Газоотвод электродуговой печи


 


Владельцы патента RU 2521741:

Государственное предприятие "Украинский научно-технический центр металлургической промышленности "Энергосталь" (ГП "УкрНТЦ "Энергосталь") (UA)

Изобретение относится к металлургии, в частности к устройствам для отвода отходящих от электродуговой печи газов в газоход газоочистки. Газоотвод содержит камеру дожигания, пылеосадительную камеру и приемный патрубок, выполненный с входным сечением, большим, чем сечение сводового патрубка электродуговой печи, соединенный с камерой дожигания и сопряженный с заданным зазором со сводовым патрубком электродуговой печи. При этом нижняя часть приемного патрубка установлена с наклоном к горизонтали 45-50° в сторону камеры дожигания, а газоотвод дополнительно оборудован камерой охлаждения, размещенной над пылеосадительной камерой, оснащенной конвективными поверхностями теплообмена и соединенной с неохлаждаемым газоходом газоочистки с помощью гибкого компенсатора тепловых расширений. Изобретение обеспечивает упрощение конструкции, повышение надежности и долговечности работы, упрощение обслуживания и снижение трудоемкости при удалении шлакометаллических отложений и пыли, а также позволяет повысить эффективность охлаждения отходящих от электродуговой печи газов. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Заявляемый объект относится к устройствам для отвода отходящих от электродуговой печи газов в газоход газоочистки и может быть использован в металлургии.

Наиболее близким к заявляемому объекту по совокупности признаков и достигаемому техническому результату является выбранный в качестве прототипа газоотвод электродуговой печи, содержащий камеру дожигания, пылеосадительную камеру, охлаждаемый газоход и приемный парубок, выполненный с входным поперечным сечением большим, чем поперечное сечение сводового патрубка электродуговой печи, соединенный с камерой дожигания и сопряженный с заданным зазором со сводовым патрубком электродуговой печи. Приемный патрубок установлен с наклоном к горизонтали в сторону сопряжения со сводовым патрубком электродуговой печи и оборудован передвижной приводной муфтой. Пылеосадительная камера выполнена охлаждаемой и расположена под камерой дожигания, а охлаждаемый газоход расположен за пылеосадительной камерой (патент Российской Федерации №2397417, МПК F27B3/22, опубл. 20.08.10).

У заявляемого объекта и прототипа совпадают такие существенные признаки: оба устройства содержат камеру дожигания, пылеосадительную камеру и приемный парубок, выполненный с входным сечением большим, чем сечение сводового патрубка электродуговой печи, соединенный с камерой дожигания и сопряженный с заданным зазором со сводовым патрубком электродуговой печи.

Анализ технических свойств прототипа, обусловленных его признаками, показывает, что получению ожидаемого технического результата препятствуют такие причины: газоотвод по прототипу характеризуется сложностью конструкции, недостаточной надежностью и долговечностью работы, сложностью обслуживания и высокой трудоемкостью при удалении шлакометаллических отложений и пыли, а также недостаточной эффективностью охлаждения отходящих от электродуговой печи газов.

Наклон приемного патрубка в сторону сводового патрубка печи и оборудование его передвижной приводной муфтой обуславливает усложнение конструкции, а также усложнение процесса обслуживания и эксплуатации прототипа. При использовании прототипа шлак из наклонного приемного патрубка стекает на рабочую площадку обслуживания печи, затрудняет обслуживание и требует очистки при эксплуатации печи.

Использование в прототипе охлаждаемой пылеосадительной камеры и охлаждаемого газохода не позволяет обеспечить высокую эффективность охлаждения отходящих от электродуговой печи газов для поддержания необходимого температурного режима работы газоочистки, что, в свою очередь, обуславливает необходимость использования для доохлаждения после газоотвода и перед газоочисткой дополнительных средств газовоздушного охлаждения.

Отсутствие в прототипе средств для предотвращения разрушения его конструкций при взрывах, тепловых расширениях и взаимных перемещениях конструкций обуславливает снижение надежности и долговечности его работы в целом.

В основу заявляемого объекта поставлена задача создать такой газоотвод электродуговой печи, в котором усовершенствования путем введения новых элементов и изменения их взаимного расположения позволят при использовании заявляемого объекта обеспечить достижение технического результата, заключающегося в упрощении конструкции, повышении надежности и долговечности работы, упрощении обслуживания и снижении трудоемкости при удалении шлакометаллических отложений и пыли, а также в повышении эффективности охлаждения отходящих от электродуговой печи газов.

