Устройство для распределения топливных добавок по фурмам доменной печи

 

Изобретение относится к черной металлургии, к устройствам для производства чугуна в доменных печах с применением топливных добавок. Известны способы и устройства для использования смеси. Устройство содержит первый и второй газопроводы, оснащенные ручной задвижкой, измерительной диафрагмой, электрофицированной задвижкой, обратным клапаном и регулирующим дросселем. Первый газопровод соединен с первым коллектором распределения газа по отводящим каналам к каждой фурме. Второй коллектор распределения газа соединен со вторым газопроводом. Отводящие каналы каждой фурмы первого коллектора содержат второй обратный клапан. Отводящие каналы каждой фурмы второго коллектора содержат ручную задвижку, измерительную диафрагму, обратный клапан, а трехходовой кран врезан в трубопровод отводящего канала соответствующей фурмы первого коллектора между вторым обратным клапаном и регулирующим дросселем. Использование изобретения обеспечивает повышение производства чугуна и снижение расхода кокса. 1 ил.

Заявляемое изобретение относится к области черной металлургии, в частности к устройствам производства чугуна в доменных печах с использованием вдувания высоконагретого обогащенного кислородом дутья и топливных добавок.

Широко известны устройства для распределения топливных добавок по фурмам доменной печи, содержащие газопровод либо природного газа (Клемперт В.М. Автоматизация доменной печи. - М. : Металлургия, 1965, с. 140-145), либо коксового газа, которые врезаны в соответствующий коллектор с последующим ответвлением и вводом соответствующего трубопровода в каждую фурму доменной печи (Пашинский В. Ф. , Товаровский И.Г. и др. Доменная плавка с вдуванием коксового газа. - Киев: Техника, 1991, с. 42-43).

Основным недостатком вышеперечисленных устройств является то, что в них отсутствует возможность ведения доменной плавки с использованием вдувания в горн печи и природного, и коксового газов. Это приводит к энергетическим потерям, к потерям производства чугуна и повышению расхода кокса.

Наиболее близким к заявляемому устройству является устройство для распределения топливных добавок по фурмам доменной печи, включающее первый и второй газопроводы, оснащенные ручной задвижкой, измерительной диафрагмой, электрифицированной задвижкой, обратным клапаном и регулирующим дросселем, первый коллектор распределения газа по отводящим каналам к каждой фурме, оснащенным ручной задвижкой, измерительной диафрагмой, регулирующим дросселем и первым обратным клапаном, причем первый газопровод соединен с первым коллектором распределения газа (Пашинский В.Г. и др. Доменная плавка с вдуванием доменного газа. - Киев: Техника, 1991, с. 35-36).

Недостатком данного устройства является малая эффективность их использования по причине ограничения в соотношении коксового и природного газов в условиях возникновения избытка газа в коксохимическом производстве.

Подача в фурменный очаг смеси коксового и природного газов вызывает нестабильную работу печи. Примером может служить работа печи завода Edgar Thomson группы US Steel, США, и одной Австралийской печи (E.L. Maddalena, R.R. Terza, T. F. Sobek and K.L. Myklebust. Вдувание коксового газа в доменные печи. Iron and Steelmaker, 1995, 22, N 10, p. 93-95).

После подачи смеси газов печь заработала нестабильно, увеличился расход кокса, снизилось производство.

Осуществив переход на вдувание газа одного вида, стабилизировали работу печи.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение производства чугуна и снижение расхода кокса за счет обеспечения стабильного хода доменной печи и высокоэффективного использования избытков коксового газа коксохимического производства.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве для распределения топливных добавок по фурмам доменной печи, включающем первый и второй газопроводы, оснащенные ручной задвижкой, измерительной диафрагмой, электрифицированной задвижкой, обратным клапаном и регулирующим дросселем, первый коллектор распределения газа по отводящим каналам к каждой фурме, оснащенным ручной задвижкой, измерительной диафрагмой, регулирующим дросселем и первым обратным клапаном, причем первый газопровод соединен с первым коллектором распределения газа, согласно изобретению устройство дополнительно снабжено вторым коллектором распределения газа, соединенным со вторым газопроводом, вторым обратным клапаном, введенным в отводящие каналы каждой фурмы первого коллектора распределения газа между измерительной диафрагмой и регулирующим дросселем, ручной задвижкой, измерительной диафрагмой, обратным клапаном, введенными в отводящие каналы каждой фурмы второго коллектора распределения газа, и трехходовым краном, врезанным в трубопровод отводящего канала соответствующей фурмы первого коллектора распределения газа между вторым обратным клапаном и регулирующим дросселем.

