продления срока службы печи путем

45 повышения эффективности ее охлаждения; оно снабжено перфорированными трубами, расположенными во внутренней полости го-. ризонтальных труб подлещадного охлаждения на длину лещади печи, при этом на

1786075

Фиг f

Составитель E. Гаврилов

Техред M.Mîðãåíòàë Корректор M. Ткач

Редактор Т. Иванова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 227 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5