ВЫПУСКНОЙ ГЛАВНЫЙ ЖЕЛОБ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ
BLAST FURNACE MAIN DISCHARGE CHUTE

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к конструкции главного желоба доменной печи.
Из уровня техники известны различные конструкции главного желоба доменной печи.
Известна конструкция выпускного главного желоба доменной печи [1] (В.В. Полтавец. Доменное производство. М., «Металлургия», 1981, с. 292-293.), в котором скиммерная перегородка (сифон), разделяющая шлак и чугун, устанавливается поперек движения чугуна и шлака сразу после шлаковой канавы. После скиммерной перегородки чугун попадает в накопитель между скиммерной перегородкой и торцевой стеной желоба, откуда направляется в чугунный транспортный желоб.
Недостатком данной конструкции выпускного желоба является недостаточная длина желоба, для доменных печей с повышенной удельной производительностью, по которому перемещается поток продуктов плавки, приводящая к тому, что чугун и шлак в неполной мере отделяются друг от друга и в шлаковый желоб попадает значительное количество включений металла со шлаком. Кроме того, скиммерная перегородка, устанавливаемая поперек выпускного желоба, испытывает ферростатическое давление продуктов плавки, что обуславливает ее износ.
6
Наиболее близким по техническому решению и достигаемым результатам является выпускной желоб доменной печи [2] (RU №90791 Выпускной желоб доменной печи» МПК С21В7/00, опубл. 20.01.2010, Бюл. №2), содержащий главный желоб, скиммерную перегородку, транспортный шлаковый желоб, при котором скиммерная перегородка располагается в футеровке боковой стены, примыкающей к чугунному транспортному желобу, в торцевой зоне перед шлаковым транспортным желобом имеется камера-накопитель с наклоном ее донной части 7-10° в сторону главного желоба.
Недостатком данного устройства является недостаточно полное разделение чугуна и шлака. Кроме того, стены камеры-накопителя, образующие в футеровке угол 90° испытывают циклические геометрические расширения, направленные в одну точку, что приводит к разрушению сварного соединения и тела карты кожуха в месте стыка и, как следствие к образованию трещин огнеупора и преждевременному выходу из строя.
Техническим результатом настоящего изобретения является снижение потерь чугуна за счет повышения эффективности разделения чугуна и шлака, что позволяет повысить производство, снизить удельные расходы железорудного сырья, кокса и энергоносителей, а также повышение стойкости футеровки и снижение объема наливного огнеупорного бетона, что позволяет дополнительно снизить расход наливной массы на футеровку.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройстве выпускного главного желоба доменной печи, содержащем скиммерную перегородку, чугунный и шлаковые перевалы, предусмотрены следующие отличия: главный желоб разделен на две основные части, причем первая часть, расположенная от футлярной плиты до отстойника имеет уклон в сторону отстойника не менее 3%, а вторая часть, представленная в виде отстойника имеет равноудаленную переменную ширину с ее увеличением в торцевой части, а переход от главного желоба к шлаковому перевалу имеет наклон донной части в сторону главного желоба до 30°.
Кроме того, в предложенном устройстве выпускного главного желоба доменной печи скиммерная перегородка главного желоба установлена в боковой стенке главного желоба.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены:
Фиг.1 схема выпускного главного желоба доменной печи;
Фиг.2 поперечный разрез выпускного главного желоба в районе чугунного и шлакового перевалов.
Выпускной главный желоб доменной печи состоит из: кожуха 1, футерованного огнеупором 2, главного желоба 3, скиммерной перегородки 4, чугунного перевала 5, шлакового перевала 6, первой части главного желоба 7, второй части главного желоба (отстойник) 8, перехода 9 к шлаковому перевалу 6.
Перечисленные выше конструктивные элементы выполнены следующим образом.
Первая часть 7, изображенная на ФИГ.1 главного желоба 3 располагается от футлярной плиты 10 до начала геометрического уширения главного желоба 3. Такое расположение позволяет: принимать струю чугуна и шлака после открытия чугунной летки, гасить кинетическую энергию струи, начать разделение чугуна и шлака за счет разности удельных масс жидких продуктов плавки.
Кроме этого первая часть 7 главного желоба 3 имеет величину уклона не менее 3% в сторону отстойника 8, что обеспечивает сток продуктов плавки. При уклоне меньше 3% не обеспечивается полный сток чугуна и шлака, и возникают дополнительные потери чугуна при обслуживании желоба.