Поставленная задача решается тем, что в заявляемом газоотводе электродуговой печи, содержащем камеру дожигания, пылеосадительную камеру и приемный патрубок, выполненный с входным сечением, большим, чем сечение сводового патрубка электродуговой печи, соединенный с камерой дожигания и сопряженный с заданным зазором со сводовым патрубком электродуговой печи, согласно заявляемому техническому решению, нижняя часть приемного патрубка установлена с наклоном к горизонтали 45-50° в сторону камеры дожигания, при этом газоотвод дополнительно оборудован камерой охлаждения, размещенной над пылеосадительной камерой, оснащенной конвективными поверхностями теплообмена и соединенной с неохлаждаемым газоходом газоочистки с помощью гибкого компенсатора тепловых расширений.

В отдельных случаях изготовления заявляемый газоотвод может характеризоваться тем, что:

- камера дожигания оборудована противовзрывным клапаном, выполненным в виде свободнолежащей крышки, размещенной на своде камеры дожигания в направляющих с устройством ограничения ее перемещения;

- свод камеры охлаждения оборудован съемной крышкой с конвективными поверхностями теплообмена, выполненными в виде охлаждаемых ширм, закрепленных на съемной крышке.

При использовании заявляемого объекта обеспечивается достижение технического результата, заключающегося в упрощении конструкции, повышении надежности и долговечности работы, упрощении обслуживания и снижении трудоемкости при удалении шлакометаллических отложений и пыли, а также в повышении эффективности охлаждения отходящих от электродуговой печи газов без использования дополнительных внешних средств охлаждения.

Между совокупностью существенных признаков заявляемого объекта и достигаемым техническим результатом существует такая причинно-следственная связь.

Установка нижней части приемного патрубка с наклоном к горизонтали 45-50° от сводового патрубка в сторону камеры дожигания позволяет конструктивно просто обеспечить выполнение приемного патрубка расширяющимся в сторону камеры дожигания с углом раскрытия 45-50°, а также свободное стекание жидкого шлака и соскальзывание охлажденной корочки после каждой плавки с охлаждаемой поверхности приемного патрубка в пылеосадительную камеру и последующее механизированное удаление шлакометаллических отложений при плановых остановках печи вместе с осевшей пылью. Выполнение приемного патрубка расширяющимся в сторону камеры дожигания (с углом раскрытия 45-50°) обеспечивает гарантированный прием всего объема газов, которые выходят из сводового патрубка потоком с углом раскрытия 30° без изменения его траектории и скорости на срезе приемного патрубка, а также обеспечивает подсос через зазор необходимого количества атмосферного воздуха для дожигания СО, содержащегося в отходящих газах.

Установка приемного патрубка с наклоном его нижней части в сторону камеры дожигания менее 45° нецелесообразна, так как такой угол будет меньшим, чем угол естественного откоса и трения, и не позволит гарантировать свободное соскальзывание шлакометаллических отложений по наклонной поверхности приемного патрубка в пылеосадительную камеру.

Установка приемного патрубка с наклоном его нижней части в сторону камеры дожигания, большим 50°, нецелесообразна, так как, с одной стороны, при неизменных габаритах камеры дожигания, обусловит необходимость уменьшения ее полезного объема или уменьшения габаритов приемного патрубка, а с другой стороны, обусловит увеличение габаритов камеры и, соответственно, ее металлоемкость, что в целом не позволит обеспечить нормальный режим работы газоотвода, повышение надежности и долговечности работы, а также повышение эффективности охлаждения отходящих от электродуговой печи газов.

Дополнительное оборудование заявляемого газоотвода камерой охлаждения, размещение камеры охлаждения над пылеосадительной камерой и оснащение камеры охлаждения конвективными поверхностями теплообмена вместе с использованием заявляемого приемного патрубка позволяет конструктивно просто обеспечить движение газов нисходящим потоком от приемного патрубка по камере дожигания в пылеосадительную камеру, горизонтальным потоком по пылеосадительной камере и восходящим потоком по камере охлаждения для эффективного протекания тепломассообменных процессов охлаждения отходящих от печи газов и осаждение шлакометаллических отложений и пыли. Кроме того, такое оборудования способствует упрощению конструкции, повышению надежности и долговечности работы заявляемого газоотвода, упрощению обслуживания и снижению трудоемкости при удалении шлакометаллических отложений и пыли на рабочей площадке обслуживания печи.

Соединение камеры охлаждения с неохлаждаемым газоходом газоочистки с помощью гибкого компенсатора тепловых расширений позволяет обеспечить предотвращение разрушения конструкций заявляемого газоотвода при тепловых расширениях и взаимном перемещении конструкций, что, в свою очередь, обеспечивает упрощение конструкции, повышение надежности и долговечности работы заявляемого газоотвода.

