ПОДОГРЕВАТЕЛЬ СКРАПА ДЫМОВЫМИ ГАЗАМИ ЭЛЕКТРОДУГОВЫХ СТАЛЕПЛАВИЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ
STEEL FURNACE ELECTRIC-ARC FLUE GAS SCRAP HEATER

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.