Подогреватель скрапа дымовыми газами электродуговых сталеплавильных печей


 


Владельцы патента RU 2401404:

Лежнев Александр Петрович (RU)

Изобретение относится к области металлургии. Подогреватель скрапа включает водоохлаждаемый бункер для скрапа с наклонным днищем и разгрузочным клапаном, подсоединенный между газоходом свода печи и газоходом, отводящим дымовой газ из печи через скрап в бункере. Угол наклона днища бункера к горизонтали в положении разгрузки превышает угол естественного скольжения скрапа по стальному листу. Бункер снабжен двумя крышками и установлен передним торцом на опоре, имеющей поворотные шарниры, в средней части - на опоре, воспринимающей максимальную нагрузку, задним торцом - на гидроцилиндры, наклоняющие бункер для загрузки нагретого скрапа в печь. Разгрузочный клапан выполнен с входным окном для подачи сжатого воздуха во время плавки для дожигания окиси углерода, содержащейся в дымовых газах. Подогреватель снабжен направляющим лотком, выдвигающимся из-под днища бункера перед разгрузкой скрапа в печь, для защиты борта печи от падения на него кусков скрапа. Устройство компактно, обеспечивает увеличение производительности печи и уменьшение удельного энергопотребления. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано при строительстве, а также при реконструкции действующих электросталеплавильных печей.

Технический результат - за счет использования тепла дымовых газов, обеспечивает сокращение продолжительности плавки, повышая производительность печей, и уменьшает удельное электропотребление, а также улучшает режим и эффективность охлаждения дымовых газов и улучшает экологию в пролете цеха.

Известны современные способы подогрева скрапа дымовыми газами электродуговых сталеплавильных печей:

1. Печи Фукс, содержащие: - шахту для подогрева скрапа дымовыми газами, дожигатель окиси углерода, систему газоочистки.

Недостатками такого устройства являются:

- Занимает много места на рабочей площадке для отвода шахты и крышки в ремонтное положение.

- Для удержания скрапа в шахте используются водоохлаждаемые вилы. Дымовые газы, проходя через массив скрапа в конце затянувшихся плавок, перегревают и размягчают куски скрапа, касающиеся вил. Вследствие этого скрап обволакивает вилы и затрудняет сброс скрапа в печь, уменьшает газопроницаемость.

- Вилы не позволяют использовать возможность дожигать окись углерода в массиве нагреваемого скрапа. Энергия от сжигаемого газа в дожигателе СО не используется рационально, в результате температура дымовых газов повышается, и это осложняет режим охлаждения и очистки газа.

2. «Подогреватель скрапа электродуговой сталеплавильной печи средней и малой мощности посредством дымовых газов», авторы А.П.Лежнев и В.В.Бурьков, Патент №2293938 RU от 29.09.2005 г. Устройство содержит бункер со скрапом с наклонным днищем, установленный между газоходом свода печи и отходящим газоходом на высокой наклоняющей опоре. Загрузка скрапа в бункер производится корзиной с грейферным днищем при отведенной в сторону крышке. Разгрузка нагретого скрапа в печь осуществляется путем наклона бункера над печью при отведенном своде.

Недостатками такого подогревателя скрапа являются:

- Возможность применения устройства на печах малой и средней мощности, т.к. высокая опора, на которой смонтирован бункер, воспринимает большие динамические нагрузки при загрузке скрапа в бункер. Это может ограничить его использование на больших печах.

- Рама для крышки бункера, при открывании его перед загрузкой скрапа, занимает дополнительное место на рабочей площадке.

- Разгрузка в печь идет при открытой крышке бункера, при этом в цех выделяется пыль.

Задачей изобретения является усовершенствование устройства подогревателя скрапа и расширение сферы его применения на печах большой мощности путем повышения его устойчивости к динамическим нагрузкам при загрузке скрапа, уменьшения занимаемой площади на рабочей площадке, путем совершенствования механизма открывания крышек бункера, а также улучшения экологии в момент выгрузки скрапа в печь.

