CS209510B2 - Method of permanent protection of the lower part of the blast furnace part.the hearth bottom - Google Patents

Description

(54) Způsob trvalé ochrany spodní části vysoké pece, zejména dna nístěje

Vynález se týká způsobu trvalé ochrany spodní části vysoké pece, zejména dna její nístěje, proti chemickým a erozívním vlivům surového železa.

Vysoké pece, používané v hutnictví železa, jsou uváděny do plynulého provozu .a výroba v nich je zastavována jen v případě · potřeby provedení oprav vnitřních stěn a vyzdívek vysoké pece, protože takové práce nemohou být prováděny za provozu pece.

Jak vyplývá z dlouholetých výzkumů a pozorování provozu ve vysokých pecích, je délka časového intervalu mezi za sebou následujícími generálními opravami závislá na stupni opotřebení vnitřních povrchů vysoké pece, přičemž dolní nístěj pece je nejvíce náchylná k poškození destruktivním působením roztaveného materiálu při teplotě, která podstatně překračuje hodnotu bodu tavení.

Vnitřní povrchové plochy dna nístěje jsou obvykle hotoveny z dokonale lícujících bloků z obohaceného uhlíku, který představuje materiál s vysokou chemickou a tepelnou odolností. Ovsem není možno chránit uhlíkovou vyzdívku proti rozpouštění jejího materiálu v tekutém surovém železe difúzí, je-li obsah uhlíku v surovém železe .nižší, než je potřebný pro stav nasycení. Jev rozpouštění uhlíku v surovém železe je doprovázen erozívním působením tekutého surového železa, které se nachází ve stálém pohybu. Toto erozívní působení má za následek, že jednou započatý proces poškozování vyzdívky se v další fázi vyvíjí velmi rychle. Tento děj je podporován podstatným rozdílem mezi měrnými hmotnostmi vyzdívky a surového železa, protože tento rozdíl měrných hmotností způsobuje uvolňování jednotlivých bloků, vysouvání uvolněných bloků z jejich lože působením vztlaku, přičemž vysunuté bloky vyplavou na povrch tekutého obsahu nístěje pece.

Zvýšení životnosti dna nístěje pece je proto dosahováno u známých pecí ' zvětšením tloušťky jejich laminární konstrukce na takovou hodnotu, která je schopna po dobu plánované doby provozu vysoké pece odolávat nepříznivým vlivům a · dosáhnout za tu dobu opotřebení, které ještě nedosahuje kritických hodnot z bezpečnostního hlediska. Tato známá konstrukce sestává z uhlíkových bloků a grafitových desek, kde uhlíkové bloky vytvářejí vrstvu, která je ve styku s tekutým surovým železem. Počet . a tloušťka takových vrstev se mění a závisí na kvalitě použitých materiálů, na velikosti vysoké pece a její nístěje a na chladicím zařízení. Tento způsob prodloužení životnosti dna nístěje vysoké pece neřeší dosta209510 tečně, pres to, že je náročný na spotřebu materiálu a práce, problém dostatečné odolnosti této části vysoké pece.

V dosud používaných vysokých pecích se v dolní části nístěje mohou tvořit v závislosti na chladicích podmínkách částice sraženého kovu a v důsledku toho bylo pozorováno snížení opotřebení vyzdívky. Avšak tento jev je dosud jen nahodilý a nemůže tedy být uvažován jako vždy se objevující, aby to mělo· vliv na průběh dějů v peci. Tvoření této vrstvy, obecně označované jako usazenina, je proto považováno za nekontrolovatelný úkaz. Vzhledem k tomu a přesto, že pro· vytvoření vyzdívky je používáno řady známých . řešení, týkajících se jak stránky materiálové, tak také konstrukční, zejména u nístějí, je stále pozorováno, že dochází k · · rychlému opotřebení vyzdívek, přičemž tento problém je třeba urychleně řešit.

Proto byla · hledána jiná cesta řešení a byly konány pokusy s novým vyřešením chlazení pece a jejího dna nístěje. Jedno z těchto známých řešení bylo publikováno v · článku Η. T. Seligmullera „Aspekty zlepšení · chlazení vysokých pecí“ (Aspects of improving blast-fournace cooling), zveřejněného ··v.....C^on^i^í^tent Iron, 1975, č. D35833, str. 66 až 72. Tento článek popisuje způsob chlazení dna nístějí vysokých pecí pomocí vzduchu přiváděného z atmosféry a hnaného výměníkem, umístěným v základu dna nístěje; teplo pohlcené vzduchem ve výměníku tepla. se potom vrací spolu s tímto vzduchem do okolního· ovzduší. Tímto· způsobem se udržuje stálá teplota ve dnu nístěje vysoké pece jen ve velmi malém rozsahu, který nedostačuje pro stabilizování teploty v daném prostoru.

Hlavní příčinou nedostatečného· udržování stálé teploty je kolísání teploty okcluí·· ho ovzduší, protože toto kolísání, které je závislé na klimatickém pásmu,· na ročním období a · · na denní době, může dosahovat rozdílu několika desítek stupňů.

V uvedeném článku je popsán ještě druhý způsob chlazení dna nístěje vysokých pecí, který má · podstata · v použití vody k chlazení; tento způsob představuje určitý pokrok, ale není schopen vyřešit úplně tento problém.

