Спосіб видалення пилогазової фази з плавильного агрегату і пристрій для його здійснення

1. Спосіб видалення пилогазової фази з плавильного агрегату, що включає створення розрі C2 2 (19) 1 3 83990 нціально до неї патрубком газовідсмоктування, причому діаметр вертикальної камери газоходу в 1,4-1,5 рази більший від діаметра отвору для евакуації газів у зводі печі. Недоліком способу є низька ефективність коагуляції часток матеріалів, що виносяться, оскільки пилогазовий потік має переважно однобічну спрямованість, і частки зіштовхуються між собою в незначному ступені. Ефективність таких зіткнень з погляду коагуляції невисока через малу взаємну швидкість зіткнень, викликаною переважно однобічною спрямованістю векторів швидкостей часток пилогазового потоку. Відсутність ефективної коагуляції приводить до значного виносу легких часток матеріалів із плавильного агрегату в систему газоочищення. Тому ступінь утилізації матеріалів мала, утрати їх, особливо в інтенсивно працюючих дугови х печах високої потужності, суттєві, а ефективність роботи плавильного агрегату - низька. У пристрої в силу його конструктивних особливостей: циліндрична камера і тангенціально розташований патрубок - не відбувається зіткнення пилогазових потоків із протилежним напрямком обертання, що не забезпечує ефективної коагуляції часток матеріалів, що виносяться. Збільшення діаметра вертикальної циліндричної камери газоходу в 1,4-1,5 рази щодо діаметра отвору для евакуації газів у зводі плавильного агрегату приводить до відкладення часток пилогазового потоку на внутрішній поверхні нижньої частини газоходу і зменшенню прохідного перерізу ("заростанню") отвору. При незмінній продуктивності системи газовідсмоктування це веде до підвищення швидкості потоку пилогазової фази, що в умовах неефективної коагуляції збільшує винос матеріалів і знижує ефективність роботи плавильного агрегату. Найбільш близьким до винаходу по технічній суті й істотних ознаках є спосіб евакуації пилогазової фази і рухливий газохід для його здійснення в дуговій сталеплавильній печі [Тищенко П.И., Ковалева З.Г., Орлов A.A. Тепло- и массообмен в подвижном газоходе дуговой электропечи. Сб. трудов 6-й Всесоюзной конф. по современным проблемам электрометаллургии стали. Челябинск.-1987г., с.169]. Суттєвими ознаками найближчого аналога є створення розрідження і закручення пилогазового потоку у вертикальній камері за рахунок відсмоктування через тангенціально розташований до неї патрубок. В основу пропонованого винаходу поставлена задача удосконалення способу видалення пилогазової фази з плавильного агрегату і пристрою для його здійснення, у яких за рахунок зміни технологічних і конструктивних особливостей забезпечується більш повна коагуляція матеріалів, що виносяться з робочого простору в потоці пилогазової фази, і їх утилізація шляхом повернення коагулянту в плавильний агрегат. Рішення цієї задачі дозволяє знизити втрати матеріалів у процесі плавки і тим самим підвищити ефективність роботи плавильного агрегату. Рішення поставленої задачі досягається тим, що в способі видалення пилогазової фази з плавильного агрегату, що включає створення розрі 4 дження і закручення потоку пилогазової фази, відповідно до винаходу, закручення пилогазової фази роблять у протилежних напрямках при взаємному перетинанні бічних поверхонь двох обертових потоків. У пристрої для видалення пилогазової фази з плавильного агрегату, що складає з вертикальної циліндричної камери і патрубка, розташованого тангенціально до камери, відповідно до винаходу, циліндрична камера має в горизонтальному перерізі форму двох сполучених окружностей однакового діаметра, а патрубок установлений тангенціально до обох окружностей, що формують горизонтальний переріз камери, і перпендикулярно до подовжньої осі цього перерізу. Доцільно, щоб відношення довжини подовжньої осі горизонтального перерізу камери до діаметра утворюючи х його окружностей знаходилося в межах 1,7-2,1. Доцільно, щоб відношення висоти вертикальної циліндричної камери до діаметра утворюючих її горизонтальний перетин окружностей складало 1,9-4,5. Закручення пилогазової фази, що здійснюють в протилежних напрямках при взаємному перетинанні бічних поверхонь двох обертових потоків, шляхом газовідсмоктування через загальний патрубок, установлений тангенціально до обох окружностей, що формують горизонтальний переріз вертикальної камери, забезпечує ефективн у коагуляцію часток матеріалів, що виносяться з плавильного агрегату. Коагуляція відбувається в осьовій зоні вертикальної камери шляхом зіткнення часток матеріалів в умовах їхнього зустрічного руху в протилежно спрямованих обертових пилогазових потоках, сформованих у гантелеподібному перерізі камери. Швидкість часток матеріалів, що коагулюють, різко зменшується внаслідок взаємних зіткнень часток при переважно зустрічному напрямку векторів швидкості їхнього руху, і коагулянт повертається в плавильний агрегат шляхом вільного падіння через отвір у зводі, підвищуючи ступінь утилізації матеріалів, що виносяться з робочого простору в потоці пилогазової фази. Пристрій для реалізації пропонованого способу пояснюється кресленням. На Фіг.1 представлений вигляд зверху на звід дугової сталеплавильної печі з пропонованим пристроєм, на Фіг.2 - розріз АА по Фіг.1. Пристрій складається з вертикальної циліндричної камери 1, що має в горизонтальному перерізі форму двох сполучених окружностей однакового діаметра b, і патрубка 2, розташованого тангенціально до обох окружностей, що формують горизонтальний переріз камери, перпендикулярно подовжньої осі цього перерізу. Циліндрична камера 1 встановлена в отвір 3 у листі екрана 4 панелі 5 зводу плавильного агрегату. Панель 5 являє собою газопроникну водоохолоджувальну спіраль, навиту в площині зводу. Відношення довжини подовжньої осі горизонтального перерізу камери до діаметра утворюючих його окружностей а/b складає 1,7-2,1, а відношення висоти циліндричної камери до діаметра утворюючих окружностей h/b складає 1,9-4,5. 5 83990 Спосіб видалення пилогазової фази з плавильного агрегату здійснюють за допомогою пристрою наступним чином. У патрубку 2, з'єднаному з вертикальною циліндричною камерою 1, створюють розрідження за допомогою вентилятора системи газовідсмоктування. Пилогазовий потік із плавильного агрегату через панель 5 і отвір 3 у листі зводу 4 надходить у камеру 1, що має в горизонтальному перерізі форму гантелі. Під впливом розрідження і закручення потоку за рахунок розташування патрубка 2 тангенціально до обох окружностей, що формують горизонтальний переріз камери, формуються два потоки пилогазової фази, що обертаються в протилежних напрямках. Закручення пилогазової фази, здійснене в протилежних напрямках при взаємному перетинанні бічних поверхонь двох обертових потоків, забезпечує ефективн у коагуляцію часток матеріалів, що виносяться з плавильного агрегату. Швидкість часток матеріалів, що коагулюють, різко зменшується внаслідок зіткнення часток при переважно зустрічному напрямку векторів швидкості їхнього руху, і коагулянт повертається в плавильний агрегат шляхом вільного падіння через отвір у зводі. При відношенні подовжньої осі горизонтального перерізу камери 1 до діаметра утворюючих його окружностей (а/b) менш 1,7 стійкість двох потоків пилогазової фази різко знижується, і вони вироджуються в один потік. При цьому відповідно зменшується ступінь коагуляції й утилізації матеріалів, що виносяться газовим потоком. При відношенні а/b більше 2,1 обидва потоки практично перестають стикатися бічними поверхнями і взаємодіяти. При цьому також різко знижується ступінь коагуляції й утилізації матеріалів, що виносяться газовим потоком. При співвідношенні висоти камери 1 до діаметра утворюючих її горизонтальний переріз окружностей (h/b) менше 1,9 ступінь закручення потоків пилогазової фази різко знижується, і вони вироджуються в потоки без закручення. При цьому відповідно зменшується ступінь коагуляції й утилізації матеріалів, що виносяться газовим потоком. При співвідношенні h/b більше 4,5 ступінь закручення потоків пилогазової фази не змінюється, а висота і металоємність пристрою зростають без збільшення ефективності його роботи. Спосіб видалення пилогазової фази з плавильного агрегату і пристрій для його здійснення випробувані при різних параметрах пристрою, що заявляються, а/b; h/b , а також у порівнянні з найближчим аналогом на холодній моделі дугової 6 сталеплавильної печі ДСП-100, виконаної в лінійному масштабі 1:10. У експериментах використовували пил із системи газовідсмоктування печі ДСП-100, відібрану перед камерою допалювання. Пил поміщали на поверхню ванни моделі плавильного агрегату одноманітно у всіх експериментах. Інтенсивність газовідсмоктування підтримували на постійному рівні. Ефективність коагуляції й утилізації (К) матеріалів, що виносяться, визначали зі співвідношення: К = (С1-С2)С1, де С1,С2 - концентрація пилу в пилогазовому потоці на зрізі отвору в зводі плавильного агрегату і на зрізі тангенціального патрубка відповідно, г/см 3. Відповідно до визначення, більшому значенню К відповідає більш ефективна робота системи видалення пилогазової фази з плавильного агрегату. Результати випробувань приведені в таблиці. Як видно з таблиці, у експериментах №2-4 і №7-10, у яких параметри а/b і h/b мали пропоновані значення, отримані гарні результати по ступені коагуляції й утилізації матеріалів, що виносяться, (К=0,56...0,82). Експеримент 13, у якому імітувалися умови пиловідсмоктування в прийнятому найближчому аналогу, дав значно більш низький результат (ступінь коагуляції й утилізації матеріалів, що виносяться, К=0,46, тобто менше в 1,22...1,78 разів). Таблиця Результати випробувань пропонованого способу і пристрою для його здійснення № випробувань 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Параметри пристрою a/b 1,6 1,7 2,0 2,1 2,2 1,9 1,9 1,9 1,9 1,9 1,9 1,9 h/b 3,0 3,0 3,0 3,0 3,0 1,8 1,9 3,0 4,0 4,5 4,6 5,5 прототип К, частки одиниці 0,38 0,73 0,79 0,70 0,41 0,30 0,56 0,77 0,80 0,82 0,82 0,80 0,46 7 Комп’ютерна в ерстка Л.Литв иненко 83990 8 Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601