СИСТЕМА АСПИРАЦИИ ЛИТЕЙНОГО ДВОРА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ
BLAST-FURNACE CASTING BED ASPIRATION SYSTEM

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть использовано при строительстве новых и при капитальных ремонтах и реконструкциях действующих доменных печей, а именно литейных дворов.
Литейные дворы доменных печей являются самыми мощными неорганизованными источниками загрязнения атмосферного воздуха на предприятиях черной металлургии. Все источники выделения загрязнений имеют высокую температуру, поэтому над источниками тепла образуются мощные конвективные потоки воздуха (газа), которые поднимаются в верхнюю зону литейного двора и представляют собой бурый дым (окислы железа), образующийся при контакте кислорода воздуха с расплавом. Проблемы создания эффективных систем аспирации остаются до настоящего времени актуальными.
Известные существующие системы аспирации содержат воздуховоды (газоходы), расположенные под площадкой литейного двора, все оборудование закрыто емкими укрытиями - арочными крышками, футерованными огнеупорами, из под которых производится отсос воздуха (газов), отсосы над главным желобом, скиммером и качающимися желобами, а на газоходах, идущих от отсосов, установлены отключающие клапаны, которые позволяют системе работать в заданном режиме, удалять пыль и газы только от того конца качающего желоба, где идет слив металла и шлака в ковши, очистка аспирационных выбросов производится на горизонтальных электрофильтрах. (Технические решения по повышению эффективности аспирации литейных дворов доменных печей, В.Т. Стефаненко и др. бюллетень «Черная металлургия», №10, 2018, с. 82-86).
Недостатками известных систем аспирации являются:
- применяемые боковые отсосы от места выпуска металла из летки не справляются с удалением пыли и газов, мощная конвективная струя выбросов поднимается по всей длине не укрытой части главного желоба в верхнюю часть литейного двора без очистки;
- боковые отсосы не обеспечивают эффективную аспирацию нагретых пылегазовыделений, из-за несовпадения их с направлением конвективной струи;
- протяженные участки горизонтальных участков воздуховодов способствуют осаждению в них пыли, что снижает скорость всасывания пылегазовыделений, а также приводит к их абразивному износу;
- визуальный контроль за свободным течением металла и шлака затруднен.
Известна аспирационная система литейного двора непрерывного действия для локализации отсоса газов и пыли, образующихся при выпуске чугуна и шлака из доменной печи. Система обеспечивает отсос от леток для выпуска чугуна, включая участок главного желоба, примыкающий к печи, от мест слива чугуна, от укрытий главного желоба в районе скиммера, шлаковых желобов. Для регулировки режима работы в зависимости от выпуска чугуна на те или иные летки в сети воздуховодов установлены дроссель-клапаны. Систему аспирации обеспечивают дымососы, установленные на вытяжной станции (Система аспирации доменного цеха. М.Ю. Суханов, А.Д. Ухов, Ю.И. Косенков, М.А. Скшидло, Металлург, №6, 2005, с. 39-40).
Недостатками данной аспирационной системы являются:
- для обеспечения эффективности улавливания пыли необходимо значительное увеличение мощности и производительности вентилятора;
- визуальный контроль за свободным течением металла и шлака затруднен.
Известен литейный двор доменной печи, содержащий транспортные желоба, качающиеся желоба, скиммеры, аспирационную систему в виде зонтов и боковых отсосов от источников пылегазовыделений и вентиляционные газоходы, размещенные на первом этаже основания литейного двора, вентилятор с автоматическим регулированием производительности в пределах от 300000 до 900000 м3/час в зависимости от фазы выпуска (Патент РФ 2270256, пр. 21.05.2004, Мкл. С21В 7/14, опубл. 20.02.2006 бюл. №5). Известное устройство наиболее близко по технической сущности к предлагаемой системой аспирации литейного двора доменной печи и принято за прототип.
Недостатком данной конструкции аспирационной системы литейного двора является:
- сложность прокладки вентиляционных газоходов на первом этаже основания литейного двора;
- для обеспечения эффективности улавливания пыли необходимо значительное увеличение мощности и производительности вентилятора;
- высокая стоимость системы автоматического регулирования производительности вентилятора;
- невозможность визуального контроля за сливом чугуна и шлака. Указанные недостатки не позволяют оптимизировать режим работы аспирационной системы и минимизировать материальные затраты на ее реализацию и энергетические затраты при ее эксплуатации.
Техническим результатом изобретения является оптимизация режима работы аспирационной системы, минимизация материальных затрат на ее реализацию и энергетические затраты при ее эксплуатации, повышение степени очистки аспирационных газов.