Схема заявленного устройства изображена на чертеже.

Предлагаемое устройство состоит из доменной печи 1 с кольцевым воздухопроводом дутья 2, который через колено связан с воздушной фурмой 19, которая соединена с общим для каждой фурмы 19 газопроводом 18, оснащенным обратным клапаном 17, регулирующим дросселем 16 и трехходовым клапаном 20. Трехходовой клапан 20 каждой фурмы 19 подсоединен к отводящим каналам 12 первого 9 и второго 11 коллекторов распределения газов по фурмам.

Каждый отводящий канал 12 снабжен ручной задвижкой 13, измерительной диафрагмой 14 и обратным клапаном 15.

Первый 9 и второй 11 коллекторы с другой стороны соединены соответственно с первым 8 и вторым 10 газопроводом, каждый из которых снабжен по ходу движения газа ручной задвижкой 3, измерительной диафрагмой 4, электрифицированной задвижкой 5, обратным клапаном 6 и регулирующим дросселем 7.

Предлагаемое устройство для ведения доменной плавки работает следующим образом.

Из общезаводской сети природный и коксовый газы по трубопроводам поступают в первый 8 и второй 10 газопроводы, где при открытых ручных задвижках 3 и электрифицированных задвижках 5, проходя через обратные клапаны 6, поступают соответственно в первый 9 и второй 11 коллекторы распределения газа по фурмам 1...n.

При этом в каждом газопроводе 8 и 10 автоматически поддерживается заданный расход соответствующего газа с использованием измерительных диафрагм 4 и с помощью регулирующих дросселей 7.

Стабилизированные по расходу природный и коксовый газы из первого 9 и второго 11 коллекторов при открытом положении в соответствующую сторону трехходового крана 20, через ручные задвижки и обратные клапаны поступают раздельно через общий газопровод в фурмы доменной печи, где смешиваются с горячим дутьем.

При этом выдерживается необходимое соотношение: для природного газа - один объем на фурму, а для коксового - два объема, с использованием измерительных диафрагм 14 и регулирующего дросселя в режиме дистанционного управления.

Таким образом, с помощью трехходового крана 20, устанавливая его в положение "открыто" в сторону фурм для подачи природного газа и на остальных фурмах - в сторону коксового газа, у технологического персонала имеется возможность использовать различное количество коксового газа путем замены природного газа, выбирая различное количество фурм с образованием групп фурм подачи того или иного топливного компонента.

В работе печи используется подача в воздушные фурмы, количество которых равно 24 шт., нагретого обогащенного кислородом дутья с вдуванием топливных добавок: природного газа.

При использовании только природного газа осуществляется его подача по первому газопроводу 8 (см. чертеж), первому коллектору 9 распределения газа по отводящим каналам 12 и общему газопроводу 18 в фурмы 19 доменной печи 1. При этом общий расход природного газа, измеряемый диафрагмой 4, с помощью регулирующего дросселя 7 поддерживается постоянным и равным 13050 нм³/ч, в автоматическом режиме, при открытом трехходовом кране 20 в сторону подачи природного газа на каждую фурму 19, расход природного газа на каждую фурму, равный 544 нм³/ч и измеренный диафрагмой 14 и установленный с помощью регулирующего дросселя 16 в дистанционном режиме управления для каждой фурмы 19 доменной печи 1.