Оборудование камеры дожигания противовзрывным клапаном, выполненным в виде свободнолежащей крышки, размещенной на своде камеры дожигания в направляющих с устройством ограничения ее перемещения, позволяет предотвратить разрушение конструкций заявляемого газоотвода при взрывах смеси СО с воздухом в пределах камеры дожигания. Такое оборудование повышает надежность и долговечность работы заявляемого газоотвода.

Оборудование свода камеры охлаждения съемной крышкой с конвективными поверхностями теплообмена, выполненными в виде водоохлаждаемых ширм, закрепленных на съемной крышке, позволяет конструктивно объединить крышку и водоохлаждаемые ширмы в один элемент, при подъеме крышки с закрепленными на ней водоохлаждаемыми ширмами конструктивно просто без дополнительных операций обеспечить доступ к конвективным поверхностям камеры охлаждения, в пылеосадительную камеру и в камеру дожигания, а также проводить техническое обслуживание и ремонт водоохлаждаемых ширм. Использование водоохлаждаемых ширм в качестве конвективных поверхностей теплообмена позволяет упростить конструкцию и обеспечить наиболее эффективное охлаждение газов, отходящих от электродуговой печи без использования дополнительных внешних средств охлаждения. Кроме того, такое оборудования способствует упрощению обслуживания заявляемого газоотвода.

Сущность заявляемого изобретения поясняется графическим материалом, на котором схематично изображен общий вид газоотвода электродуговой печи.

На чертеже проставлены следующие обозначения:

1 - электродуговая печь;

2 - сводовый патрубок;

3 - приемный патрубок;

4 - камера дожигания;

5 - пылеосадительная камера;

6 - камера охлаждения;

7 - водоохлаждаемые ширмы;

8 - крышка камеры дожигания;

9 - направляющие с устройством ограничения перемещения крышки камеры дожигания;

10 - крышка камеры охлаждения;

11 - компенсатор тепловых расширений;

12 - неохлаждаемый газоход газоочистки;

α - угол наклона нижней части приемного патрубка.

Заявляемый газоотвод предназначен для отвода газов, отходящих из электродуговой печи 1, которая оборудована сводовым патрубком 2. В конкретном примере выполнения заявляемый газоотвод содержит приемный патрубок 3, сопряженный с заданным зазором со сводовым патрубком 2 электродуговой печи 1, вертикальную камеру дожигания 4, пылеосадительную камеру 5, расположенную под камерой дожигания 4, и камеру охлаждения 6, расположенную над пылеосадительной камерой 5. Камера охлаждения 6 оснащена водоохлаждаемыми ширмами 7, которые закреплены на съемной крышке 10, размещенной на своде камеры охлаждения 6. Камера охлаждения 6 соединена с помощью гибкого компенсатора тепловых расширений 11 с неохлаждаемым газоходом 12 для направления газов к газоочистке. Приемный патрубок 3 выполнен с площадью поперечного сечения на входе, превышающей, например, в 1,1 раза площадь поперечного сечения сводового патрубка 2 электродуговой печи 1, и сопряжен с заданным зазором со сводовым патрубком 2 электродуговой печи 1. Приемный патрубок 3 выполнен таким, что его нижняя часть установлена с углом наклона к горизонтали, например 45°, в сторону камеры дожигания 4, при этом сводовый патрубок 2 (в конкретном примере выполнения) оборудован горизонтальным участком для сопряжения с заданным зазором с приемным патрубком 3. Камера дожигания 4 оборудована противовзрывным клапаном, выполненным в виде свободнолежащей крышки 8, размещенной на своде камеры дожигания 4 в направляющих 9 с устройством ограничения ее перемещения и уплотненной огнеупорной массой (на чертеже не показана).

Во время плавки электродуговая печь 1 устанавливается в вертикальное положение, при этом остается зазор, например 100 мм, между горизонтальным участком сводового патрубка 2 и приемным патрубком 3 для обеспечения подсасывания атмосферного воздуха, который необходим для дожигания монооксида углерода, содержащегося в газах, отходящих от электродуговой печи 1. Отходящие газы, содержащие частички металла и шлака в жидком и пластичном состоянии, поступают разбавленными атмосферным воздухом, который засасывается через зазор, в приемный патрубок 3. При этом происходит первичное охлаждение газов, а часть мелких частичек металла и шлака застывает на наклонной охлаждаемой поверхности приемного патрубка 3 в виде корки шлакометаллических отложений и соскальзывает вниз в пылеосадительную камеру 5. Далее из приемного патрубка 3 газовоздушная смесь поступает в камеру дожигания 4, где происходит дожигание монооксида углерода. Из камеры дожигания 4 газы нисходящим потоком поступают в пылеосадительную камеру 5, где при изменении направления и сечения потока газов происходит осаждение частичек металла и шлака. Далее при изменении направления и сечения потока газы восходящим потоком поступают в камеру охлаждения 6, где происходит окончательное охлаждение газов за счет теплоотдачи от газа к расположенным в ней водоохлаждаемым ширмам 7, которые закреплены на крышке 10 камеры охлаждения 6. Затем при изменении направления и сечения потока газы поступают в неохлаждаемый газоход 12 газоочистки (на чертежах не показана) через гибкий компенсатор тепловых расширений 11, предотвращающий разрушение конструкций при взрывах, тепловых расширениях и взаимных перемещениях в заявляемом газоотводе и газоходе 12 газоочистки.

В случае взрыва в камере дожигания 4 взрывная волна воздействует на крышку 8, которая свободно поднимается по вертикальным направляющим 9, оборудованным устройством ограничения перемещения крышки 8. При этом через резко увеличившийся до расчетной величины зазор между крышкой 8 и сводом камеры дожигания 4 эффективно осуществляется сброс давления в газоотводе, без превышения допустимой расчетной величины. После сброса давления крышка 8 взаимодействует с установленными на направляющих 9 устройствами ограничения ее перемещения, например отбойниками, которые ограничивают ее перемещение и амортизируют остановку крышки в верхнем положении. Из верхнего положения крышка 8 под действием своего веса опускается по вертикальным направляющим 9 вниз и садится в рабочее положение на своде камеры дожигания 4.

После окончания плавки поступление горячих газов из электродуговой печи 1 через сводовый патрубок 2 прекращается. В приемный патрубок 3 за счет разряжения, создаваемого системой газоочистки (на чертеже не показана), засасывается холодный атмосферный воздух. Шлакометаллическая корка за счет охлаждения отсасываемым атмосферным воздухом и передачи тепла охлаждаемой стенке приемного патрубка 3 быстро застывает. При этом шлакометаллическая корка под влиянием термического напряжения сжимается, растрескивается, отделяется от поверхности приемного патрубка 3 и соскальзывает по его наклонной поверхности в сторону камеры дожигания 4 и опускается в пылеосадительную камеру 5. При этом необходимость в ручной очистке приемного патрубка 3 отпадает.

Для проведения технического обслуживания, ремонта, очистки внутренних поверхностей приемного патрубка 3, камеры дожигания 4, пылеосадительной камеры 5, камеры охлаждения 6, а также для осмотра, ремонта или замены водоохлаждаемых ширм 7 поднимается крышка 10 с закрепленными на ней водоохлаждаемыми ширмами 7.

1. Газоотвод электродуговой печи, используемый для отвода газов в газоход газоочистки, содержащий камеру дожигания, пылеосадительную камеру и приемный патрубок, выполненный с входным сечением, большим, чем сечение сводового патрубка электродуговой печи, соединенный с камерой дожигания и сопряженный с заданным зазором со сводовым патрубком электродуговой печи, отличающийся тем, что нижняя часть приемного патрубка установлена с наклоном к горизонтали 45-50° в сторону камеры дожигания, при этом газоотвод дополнительно оборудован камерой охлаждения, размещенной над пылеосадительной камерой, оснащенной конвективными поверхностями теплообмена и соединенной с неохлаждаемым газоходом газоочистки с помощью гибкого компенсатора тепловых расширений.

2. Газоотвод по п.1, отличающийся тем, что камера дожигания оборудована противовзрывным клапаном, выполненным в виде свободнолежащей крышки, размещенной на своде камеры дожигания в направляющих с устройством ограничения ее перемещения.

3. Газоотвод по п.1 или 2, отличающийся тем, что свод камеры охлаждения оборудован съемной крышкой с конвективными поверхностями теплообмена, выполненными в виде водоохлаждаемых ширм, закрепленных на съемной крышке.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу и системе для извлечения тепла из отходящих газов из печи, работающей на ископаемых топливах. Способ включает прием потока отходящих газов в воздухоподогреватель, вычисление массового расхода кислотного материала, проходящего в отходящих газах, массового расхода щелочных частиц, нагнетаемых в поток отходящих газов для нейтрализации кислотного материала, нагнетание щелочных частиц с распределением размеров частиц при вычисленном массовом расходе в поток отходящих газов выше по потоку от воздухоподогревателя, вычисление степени скопления макрочастиц отходящих газов, регулирование по меньшей мере одного из массового расхода, при котором щелочные частицы нагнетаются в отходящие газы, и распределение размеров щелочных частиц, нагнетаемых в отходящие газы, так чтобы при падении давления, большем заранее определенного порога, нагнетался относительно больший процент крупных частиц для контактирования с теплообменными элементами и прилипания к ним большего числа щелочных частиц, нейтрализующих кислотный материал, конденсирующийся на этих элементах, а при падении давления, меньшем заранее определенного порога, нагнетался относительно малый процент крупных частиц.

Изобретение относится к обжигу кусковых материалов в шахтных печах. Шахтная печь для осуществления способа согласно изобретению содержит зону обжига по меньшей мере с одним копьем горелки, а также устройство для добавления средства для сокращения содержания NOx, образующегося в процессе производства.

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к устройствам для утилизации тепла отходящих дымовых газов технологических агрегатов, и может быть использовано для нагревательных печей прокатных станов, дуговых сталеплавильных печей и газоотводов конвертеров.

Установка содержит вращающуюся печь (1), циклонный подогреватель (2), в который поступают дымовые газы из вращающейся печи, охладитель (4) клинкера, расположенный на выходе из вращающейся печи (1) и по меньшей мере один теплообменник (9).

Изобретение относится к способу и установке для получения цементного клинкера. Установка содержит циклонный подогреватель (3, 3а), реактор (4) предварительного обжига, вращающуюся печь (1), клинкерный охладитель (5).

Изобретение относится к способу и установке для получения цементного клинкера. Установка содержит циклонный подогреватель, реактор предварительного обжига, вращающуюся печь и клинкерный охладитель.

Изобретение относится к устройству для очистки технологического газа для установки (1) восстановительной плавки для получения чугуна, содержащей восстановительный реактор (3) и плавильный газогенератор (4).

Изобретение относится к области металлургического производства, в частности к системам для улавливания неорганизованных выбросов от металлургических агрегатов, например от электродуговых печей.

Группа изобретений относится к металлургии, в частности к устройству и способу технологической обработки отходящих паропылегазовых потоков дуговой сталеплавильной электропечи.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к особенностям конструкции узла электрододержателя, который может быть использован в электрической печи. .
Изобретение относится к металлургии, а именно к получению титановых шлаков при плавке и восстановлении титансодержащего сырья в рудно-термических печах, в частности к способам очистки отходящих газов, образующихся в процессе плавки.

Изобретение относится к области металлургического производства, в частности к системам для улавливания неорганизованных выбросов от металлургических агрегатов, например от электродуговых печей.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам выплавки стали в электропечах с погруженными в шлаковый расплав расходуемыми графитовыми электродами при непрерывной подаче металлизованных окатышей в шлаковый расплав одновременно с углеродсодержащим материалом, газом через осевое отверстие в электроде.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к уплотняющему кольцевому устройству для электродуговой печи. .

Изобретение относится к области металлургии, в частности к уплотняющим кольцевым устройствам для электродуговой печи. .

Изобретение относится к области металлургии, а именно к конструкции подовых электродов дуговой печи или агрегата ковш-печь постоянного тока. .

Изобретение относится к области металлургического производства, в частности к системам для улавливания неорганизованных выбросов от металлургических агрегатов, например, от электродуговых печей.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к нажимному устройству электродной колонны рудовосстановительной электропечи для производства ферросплавов.

Изобретение относится к области металлургии, в частности к элементам конструкции газоотводящего оборудования открытой рудовосстановительной печи для производства, преимущественно, кристаллического кремния и ферросилиция. Зонт состоит из крышки, стен корпуса меньшего диаметра и подвижного экрана большего диаметра, выполненных в виде цилиндра. На крышке выполнены отверстия под токоподводы и труботечки. В боковых стенах корпуса зонта установлены заборные окна газоходов, расположенные тангенциально, и патрубки подачи леточных газов. Подвижный экран установлен с перекрытием зазора между фланцем печи и стенами корпуса зонта. Заборные окна газоходов выполнены прямоугольного сечения с отношением сторон 1:2÷1:5, расположены тангенциально и повернуты относительно друг друга на 180° или на 120°. Изобретение позволяет обеспечить эффективный отвод газов, снизить объем газоотвода в два раза, предотвратить выбросы газов из-под зонта в цех, за счет снижения рабочего разрежения снизить эксплуатационные энергетические затраты, снизить скорость отводимого газового потока в газоходах и абразивные нагрузки на конструктивные элементы газоочистного оборудования. 4 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх