Газовідвідний тракт конвертера

Винахід стосується металургійної теплотехніки, а саме киснево-конвертерного виробництва сталі, і може бути використаним для організації відведення конвертерного газу та утилізації тепла продуктів його горіння. Відомий газовідвідний тракт конвертера, що працює з повним горінням конвертерного газу і частковою утилізацією тепла продуктів його горіння (Старк С.Б. Газоочистные аппараты и установки в металлургическом производстве - М.: Ме таллургия, 1990. -С.290-293). Такий газовідвідний тракт конвертера має ряд недоліків. Котел-утилізатор працює у тяжких умовах, зв'язаних з циклічністю виходу конвертерних газів, їх високою температурою і великою запиленістю. Циклічний характер виходу конвертерних газів обумовлює і циклічний характер вироблення пара, що відбувається в основному підчас виходу окису вуглецю, що складає приблизно половину всього періоду плавки. З метою нормалізації роботи котла-утилізатора в другий напівперіод плавки, коли практично не має конвертерного газу, котел доопалюють коксовим або природним газом, підтримуючи вироблення пари на рівні 15-25% від максимальної. Наявність зазначеної циклічності призводить до додаткової витрати палива, важкої роботи котла-утилізатора, а також лише до часткового використання фізичного тепла конвертерного газу. Як прототип прийнято газовідвідний тракт конвертера, що містить розташовані послідовно і з'єднані ділянками газоходу тепловий акумулятор, виконаний у вигляді насадки з вогнетривкого матеріалу, газоочисник, димосос і димову трубу, що має розташовану між тепловим акумулятором газоочисну камеру для нагрівання брухту, а насадку теплового акумулятора виконано складеною по довжині з двох частин, при цьому загальна для них розділова порожнина утворена відкритими торцями частин насадки та бічною поверхнею газоходу і зв'язана з ділянкою газоходу, розташованою на виході з теплового акумулятора, крім того, довжина ділянки насадки теплового акумулятора з боку конвертера складає 0,2-0,5 довжини теплового акумулятора (А. с. СРСР №1171532 А, З21С5/38, 5/40, Бюл. №29, 1985р.). Недоліками прототипу є: обмеженість утилізації тепла конвертерного газу, у зв'язку з тим, що газовідвідний тракт конвертера не забезпечує утилізацію хімічної теплоти продуктів горіння конвертерного газу, а лише частково утилізує його фізичну теплоту, угар металу, у зв'язку з застосуванням повітря і конвертерного газу для нагрівання брухту не може забезпечити безокисне нагрівання, а також газовідвідний тракт жорстко зв'язано з ритмом роботи конвертера. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення газовідвідного тракту конвертера, за рахунок введення камери горіння конвертерного газу, обвідного газоходу, др угого теплового акумулятора, а також систем підведення азоту. Такий газовідвідний тракт конвертера буде забезпечувати утилізацію теплоти продуктів горіння конвертерних газів, безокисне нагрівання брухту, а також незалежну роботу тракту від технологічного процесу. Вирішення задачі досягається тим, що газовідвідний тракт конвертера, який містить розташовані послідовно і з'єднані ділянками газоходу тепловий акумулятор, виконаний у вигляді насадки з вогнетривкого матеріалу, камеру для нагрівання брухту, газоочисник, димосос і димову тр убу, додатково містить камеру горіння конвертерного газу, розташовану між конвертером і тепловим акумулятором, перед входом у яку установлено решітку з вогнетривкого матеріалу для грубого очищення конвертерного газу, обвідний газохід з відсічним клапаном, що з'єднує камеру горіння конвертерного газу з загальним газоходом, і другий тепловий акумулятор, з'єднаний додатковою ділянкою газоходу, крім того, кожен тепловий акумулятор має систему підведення азоту з відсічними клапанами, і також містить відсічні клапани на вході та виході, а камеру для нагрівання брухту, з'єднано додатковою ділянкою газоходу з тепловими акумуляторами. За наявними в авторів відомостями сукупність ознак, що заявляється, невідома з рівня техніки. Отже, винахід, що заявляється відповідає критерію "новизна". Використання камери для горіння конвертерного газу, забезпечує повне спалювання газу, який вийшов з конвертера та пройшов грубе очищення через решітку з вогнетривкої цегли, що розширює можливість для більш повної утилізації конвертерного газу. Отримані високотемпературні продукти горіння конвертерного газу проходять через тепловий акумулятор, що може бути розташований удалині від конвертера, для розігріву насадки, і залишають її з відносно низькоютемпературою. Після цього в тепловому акумуляторі нагрівають азот до високих температур і спрямовують у камеру для нагрівання брухту, де він віддає своє тепло брухту, забезпечуючи безокисне нагрівання. Камера для нагрівання брухту розташовано окремо від конвертера, з'єднано ділянками газоходу з двома тепловими акумуляторами і працює незалежно від циклічного характеру ви ходу конвертерного газу. Крім того, газовідвідний тракт працює також незалежно від технологічного процесу, наприклад, при відсутності брухту у камері, продукти горіння конвертерного газу можуть або спрямовувати в обвідний газохід, а потім надходити на газоочисник, або у другий тепловий акумулятор, щоб там накопичувати їхнє тепло, якщо у першого теплового акумулятора насадка вже досить розігрілася і не треба її гріти надалі. Період нагрівання насадки теплового акумулятора продуктами горіння конвертерного газу відповідає періоду продувки конвертера, а період охолодження насадки, тобто нагрівання азоту, а також нагрівання брухту в камері, його транспортування до конвертера і завантаження чергової порції брухту у камеру відповідає міжпродувочному періоду роботи конвертера. Сутність винаходу, що заявляється, не випливає явно з відомого авторам рівня техніки. Сукупність ознак, що характеризують відомі рішення, не забезпечують досягнення нових властивостей і лише наявність відзначених ознак рішення, що заявляється, дозволяє одержати новий технічний результат. Отже, винахід, що заявляється відповідає критерію "винахідницький рівень". Винахід пояснюється схемою газовідвідного тракту конвертера. На схемі зображено конвертер 1 і газовідвідний тракт, який виконано у вигляді розташованих послідовно кесона 2, решітки для уловлювання пилу 3, камери для горіння конвертерного газу 4, обвідного газоходу 5 з відсічним клапаном 6, двох теплових акумуляторів 7, з'єднаних ділянкою газоходу 8, обладнаних відсічними клапанами 9, 10, 11, 12, з вогнетривкими насадками 13, камери для нагрівання брухту 14, загального газоходу 15, газоочисника 16, димососа 17, димової труби 18. Газовідвідний тракт конвертера працює в такий спосіб. У період продувки конвертерний газ виходить з конвертера 1 з температурою 1600-1700°С і, проходячи через кесон 2, йде крізь решітку 3, де відбувається грубе очищення від пилу, після чого надходить у камеру для горіння конвертерного газу 4. Конвертерний газ у цій камері (у залежності від періоду плавки) допалюють і розбавляють повітрям, а його продукти горіння спрямовують у перший тепловий акумулятор 7, при цьому їхня температура не повинна складати більш ніж 1800°С. У тепловому акумуляторі 7 відсічні клапани 9, 10 відкрито, а відсічні клапани 11, 12 закрито, продукти горіння віддають тепло вогнетривкої насадці 13, при цьому їхня температура на виході з теплового акумулятора 7 складає 300 -600°С (у залежності від періоду плавки), після чого надходять у загальний газохід 15, на газоочисник 16, і за допомогою димососа 17 і димової труби 18 їх викидають в атмосферу. У період нагрівання брухту в тепловому акумуляторі відсічні клапани 9, 10 закрито, а відсічні клапани 11, 12 відкрито, азот проходить через вогнетривку насадку 13 і нагрівається до 1300 - 1500°С, після цього він надходить у камеру для нагрівання брухту 14, де віддає своє тепло брухту, нагріваючи його до температури 600 - 900°С (у залежності від маси брухту в камері нагрівання), при цьому сам охолоджується до температури 200 - 400°С. Середня температура брухту у камері нагрівання 14 може складати 700 - 800°С і більш. Після камери нагрівання брухту 14 азот спрямовують у загальний газохід 15, на газоочисник 16, і за допомогою димососа 17 і димової труби 18 викидають в атмосферу. Брухт транспортують до конвертера 1, а завантаження чергової порції в камеру 14 відбуваються відразу ж після вивантаження з камери порції нагрітого брухту, необхідного для однієї конвертерної плавки. Ці операції доцільно робити наприкінці азотного періоду. Безперебійну роботу системи забезпечує другий тепловий акумулятор 7 або обвідний газохід 5 з відсічним клапаном 6, що буде включатися в безгазовий період конверторної плавки. Винахід, що заявляється, ґрунтується на розрахунках виконаних для конвертера ємністю 100 тон, з середнім виходом конвертерного газу 400-450м 3/хв. Порівняння техніко-економічних показників роботи такого газовідвідного тракту конвертера з показниками, що заявляються показало, що забезпечується повна утилізація конвертерного газу, низька температура продуктів горіння конвертерного газу, які йдуть на газоочисник, а також при нагріванні брухту азотом до 600-900°С досягається безокисне нагрівання, тобто знижується угар металу у камері нагрівання брухту. Крім того, газовідвідний тракт конвертера, що заявляється, може забезпечувати збільшення частки брухту в металошихті конвертера до 40-50% і, відповідно, знижувати частку чавун у, що призводить до зменшення собівартості виплавленої сталі на 10-20% у залежності від співвідношення цін на брухт і чавун. Запропонована схема газовідвідного тракту конвертера - універсальна, тому що забезпечує незалежну роботу тракту від ритму роботи конвертера. Винахід, що заявляється, може бути багаторазово відтворений у виробництві для забезпечення повної утилізації теплоти конвертерних газів, безокисного нагрівання брухту, незалежної роботи теплового акумулятора і камери для підігріву брухту від те хнологічного процесу, а також безупинного вироблення пари в промисловому котлі, що працює незалежно від газоочисника. Отже, він відповідає критерію "промислова застосовність".