Решение задачи достигается тем, что водоохлаждаемый бункер 3 со скрапом, имеющий наклонное в сторону печи днище, устанавливается между газоходом свода печи и отводящим газоходом на двух неподвижных опорах, выдерживающих большие нагрузки. На днище в переднем торце бункера установлена поворотная ось 11. Концами она входит в два поворотных подшипника на передней опоре. На переднем торце бункера имеется разгрузочный клапан 7 для разгрузки нагретого скрапа в печь, а в нем окно для прохода через скрап дымовых газов, на заднем торце окно для выхода газов. Под днищем бункера размещается направляющий лоток 9, защищающий борт печи от падающего скрапа при разгрузке бункера. Перед разгрузкой скрапа после подъема электродов и отвода свода в крайнее нерабочее положение, лоток 9 гидроцилиндром выдвигается вперед в положение над бортом печи. Бункер наклоняется гидроцилиндрами, поднимающими его за задний торец, на угол, превышающий угол естественного скольжения скрапа по стали, после чего открывается разгрузочный клапан 7 и скрап выгружается в печь.

Каркасы бункера, крышек и разгрузочного клапана выполняются из замкнутого квадратного или прямоугольного сварного гнутого профиля. Изнутри каркасы закрываются от перегрева съемными водоохлаждающими панелями, состоящими из термостойких стальных листов и закрепленных на них слоев охлаждающих труб со стороны каркаса. Панели устанавливаются в бункер по направляющим в углах и крепятся сверху пластинами прерывистым сварочным швом. Для замены панелей во время эксплуатации швы срезаются ручной отрезной машинкой («болгаркой»).

Для дожигания окиси углерода (СО) в толще нагреваемого в бункере скрапа во входное окно на разгрузочном клапане предусматривается подача сжатого воздуха.

Для уменьшения занимаемой площади на рабочей площадке используются две продольных крышки бункера, открывающиеся в стороны. Они перемешаются гидроцилиндрами на четырех стойках с колесами каждая по рельсам на подрельсовых балках, укрепленных в торцах бункера. Т.о. все устройство занимает на рабочей площадке минимально возможную площадь. Поскольку разгрузка скрапа в печь идет с закрытыми крышками, то это значительно уменьшает выброс пыли в пространство цеха.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где (вид по А-А в верху) изображен подогреватель скрапа с боку в позиции «Плавка и нагрев скрапа». Бункер 3 в вертикальном положении, крышки 4 и разгрузочный клапан 7 закрыты, горячий дымовой газ из газохода свода печи 2 проходит сквозь толщу скрапа в отводящий газоход 16 и нагревает скрап. Подвод сжатого воздуха во входное окно разгрузочного клапана 7 для дожигания окиси углерода в толще скрапа, условно не показаны.

На чертеже (вид по А-А в низу) показан подогреватель скрапа с боку в позиции «Разгрузка в печь». Свод печи 2 отведен в крайнее нерабочее положение, бункер 3 наклонен гидроцилиндрами 15, крышки 4 удерживаются фиксаторами 18, разгрузочный клапан 7 открыт, направляющий лоток 9 перемещен вперед гидроцилиндром 10 в позицию разгрузка. Скрап выгружается в печь.

На чертеже (вид по В-В) показан подогреватель скрапа со стороны заднего торца в положении «Плавка и нагрев скрапа». Крышки закрыты.

На чертеже (вид по С-С) показан подогреватель скрапа со стороны переднего торца в положении «Загрузка скрапа в бункер». Крышки 4 открыты гидроцилиндрами 6.

Работа устройства реализуется в следующей последовательности:

Исходное положение: После завалки скрапа в печь разгрузочный клапан 7 закрыт, бункер в вертикальном положении, направляющий лоток 9 в положении под бункером, крышки закрыты, бункер пуст.

Крышки 4 бункера открываются. Загрузочной корзиной с грейферным днищем очередная порция скрапа загружается в бункер. Крышки закрываются. Одновременно свод 2 печи ставится в рабочее положение, опускаются электроды. Начинается плавка и нагрев скрапа в бункере дымовыми газами печи. Включается подача сжатого воздуха во входное окно в разгрузочном клапане для дожигания окиси углерода (СО) в массиве скрапа. После завершения расплава скрапа в печи, поднимаются электроды, отключается подача сжатого воздуха во входное окно на рузгрузочном клапане и свод печи 2 отводится в крайнее нерабочее положение. Направляющий лоток 9 перемещается вперед в положение над бортом печи. Бункер 3 наклоняется в положение «Разгрузка в печь» (см. чертеж, вид по А-А). Разгрузочный клапан 7 открывается, и нагретый скрап выгружается в печь, клапан закрывается, бункер ставится в вертикальное положение, лоток в исходное положение. Крышки открываются, загружается в бункер новая порция скрапа, закрываются крышки, свод печи возвращается в рабочее положение, включается сжатый воздух для дожигания СО и продолжается плавка. Далее цикл повторяется.