Zlepšení výsledků způsobu chlazení podle tohoto druhého známého způsobu je možno spatřovat v tom, že je dosahováno menších teplotních rozdílů a delších časových intervalů mszi teplotními změnami než tomu bylo u prvního způsobu.

Předmět vynálezu má vyřešit trvalou ochranu spodní části nístěje, zejména její dno, proti opotřebení způsobovanému erozívními a · chemickými vlivy a působením tekutého surového železa.

Uvedené nedostatky odstraňuje způsob trvalé ochrany spodní části vysoké pece, zejména dna nístěje podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že vrstva sraženého kovu, tvořícího usazeninu v nístěji, se v předem stanovené tloušťce vytváří a udržuje řízeným odebíráním tepla z vrstvy vyzdívky, nacházející se kolem spodní · části nístěje pod úrovní výpusti surového železá. Řízené odebírání tepla z vrstvy vyzdívky spodní části nístěje pod úrovní výpusti surového železa z vysoké pece se provádí pomocí výměníku tepla, umístěného v sousedství chráněných povrchových ploch, tvořícího součást chladicího systému.

Tímto řízeným odebíráním tepla se · udržuje potřebná tloušťka vrstvy sraženého kovu ve spodní části nístěje, chránící · vyzdívku proti erozívním a chemickým vlivům tekutého· surového železa, přičemž tato vrstva je na rozdíl od známých způsobů chlazení vzduchem nebo vodou stálá a · má v · podstatě stále stejnou a · postačující tloušťku.

Způsob podle vynálezu umožňuje projektovat vysoké pece s nístějemi prakticky neměnných obrysů vnitřního prostoru. To dává možnost provést podstatnou změnu návrhu spodní části vysoké pece, to znamená nístěje a jejích bloků. Díky použití způsobu podle vynálezu může být spodní část vysoké pece zhotovena z materiálu, jehož kvalita nemusí být příliš vysoká a jehož množství je podstatně menší než tomu bylo dosud. Další předností způsobu podle vynálezu Je prodloužení životnosti vysoké pece a doby · mezi génerálními opravami, protože se vylučuje možnost poškozování spodní části nístěje a bloků, z nichž je zhotovena její vyzdívka. Tyto skutečnosti mají za · následek · zkrácení doby trvání opravy a prodloužení doby mezi opravami, což je významný přínos, protože dosud představovala doba trvání opravy nístěje až 35 % celkové doby opravy pece.

Způsob podle vynálezu je blíže objasněn pomocí následujících příkladů.

Příklad 1

Předpokládá se, že pro zajištění trvalé ochrany dna nístěje vysoké pece před nepříznivými vlivy tekutého surového · železa je třeba, aby se nade dnem vytvořila vrstva sraženého· kovu nebo usazeniny v tloušťce 30 cm, přičemž mezní teplota této vrstvy je 1145 °C. Bylo vypočteno, že v tomto případě pro podmínky vysoké pece je třeba odebírat teplo v hodinovém množství přibližně 4,1868 GJ. K této hodnotě se vybere s ohledem na její výkon vhodná chladicí soustava, sestávající z kompresoru, chladiče a výparníku, přičemž výparník· je · umístěn ve vyzdívce dna nístěje · vysoké pece rovnoběžně s · chráněnou plochou. Tento chladicí systém obsahuje jako chladicí látku NHí nebo R 12, přičemž tato chladicí látka se stlačuje v kompresoru a je přiváděna do chladiče a po expandování vstupuje do· výparníku, kde se odpařuje za současného odebírání tepla z vyzdívky. Páry chladicí látky, opouštějící výparník, jsou přiváděny do kompresoru a opět stlačovány. Konstantní teplota vyzdívky se udržuje automaticky řízením množství protékající chladicí látky výparníkem v závislosti na impulsech vysílaných teplotním detektorem, osazeným ve vrstvě vyzdívky mezi výparníkem a povrchem dolní nístěje vysoké pece.

Příklad 2

Chladicí soustava sestává z kompresoru, chladiče a výparníku a odebírá teplo ze solného roztoku, cirkulujícího v uzavřeném okruhu s cirkulačním čerpadlem, obsahující dva výměníky tepla, z nichž jeden je umístěn ve vyzdívce nístěje vysoké pece a druhý je umístěn na vnější straně vysoké pece ve výparníku chladící soustavy. Tento systém provádí nepřímé odebírání tepla a umožňuje použití prakticky jakéhokoliv druhu teplonosné látky, přičemž výběr vhodného nosiče tepla je závislý na podmínkách stanovených provozními - podmínkami, druhem vyzdívky nebo druhem materiálu, ze kterého· je výměník vytvořen.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT

   1. Způsob trvalé ' ochrany spodní části vysoké pece, zejména dna nístěje, proti erozívnímu a chemickému působení tekutého surového železa, při kterém se - vytváří ve spodní části nístěje vrstva usazeniny, tvořená sraženým kovem, chránící vyzdívku nístěje, vyznačující se tím, že vrstva sraženého- kovu se v předem stanovené tloušťce vytváří a udržuje řízeným odebíráním tepla

   VYNÁLEZU z vrstvy vyzdívky, - obklopující spodní část nístěje pod úrovní výpusti surového železa.
2. 2. Způsob podle bodu 1 .vyznačující se tím, že řízené odvádění tepla z vrstvy vyzdívky spodní části nístěje pod úrovní výpusti surového železa - se provádí výměníkem tepla, umístěným v bezprostředním sousedství chráněné povrchové plochy, který je součástí chladicího systému.