Вторая часть - отстойник 8, изображенная на ФИГ.1 главного желоба 3 сопряжена с первой частью главного желоба 7 и имеет равноудаленную переменную ширину с ее увеличением в торцевой части. Это позволяет увеличить живое сечение в торцевой части главного желоба 3 и как следствие снизить скорость продуктов плавки при постоянном расходе потока продуктов плавки (шлака и чугуна), что в свою очередь влияет на улучшение разделения чугуна и шлака. Кроме этого благодаря значительному снижению кинетической энергии движения жидких продуктов плавки во второй части - отстойнике 8 главного желоба 3, торцевая стенка не испытывает воздействие энергии потока продуктов плавки.
Во второй части 8 главного желоба 3 в район торцевой части с противоположных сторон расположены: чугунный перевал 5 со скиммерной перегородкой 4 (ФИГ.1) и шлаковый перевал 6 (ФИГ.1).
В конце главного желоба 3 перед чугунным перевалом 5 установлена скиммерная перегородка 4, изображенная на ФИГ.1, расположенная в боковой стене главного желоба 11, что способствует снижению ее износа.
В конце главного желоба 3, изображенного на ФИГ.1 с противоположной стороны от чугунного перевала 5 установлен переход 9 от главного желоба 3 к шлаковому перевалу 6, имеющий величину наклона донной части в сторону главного желоба 3 не превышающим 30°, что способствует затруднению транспортировки включений чугуна в шлаке в шлаковый желоб (на фигурах 1 и 2 не показан), которые возвращаются в главный желоб 3, тем самым улучшая отделение чугуна от шлака. При наклоне перехода 8 более 30° снижается толщина футеровки, что приводит к снижению ее стойкости.
Предлагаемый выпускной главный желоб 3 доменной печи используют следующим образом.
Главный выпускной желоб 3 является определяющим конструктивным узлом доменной печи, который предназначен для накапливания продуктов плавки (чугун и шлак), выходящих из летки, дальнейшего расслоения согласно разной удельной массе расплавов и затем при помощи скиммерной перегородки 4 разделения на чугун и шлак.
Выпускной главный выпускной желоб доменной печи работает следующим образом.
Бурильной машиной для вскрытия чугунной летки просверливают летку (на фигурах 1 и 2 не показан). Расплав (чугун и шлак) из горна доменной печи выходит через чугунную летку и разделяется по удельному весу в главном желобе 3 до скиммерной перегородки 4. Основная масса чугуна оседает на дно главного желоба 3 и поступает в первую часть главного желоба 7, затем направляется во вторую часть главного желоба 8. После чего чугун через отверстие в нижней части скиммерной перегородки 4 и далее через чугунный перевал 5 направляется в чугунный транспортный желоб (на фигурах 1 и 2 не показан) для слива чугуна в чугуновозные ковши. Чугунным перевалом 5 останавливают поток расплава в главном желобе 3. Шлак, как наиболее легкий продукт расплава, скапливается на поверхности чугуна в главном желобе 3, несущий мелкие капли чугуна и через переход 9, в котором осаживаются включения металла и возвращаются в главный желоб 3, направляется на шлаковый перевал 6 и далее движется по шлаковому транспортному желобу для слива шлака в шлаковые чаши.
6
В отличие от конструкции выпускного желоба доменной печи [2] (RU № 90791 «Выпускной желоб доменной печи» МПК С21В7/00, опубл. 20.01.2010, Бюл. №2) в разработанной конструкции главный выпускной желоб 3 имеет равноудаленную переменную ширину с ее увеличением в торцевой части главного желоба 3, образующий отстойник 8 для разделения продуктов плавки. Кроме этого перед шлаковым транспортным желобом отсутствует камера - накопитель. Первая часть главного желоба 7 имеет величину уклона не менее 3% в сторону отстойника 8, в котором снижается скорость продуктов плавки, что обуславливает улучшение разделения чугуна и шлака, а переход 9 от главного желоба 3 к шлаковому перевалу 6 имеет величину наклона донной части не более 30° в сторону главного желоба 3, что затрудняет транспортировку включений металла в шлаке в шлаковый желоб.
Применение предлагаемого выпускного главного желоба доменной печи обеспечит:
- повышение эффективности разделения чугуна и шлака;
- снижение потерь чугуна;
- повышение производства;
- снижение расходов железорудного сырья, кокса и энергоносителей;
- повышение стойкости футеровки;
- снижение расхода огнеупорной массы на футеровку.
Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно- технической информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого технического решения, позволил установить, что заявитель не обнаружил источников, характеризующихся признаками, тождественными всем существенным признакам заявляемого изобретения.
Следовательно, заявляемое изобретение соответствует критерию "новизна" и "изобретательский уровень".
Источники информации:
[1] В.В. Полтавец. Доменное производство. М., «Металлургия», 1981, с. 292-293.
6
[2] (RU №90791 «Выпускной желоб доменной печи» МПК С21В7/00, опубл. 20.01.2010, Бюл. №2.