При использовании заявленного устройства за счет утилизации тепла отработанных дымовых газов печи сокращается продолжительность плавки (увеличивается производительность печи на ~20%) и уменьшается электропотребление на ~20%, улучшаются условия работы оборудования по охлаждению и очистке газа, т.к. уменьшается температура дымовых газов, поступающих в устройства газоочистки.

Краткое описание чертежа.

Изобретение иллюстрируется чертежом, где обозначены:

1 - Электродуговая сталеплавильная печь,

2 - Свод печи,

3 - Бункер водоохлаждаемый,

4 - Крышки бункера водоохлаждаемые,

5 - Стойки с колесами крышек,

6 - Гидроцилиндры крышек,

7 - Клапан разгрузочный водоохлаждаемый,

8 - Гидроцилиндр клапана разгрузочного,

9 - Лоток направляющий,

10 - Гидроцилиндр лотка,

11 - Подшипники оси наклона бункера,

12 - Центральная опора бункера,

13 - Распорная балка бункера,

14 - Рельсы и подрельсовые балки крышек,

15 - Гидроцилиндры наклона бункера,

16 - Газоход к системе газоочистки,

17 - Каркас водоохлаждаемой панели,

18 - Фиксаторы крышек.

1. Подогреватель скрапа электродуговой сталеплавильной печи дымовыми газами, включающий водоохлаждаемый бункер для скрапа с наклонным днищем и разгрузочным клапаном, подсоединенный между газоходом свода печи и газоходом, отводящим дымовой газ из печи через скрап в бункере, причем угол наклона днища бункера к горизонтали в положении разгрузки превышает угол естественного скольжения скрапа по стальному листу, отличающийся тем, что бункер снабжен двумя крышками и установлен передним торцом на опоре, имеющей поворотные шарниры, в средней части - на опоре, воспринимающей максимальную нагрузку, задним торцом - на гидроцилиндры, наклоняющие бункер для загрузки нагретого скрапа в печь.

2. Подогреватель по п.1, отличающийся тем, что он снабжен направляющим лотком, выдвигающимся из-под днища бункера перед разгрузкой скрапа в печь, для защиты борта печи от падения на него кусков скрапа.

3. Подогреватель по п.1, отличающийся тем, что крышки бункера выполнены с возможностью перемещения в стороны без трения скольжения с зазором над верхним торцом бункера на четырех колесах по рельсам, установленным на подрельсовых балках на переднем и заднем торцах бункера, для плотного закрытия бункера в рельсах под колесами выполнены выемки глубиной больше упомянутого зазора в закрытом положении крышек.

4. Подогреватель по п.1, отличающийся тем, что разгрузочный клапан выполнен с входным окном для подачи сжатого воздуха во время плавки для дожигания окиси углерода, содержащейся в дымовых газах.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к черной металлургии. .

Изобретение относится к устройству для предварительного нагревания сухих материалов, в частности для электрического предварительного нагревания сухого материала при получении необожженных масс для электродов.

Изобретение относится к тепловой обработке и предназначено для использования в промышленности строительных материалов, при изготовлении цементного клинкера на стадии предварительного подогрева и декарбонизации сырьевой муки.

Изобретение относится к переработке токсичных материалов. .