Указанный технический результат достигается за счет того что предлагается система аспирации литейного двора доменной печи, содержащая вентиляционные газоотводы, местные боковые отсосы от чугунной и шлаковой леток, зонты над местами слива чугуна и шлака, система автоматического регулирования аспирационной системы в зависимости от фазы выпуска чугуна и шлака, дроссель-клапаны для регулирования системы в зависимости от фазы выпуска чугуна и шлака, установленные на магистральных и периферийных газоходах от местных отсосов и зонтов, фильтр аспирационных выбросов, дымосос с системой автоматического регулирования, промышленную вентиляционную трубу с факельным выбросом, при этом вентиляционные газоотводы аспирационной системы от источников пылегазовыделений размещены на металлоконструкциях снаружи здания литейного двора, а местные боковые отсосы от чугунной и шлаковой леток совмещены с подачей приточного воздуха в зону работы местного бокового отсоса приточным вентилятором с направляющим устройством, работающим в направлениях чугунной или шлаковой летки в зависимости от фазы выпуска, а зонты над местами слива чугуна и шлака оснащены открывающимися смотровыми окнами для контроля процесса заполнения ковша.
Предлагаемая система аспирации литейного двора доменной печи иллюстрируется фигурами 1-4.
Фиг. 1 - общая схема системы аспирации литейного двора доменной печи.
Фиг. 2 - вид спереди, зонт, расположенный над источником пылевыделения, местами слива чугуна и шлака.
Фиг. 3 - вид сбоку, зонт, расположенный над источником пылевыделения, местами слива чугуна и шлака.
Фиг. 4 - боковой местный отсос.
Система аспирации литейного двора доменной печи, содержит вентиляционные газоотводы 1, местные боковые отсосы от чугунной и шлаковой леток 2, зонты над местами слива чугуна и шлака 3, дроссель-клапаны для регулирования системы в зависимости от фазы выпуска чугуна и шлака 4, установленные на периферийных 5 (от местных отсосов и зонтов) газоходах, фильтр очистки аспирационных выбросов 6, дымосос с системой автоматического регулирования 7, промышленную вентиляционную трубы с факельным выбросом 8. Местные боковые отсосы от чугунной и шлаковой леток 2 совмещены с подачей приточного воздуха в зону работы местного бокового отсоса приточным вентилятором с направляющим устройством 9, работающим в направлениях чугунной или шлаковой летки в зависимости от фазы выпуска. Зонты над местами слива чугуна и шлака 3 оснащены открывающимися смотровыми окнами 10 для контроля процесса заполнения ковша.
Так как устройство зонта-козырька или зонта над леткой на литейном дворе доменной печи не представляется возможным из-за работы механизмов, которые обслуживают летку, для аспирации пылевыделений, как правило, используются боковые местные отсосы фиг. 4. В связи с тем, что расход воздуха в таких местных отсосах в значительной степени зависит от максимально близкого расположения местного отсоса к источнику пылевыделений (X1), от возможности организации укрытий местного отсоса для исключения неорганизованного подтекания воздуха, необходимостью обеспечения устойчивости потока вредных веществ по направлению к местному отсосу, а также скоростью захвата частиц на расстоянии (Vx), в данном проекте предлагается смещать точку захвата пылевых частиц в сторону местного отсоса (Х2), тем самым существенно уменьшая расход системы аспирации, с помощью направленной в сторону местного отсоса струи приточного воздуха.
Vx - скорость захвата частиц на расстоянии X1, Х2, м/с;
X1 - расстояние от источника пыления до заборного устройства, м;
Х2 - расстояние от источника пыления до заборного устройства после смещения точки захвата приточной струей, м.
Работа системы аспирации литейного двора доменной печи.
В момент выпуска чугуна и шлака через боковые отсосы от чугунной и шлаковой леток 2 и зонты над местами слива чугуна и шлака 3 в зависимости от фазы выпуска система регулируется дроссель-клапанами 4 пылевыделения поступают в магистральный 5 и периферийный газоходы 6 и далее на фильтр очистки аспирационных выбросов (рукавный тканевый фильтр) 7, дымосос с системой автоматического регулирования 8 и в промышленную вентиляционную трубу с факелом 9.
Для устройства местных отсосов на участках слива чугуна и шлака в данной системе аспирации предлагается использовать зонты, расположенные над источником пылевыделения и оборудованные открывающимися смотровыми окошками для контроля процесса персоналом. Размеры окон должны обеспечивать возможность визуального осмотра всего проема над местами слива чугуна и шлака. Механизм открывания дистанционный. Привод механизма открывания механический или ручной. В качестве механического может использоваться электрический или пневматический привод.
Использование предлагаемой системы аспирации литейного двора доменной печи позволит улучшить режим работы аспирационной системы, минимизировать материальные затраты на ее реализацию и энергетические затраты при ее эксплуатации, повысить степень очистки аспирационных газов, выбрасываемых в атмосферу.