Устройство испарительного охлаждения холодильников горна и лещади доменных печей

 

ОЛ ИСАЙ--И.

<»>494934

Сонзз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 18.03.74 (21) 2011533/22-02 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовао 15 12 81. Бюллетень № 46 (45) Дата опубликования описания 30.12.81 (51)N Кл. С 21 В 7/10

Государственный комитет

СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 669.162. .214,8 (088.8) (72) Авторы лтзобретевия

С. М. Андоньев, Б. Р. Грановский, Л. Д. Голод, Г. А. Кудинов, Г. И. Касьянов, О. В. Филипьев, Ю. И. Целуйко и Е. Е. Лысенко (71) Заявитель Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт по очистке технологических газов, сточных вод и использованию вторичных энергоресурсов предприятий черной металлургии «В Н И И П ИЧерметэнергоочисткаэ (54) УСТРОЙСТВО ИСПАРИТЕЛЪНОГО ОХЛА)КДЕНИЯ

ХОЛОДИЛЬНИКОВ ГОРНА И ЛЕЩАДИ

ДОМЕННЫХ ПЕЧЕЙ

Изобретение может быть использовано в черной металлургии на доменных печах.

Для охлаждения периферии горна и лещади доменных печей применяют техническую воду,или испарительное охлаждение, При целой кладке обе системы работают в части отвода тепла значительно ниже своих возможностей.

В случае разрушения кладки и подхода значительного количества жидкого металла вплотную к,поверхности холодильника при существующем положении прорыв чугуна неизбежен.

Для интенсификации теплообмена известно применение холодильников двумя 15 рядами змеевиков, расположенных в разных плоскостях. Однако наличие вертикально-опускного движения, а также образование слоя накипи на внутренней поверхности труб не приводило к положительным результатам, а именно слой накипи и шлама значительно снижает теплоотдачу даже при высоких скоростях воды и давления: как бы ни была чиста вода и невелики обычные тепловые нагрузки, в трубках неизбежно происходит накопление накипи и осадков ввиду долговременности работы холодильников. Кроме того, вертикально-опускное движение приводит к образованию паровых пробок в петлях змеевиков при увеличении тепловой нагрузки на холодильник, что является недопустимым, так как резко ухудшает теплоотдачу. Поэтому работающие на технической воде холодильные плиты даже с двумя залитыми змеевиками в разной плоскости качественной картины охлаждения не меняют и не нашли распространения.

В случае применения испарительного охлаждения с естественной циркуляцией значение снимаемого критического теплового .потока значительно возрастает по сравнению с существующим охлаждением технической водой. Однако величина его для снятия теплового потока при подходе больших масс жидкого чугуна недостаточна.

Исследо вания, проведенные в институте, показали, что для снятия высоких тепловых .нагрузок, возникающих при воздействии жидкого чугуна, скорость охлаждающей воды должна составлять 8 — 10 м/с, Осуществить работу холодильников на технической воде с указанными скоростями практически невозможно.

Для предотвращения прорывов металла через боковые стенки горна и лещадн предлагается значительно интенсифицировать охлаждение в период, проникновения

494934

l0

G0 жидкого чугуна на периферию и подхода его к холодильникам.

Этот эффект достигается за счет регулирования интенсивности охлаждения в зависимости от величины теплового потока, воспринимаемого холодильниками горна и лещади, путем создания одновременно работающих двух систем охлаждения: основной, охватывающей всю лечь (в том числе, горн и лещадь) и дополнительной, охватывающей только холодильники горна и лещади.

На фиг. 1 показано размещение холодильников; на фиг. 2 — разрез по высоте печи; на фиг. 3 и 4 — холодильник, разрез; на фиг. 5 — размещение холодильников в горизонтальном сечении печи.

Холодильные плиты горна 1 и лещади 2, 3 имеют охлаждающие змеевики 4, расположенные со стороны рабочего пространства печи (основная система охлаждения), и змеевики 5, расположенные в плоскости со стороны кожуха печи (дополнительная система охлаждения) .

Змеевики 4 и 5 имеют общие опускные коллекторы 6, змеевики 5 — индивидуальные опускные трубы 7.

Основная система имеет подъемные коллекторы 8 (дополнительная — коллекторы

9), барабан — сепаратор 10, водовод 11 технической воды высокого давления, который соединен с помощью запорной арматуры 12 со змеевиками 5 дополнительной системы охлаждения, индивидуальные сливы 1,3 — дополнительной системы.

Работает устройство следующим образом.

В безаварийный период все змеевики холодильников горна и лещади (основная и дополнительная системы охлаждения) работают с испарительным охлаждением, циркуляция естественная. При этом, подьемный коллектор 9 дополнительной системы охлаждения для увеличения полезного напора равномерно подключен ко всем подъемным коллекторам 8 основной системы охлаждения.

Индивидуальные опускные трубы 7 дополнительной системы охлаждения подведены к змеевикам 5 холодильников лещади

3, равномерно чередуясь между собой из всех опускных коллекторов,б.

При повышении тепловой нагрузки в горне и лещади выше допустимых значений, что характеризует подход жидкого чугуна (повышение перепада температур охлаждающей воды в основной системе охлаждения, повышение температуры кожуха и т. д.), дополнительная система охлаждения соединяется с водоводом 11 технической воды высокого давления с помощью запорной арматуры 12 (только в опасной зоне). Вывод технической воды осуществляется через индивидуальные сливы 13.

Для решения ряда конструктивных вопросов (удобства расположения соединительных коммуникаций и др.) в отдельных случаях в дополнительный циркуляционный контур могут быть включены холодильники фурменной зоны.

Для предложенного устройства наиболее целесообразно применить двухколлекторную схему с холодильНиками, имеющими по всей высоте печи два залитых змеевика, расположенных в разных плоскостях.

В связи с этим желательно, чтобы змеевиков, расположенных в холодильниках горна и лещади со стороны печи,и включенных в основную систему охлаждения, было такте два. Для удобства создания схемы циркуляции и контроля работы системы охлаждения каждый из этих змеевиков в зонах выше горна и лещади (заплечики, шахта) подключен к соответствующему циркуляционному контуру (внутреннему или наружному). Поэтому для обеспечения равномерной циркуляции змеевики, расположенные в холодильниках горна и лещади со стороны печи, равномерно подключены к разным опускпым коллекторам.

Таким образом, внедрение предлагаемого устройства позволит создать скорость воды в дополнительной системе охлаждения (в опасной зоне) до 8 — 10 м/сек, что в большинстве случаев снимает тепловой поток от жидкого чугуна; снизить температуру воды в основной системе охлаждения, что увеличит ее недогрев до кипения и соответственно в 1,5 — 2,0 раза величину критического теплового потока; регулировать интенсивность теплообмена в горне и лещади и предотвратить прорывы жидкого чугуна.

Формула изобретения

1. Устройство испарительного охлаждения холодильников горна и лещади доменных печей, содержащее плиты с двумя рядами змеевиков, расположенных в плоскости плит, соединенных в контура циркуляции с опускными и подъемными трубами, отличающееся тем, что, с целью повышения стойкости плит при подходе к ним чугуна, змеевики, расположенные со стороны кожуха печи, приключены к дополнительному контуру циркуляции, соединенному с водоводом технической воды высокого давления.

2. Устройство по п. 1, отл и ч а ю щеес я тем, что опускные трубы дополнительного контура циркуляции выведены из всех опускных коллекторов, а подъемные трубы объединены в коллектор, который включен во все подъемные коллектора.

3. Устройство по п. 1, отл и ч а ю щееся тем, что змеевики, расположенные со стороны печи, равномерно подключены к опускным коллекторам.

494934

Раг. Ф

Ч иб.,з

Редактор О. Юркова

Техред Л. Куклина

Корректор С. Файн

Тып. Харьк. фил. пред сПатент»

3аказ 1632/1203 Изд. № 603 Тираж 694 Подписное

ППО сПоиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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