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к производству стали в электрической дуговой печи. Способ подогрева металлического скрапа для производства стали в электродуговой печи включает использование камеры подогрева скрапа с контуром рециркуляции газов, забираемых из верхней части камеры с помощью дымососа рециркуляции, причем часть газов рециркуляции с помощью дымососа отходящих газов выводят к дымовой трубе и далее в атмосферу. Способ предусматривает приготовление теплоносителя в теплогенераторе путем сжигания природного газа с окислителем, который получают смешением части газов рециркуляции с кислородом, введение теплоносителя вместе с другой частью газов рециркуляции в нижнюю часть камеры подогрева скрапа, а также отбор с выхода теплогенератора части газов теплоносителя, где они имеют температуру, достаточную для разложения диоксинов, с их последующей выдержкой при этой температуре, охлаждением впрыскиванием воды до температуры, исключающей повторный синтез диоксинов, и подачей охлажденных газов теплоносителя в тракт отходящих газов с обеспечением теплообмена с кислородом, который подают для получения упомянутого окислителя. Способ позволяет исключить выброс диоксинов с отходящими газами, уменьшить расход природного газа на приготовление теплоносителя за счет рекуперации тепла отходящих газов окислителю, уменьшить расход воды на охлаждение отходящих газов в связи с уменьшением выхода этих газов из-за рециркуляции, исключить паровые взрывы в дуговой печи. 1 ил.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для непрерывной подачи с предварительным нагревом садки металла внутрь приемника плавильной установки. Устройство содержит, по меньшей мере, канал для подачи садки металла, по меньшей мере, колпак, расположенный над указанным подводящим каналом, образующий тоннель и/или расширительную камеру для перемещения внутри него/нее, по меньшей мере, части дымовых газов, выходящих из указанного приемника, и отверстия, выполненные совместно с боковыми стенками указанного подводящего канала для выпуска дымовых газов. Подводящий канал содержит активирующие средства для отклонения дымовых газов и/или для разделения области подводящего канала, занимаемой садкой металла, причем указанные активирующие средства связаны продольно, по меньшей мере, с частью подводящего канала. Изобретение позволяет более интенсивно и равномерно нагревать садку металла для увеличения производительности установки при снижении энергии, требуемой для последующего плавления в плавильной печи. 3 н. и 6 з. п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к предварительному нагреву и подаче садки металла в приемник плавильной установки. Устройство содержит, по меньшей мере, подводящий канал, выполненный с возможностью продвижения вдоль него садки металла с доставкой к приемнику. Над подводящим каналом расположен, по меньшей мере, колпак, ограничивающий тоннель, выполненный с возможностью продвижения внутри него, по меньшей мере, части дымовых газов, выходящих из указанного приемника. По меньшей мере, участок колпака содержит расширительную камеру, расположенную над, по меньшей мере, частью садки металла и выполненную с возможностью обеспечения расширения и удерживания внутри дымовых газов в течение минимально необходимого времени, составляющего по меньшей мере 1,5 секунды, до контакта дымовых газов с указанной садкой металла. Использование изобретения обеспечивает сжигание несгоревших газов и осаждение на садке металла твердых частиц и пыли дымовых газов. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 9 ил.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для непрерывной подачи с предварительным нагревом садки металла внутрь приемника плавильной установки. Устройство содержит, по меньшей мере, подводящий канал, имеющий стенки для подачи садки металла и, по меньшей мере, колпак, ограничивающий подводящий тоннель и/или расширительную камеру. Колпак расположен над подводящим каналом для перемещения, по меньшей мере, части дымовых газов, выходящих из указанного приемника, при этом подводящий канал взаимодействует с отверстиями для отведения дымовых газов. Отверстия взаимодействуют, по меньшей мере, с отклоняющим каналом для дымовых газов, ограничивающим, по меньшей мере, первое расширительное отделение, и расположенным, по существу, вертикально или почти вертикально, и соединенным с отверстиями и, по меньшей мере, с вытяжным каналом. Изобретение позволяет устранить прохождение мелких частиц материала садки в виде металлической стружки для сокращения затрат и времени на управление и обслуживание вытяжных каналов и средств. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для пирометаллургических установок. Загрузочная область установки закрыта сверху и с боковых сторон колпаком с верхними вытяжными отверстиями, через которые скапливающиеся в колпаке отходящие газы и пыль вытягиваются, шахта для помещения и предварительного нагрева металлического лома имеет в направлении загрузочной области верхний затворный элемент, который выполнен с возможностью открываться для подачи металлического лома в шахту и после закрываться, причем к верхним вытяжным отверстиям колпака подсоединена вытяжная система, выполненная с возможностью управления ее активированием, которое координируют с открытием и закрытием верхнего затворного элемента и/или состоянием загрузки шахты. Изобретение позволяет управлять загрузкой лома и вытяжной системой и предотвращать выход выбросов дыма и пыли в технологическое пространство цеха и окружающую среду. 2 н. и 20 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для предварительного нагрева подлежащего загрузке в металлургический плавильный ковш стального скрапа. Устройство содержит окруженную стенкой корпуса для приема стального скрапа вертикальную шахту и по меньшей мере один, содержащий несколько проходящих параллельно друг другу, расположенных в боковом направлении на расстоянии друг от друга пальцев, установленный подвижно между положением закрывания и положением открывания закрывающий элемент, пальцы которого в положении закрывания по меньшей мере частично выступают в шахту для задерживания стального скрапа и в положении открывания освобождают шахту настолько, что стальной скрап выпадает из шахты в плавильный ковш. Изобретение обеспечивает более короткое время процесса нагрева скрапа. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх