ГАЗООТВОДЯЩИЙ ТРАКТ КИСЛОРОДНОГО КОНВЕРТЕРА

Полезная модель относится к области черной металлургии, в частности к газоотводящим трактам кислородных конвертеров.
Известен газоотводящий тракт кислородного конвертера, включающий кессон, котел-утилизатор, газоочистку и дымосос (см. Пылеулавливание и очистка газов в черной металлургии. Изд. 2-е, перераб. и доп. Юдашкин М.Я. М.: Металлургия, 1984. 287 с.).
Такой газоотводящий тракт не обеспечивает полного сжигания всех газов в пределах радиационных газоходов котла-утилизатора.
Наиболее близким по технической сущности является газоотводящий тракт кислородного конвертера, включающий укрытие, защитный экран и котел-охладитель (утилизатор) квадратного сечения и сопла для подачи воздуха, соединенные с воздушным трубопроводом. Сопла для подачи дополнительного воздуха установлены или в зазоре между горловиной конвертера и входом в газоотводящий тракт или в начальной части котла-утилизатора. (Бережинский А.И., Циммерман А.Ф. Охлаждение и очистка газов кислородных конвертеров. М., Металлургия, 1983, 62 с., 203-204 с.).
Недостатком этого устройства является то, что дополнительный воздух подается в факел конвертерных газов, симметрично относительно него, не обеспечивая дополнительного перемешивания основного потока подсасываемого атмосферного воздуха с дожигаемым газом. Вследствие чего полное дожигание окиси углерода в пределах котла-утилизатора не обеспечивается. Сопла для подачи дополнительного воздуха расположены поперек потока конвертерных газов в зоне повышенных температур и выбросов шлакометаллической эмульсии из конвертера, поэтому они или сгорают или зашлаковываются снаружи. Кроме того, в качестве источника дополнительного воздуха используются напорные вентиляторы, которые располагаются рядом с конвертером в зоне повышенных температур, запыленности и вибраций. Из-за этого вентиляторы быстро выходят из строя. Замена вентиляторного
воздуха сжатым воздухом невозможна по причине его отсутствия в достаточном количестве в действующих цехах предприятий, а также его высокой стоимости.
Задачей создания полезной модели является снижение количества вредных выбросов в атмосферу за счет интенсификации процесса перемешивания атмосферного воздуха с факелом конвертерных газов, повышение надежности работы оборудования для подачи дополнительного воздуха и сокращение расхода сжатого воздуха.
Поставленная задача достигается тем, что в газоотводящем тракте кислородного конвертера, включающем укрытие, защитный экран, котел-утилизатор и сопла для подачи воздуха, соединенные с воздушным трубопроводом, согласно полезной модели, сопла для подачи воздуха установлены между укрытием конвертера и котлом-утилизатором, расположены равномерно по периметру защитного экрана со смещением относительно центра защитного экрана и выполнены в виде воздушных эжекторов, каждый из которых состоит из разгонного сопла, приемной камеры, смесительной камеры и выходной части, при этом оси сопел для подачи воздуха направлены в сторону оси симметрии котла-утилизатора под углом 20-60° к горизонтальной плоскости. Выходная часть сопла для подачи воздуха выполнена в виде диффузора, а между смесительной камерой и выходной частью сопла для подачи воздуха установлен лопаточный завихритель потока.
Новый технический результат при использовании полезной модели заключается в уменьшении количества окиси углерода, выбрасываемой в атмосферу и повышении надежности работы оборудования газоотводящего тракта конвертера.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что выполнение сопел для подачи воздуха в виде воздушных эжекторов позволяет сократить расход сжатого воздуха за счет засасывания сжатым воздухом атмосферного воздуха, а их установка на переходном участке между укрытием конвертера и котлом-утилизатором, равномерное расположение по периметру
защитного экрана и со смещением относительно центра защитного экрана и направление их под определенными углами к факелу конвертерных газов позволяет дополнительным воздухом (смесью сжатого и атмосферного воздуха), подаваемым из сопел, направить атмосферный воздух, засасываемый дымососом в газоотводящий тракт, в факел конвертерных газов и интенсифицировать перемешивание атмосферного воздуха с конвертерными газами.
Соединение сопел для подачи воздуха с воздушным трубопроводом, который в свою очередь, соединен с источником сжатого воздуха, расположенным вне конвертерного цеха позволяет отказаться от напорных вентиляторов и обеспечивает повышение надежности в работе источника дополнительного воздуха. Равномерное расположение по периметру защитного экрана сопел вне потока раскаленных и запыленных конвертерных газов обеспечивает работу сопел без разрушения и образования настылей на них, а их смещение относительно центра защитного экрана позволяет интенсифицировать перемешивание атмосферного воздуха с факелом конвертерных газов.
Выполнение сопел в виде воздушных эжекторов, каждый из которых состоит из разгонного сопла, приемной камеры, смесительной камеры и выходной части, позволяет при подаче сжатого воздуха в разгонное сопло засосать атмосферный воздух через приемную камеру перемешать сжатый воздух с атмосферным воздухом в смесительной камере, получить в выходной части однородную струю дополнительного воздуха и направить ее в заданном направлении.
В случае если оси сопел для подачи воздуха направлены в сторону оси симметрии котла-утилизатора под углом менее 20° к горизонтальной плоскости, то встречные струи дополнительного воздуха сталкиваются друг с другом, образуя встречное течение к основному потоку и сокращая количество засасываемых газов в газоотводящий тракт. А в случае, если оси сопел для подачи воздуха направлены в сторону оси симметрии котла-утилизатора под углом более 60° к горизонтальной плоскости, то не обеспечивается дополнительного
воздействия на перемешивание атмосферного воздуха с факелом дожигаемых конвертерных газов.
Выполнение выходной части сопла в виде диффузора для подачи воздуха позволяет увеличить количество подсасываемого атмосферного воздуха и тем самым повысить эффективность дожигания отходящих конвертерных газов. Установка лопаточного завихрителя потока между смесительной камерой и выходной частью сопла для подачи воздуха позволяет интенсифицировать перемешивание дополнительного воздуха с атмосферным воздухом и факелом конвертерных газов, тем самым повысить эффективность дожигания отходящих конвертерных газов.
Предлагаемое техническое решение поясняется рисунками, где на фиг.1 изображена схема газоотводящего тракта конвертера; на фиг.2 - схема расположения сопел для подачи дополнительного воздуха относительно конвертера (вид А на фиг.2); на фиг.3 - схема установки сопла в виде воздушного эжектора (разрез А-А на фиг.2); на фиг.4 - схема установки сопла для подачи воздуха с установкой диффузора и лопаточного завихрителя потока.
Газоотводящий тракт кислородного конвертера 1 содержит укрытие 2, защитный (например, квадратной формы) экран 3, котел-утилизатор 4 (например, квадратного сечения), сопла для подачи воздуха 5, соединенные с воздушным трубопроводом 6, установленные между укрытием конвертера 2 и котлом-утилизатором 4 и расположенные равномерно по периметру защитного экрана 3 (со смещением относительно центра и с осью сопла под углом 45° к горизонтальной плоскости), газоочистку 7, дымосос 8 и свечу 9.
Сопла для подачи воздуха 5 выполнены в виде воздушных эжекторов, каждый из которых состоит из разгонного сопла 10, приемной камеры 11, смесительной камеры 12, и выходной части 13, диффузора 14 и лопаточного завихрителя потока 15. Диффузор 14 и лопаточный завихритель потока 15 устанавливаются в том случае, когда есть свободное место вокруг ограждения конвертера 1.
Газоотводящий тракт работает следующим образом.
2
В конвертер 1 заваливают стальной лом, известь и уголь, заливают жидкий чугун. Ставят конвертер 1 в вертикальное положение, включают подачу кислорода в конвертер и производят выплавку стали в конвертере. Выходящие газы из конвертера 1 в виде факела через укрытие 2 поступают под защитный экран 3. Под действием дымососа 8 под укрытие 2 засасывается атмосферный воздух, охватывает кольцевой струей факел конвертерных газов, перемешивается с ним, поступает в котел-утилизатор 4, частично дожигается в нем СО до СО, очищается в газоочистке 7 от дисперсной пыли и через свечу 9 выбрасывается в атмосферу.
После подачи кислорода в конвертер 1 включается подача сжатого воздуха по воздушному трубопроводу 6 на сопла для подачи воздуха 5, выполненных в виде воздушных эжекторов. Сжатый воздух проходит через разгонное сопло 10, засасывает атмосферный воздух через приемную камеру 11, перемешивается с ним в смесительной камере 12 и образует однородный воздушный поток, который дополнительно закручивается лопаточным завих-рителем 15, проходит через диффузор 14 и на выходной части 13 образует воздушную струю. Воздушные струи воздействуют на кольцевую воздушную струю, направляют ее в факел конвертерных газов, которые перемешиваются с воздухом, сгорают в пределах котла-утилизатора 4, очищаются от дисперсной пыли в газоочистке 7 и через свечу 9 выбрасываются в атмосферу.
Применение предлагаемой полезной модели позволяет повысить надежность работы оборудования без его разрушения и образования настылей, сократить расход сжатого воздуха в 3-5 раз и уменьшить количество газообразных вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу.
Заявляемый газоотводящий тракт промышленно применим и используется в сталеплавильном производстве в кислородно-конвертерном цехе.