Пример 1. На доменной печи 1 осуществляют подачу коксового газа по второму газопроводу 10, второму коллектору 11 распределения газа по отводящим каналам 12 по числу фурм. При этом задано общее соотношение расходов природного газа и коксового на печь, равное 1:2,8.

Общий расход природного газа составил 5470 нм³/ч, и коксового 15225 нм³/ч. Подачу природного газа осуществляют на десять фурм приблизительно через одну фурму, в которую подают коксовый газ и число фурм с коксовым газом составляет 14 фурм.

Общие расходы природного газа на печь - 5470 нм³/ч и коксового газа - 15225 нм³/ч в автоматическом режиме управления поддерживаются с помощью регулирующих дросселей 5 соответственно в первом и втором газопроводе.

Расход природного газа - 545 нм³/ч на каждую из десяти фурм и расход коксового газа на каждую из четырнадцати фурм - 1090 нм³/ч. Подается на фурму с помощью трехходовых кранов 20, устанавливается измерительными диафрагмами 14 и регулирующими дросселями 17 в дистанционном режиме управления.

Отсюда видно, что с помощью предлагаемых способа и устройства для его осуществления реализуются признаки, описанные в прототипе: вдувание в фурмы доменной печи природного и коксового газа осуществляют при расходном соотношении газов в основных газопроводах, близком к 1:3.

Пример 2. Отличиями от условий, указанных в примере 1, являются: Заданное соотношение расходов природного газа и коксового газа соответственно в первом 8 и втором газопроводах 1:2. Общий расход природного газа - 6525 нм³/ч, коксового газа - 13050 нм³/ч.

Подачу газов осуществляют через каждую фурму, соответственно, природного и коксового газа с помощью трехходового крана 20 при расходах на каждую фурму природного газа - 545 нм³/ч; коксового - 1090 нм³/ч, т.е. на каждые 12 фурм подается природный газ и на каждые 12 фурм - коксовый газ.

Пример 3. Заданное соотношение общих расходов природного и коксового газов - 1:6.

Расход природного газа - 3265 нм³/ч и коксового газа - 19590 нм³/ч поддерживается в первом 8 и во втором 10 газопроводах. Подачу природного газа осуществляют через каждые две фурмы, в которые подается коксовый газ, т.е. на шесть фурм - природный газ и на восемнадцать фурм - коксовый газ, соответственно с расходом в каждую фурму 545 нм³/ч и 1090 нм³/ч.

Результаты примеров 2 и 3 свидетельствуют о том, что путем изменения числа фурм в группах фурм природного и коксового газа и соответствующего изменения в расходе газов в газопроводах, можно практически иметь любое количественное использование коксового газа.

Внедрение предлагаемого устройства позволит при замене природного газа коксовым стабилизировать ход доменных печей, более полно использовать образовавшийся избыток коксового газа в энергетическом хозяйстве предприятия и при наличии мощностей по производству кислорода для обогащения дутья эксплуатировать доменные печи по максимальной их производительности.

Формула изобретения

Устройство для распределения топливных добавок по фурмам доменной печи, включающее первый и второй газопроводы, оснащенные ручной задвижкой, измерительной диафрагмой, электрофицированной задвижкой, обратным клапаном и регулирующим дросселем, первый коллектор распределения газа по отводящим каналам к каждой фурме, оснащенным ручной задвижкой, измерительной диафрагмой, регулирующим дросселем и первым обратным клапаном, причем первый газопровод соединен с первым коллектором распределения газа, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено вторым коллектором распределения газа, соединенным со вторым газопроводом, вторым обратным клапаном, введенным в отводящие каналы каждой фурмы первого коллектора распределения газа между измерительной диафрагмой и регулирующим дросселем, ручной задвижкой, измерительной диафрагмой, обратным клапаном, введенными в отводящие каналы каждой фурмы второго коллектора распределения газа, и трехходовым краном, врезанным в трубопровод отводящего канала соответствующей фурмы первого коллектора распределения газа между вторым обратным клапаном и регулирующим дросселем.

РИСУНКИ

Рисунок 1