RU2079556C1 - Apparatus for cooling hearth and lower portion of blast furnace - Google Patents

Apparatus for cooling hearth and lower portion of blast furnace Download PDF

Info

Publication number
RU2079556C1
RU2079556C1 RU93049783A RU93049783A RU2079556C1 RU 2079556 C1 RU2079556 C1 RU 2079556C1 RU 93049783 A RU93049783 A RU 93049783A RU 93049783 A RU93049783 A RU 93049783A RU 2079556 C1 RU2079556 C1 RU 2079556C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
cooling
casing
hearth
air
furnace
Prior art date
Application number
RU93049783A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Сергеевич Зайцев
Олег Владимирович Филипьев
Original Assignee
Частное предприятие "Домна-92"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Частное предприятие "Домна-92" filed Critical Частное предприятие "Домна-92"
Priority to RU93049783A priority Critical patent/RU2079556C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2079556C1 publication Critical patent/RU2079556C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Vertical, Hearth, Or Arc Furnaces (AREA)

Abstract

FIELD: metallurgical industry, particularly, cooling of furnace cover in zone of hearth and well. SUBSTANCE: according to invention lower portion of furnace cover is made of separate panels. Said panels are cooled by means of shield of vertical tubes in the form of steel braces passing through cover and welded to it by solid seam. Lower and upper ends of tubes are mutually joined by air feeding and draining manifolds. Spacing between axes of cooling tubes consists 1.6-3.0 of their outer diameter. Cooling medium is air pumped by fan. EFFECT: enhanced efficiency of cooling.

Description

Изобретение относится к металлургической промышленности, в частности к конструкции охлаждения кожуха доменной печи в районе горна и лещади. The invention relates to the metallurgical industry, in particular, to a cooling structure for a casing of a blast furnace in the hearth and bream region.

Известна традиционная конструкция охлаждения горна и периферии лещади в типовых доменных печах. Known for the traditional design of cooling the hearth and periphery of the bream in typical blast furnaces.

В традиционной конструкции вдоль кожуха горна и лещади установлены чугунные плитовые холодильники с водным охлаждением. Между кожухом печи и холодильниками предусмотрен слой термоизоляции толщиной примерно 30 мм. Между холодильником и углеродистыми блоками горна и периферии лещади имеется слой компенсационной углеродистой массы толщиной примерно 150 мм. In a traditional design, water-cooled cast-iron stove refrigerators are installed along the forge and bream casing. A layer of thermal insulation with a thickness of approximately 30 mm is provided between the casing of the oven and the refrigerators. Between the refrigerator and the carbon blocks of the hearth and the periphery of the bream there is a layer of compensating carbon mass with a thickness of about 150 mm.

Данное типовое решение не обеспечивает надежной службы кожуха. На углеродистые блоки горна и периферии лещади периодически попадает вода при прогарах холодильников заплечиков, распара, шахты и охлаждаемых элементов воздушных фурменных приборов. Эта вода попадая на нагретую углеродистую футеровку горна и лещади испаряется и ее пары окисляют углерод углеродистых блоков. Этот процесс начинается при температуре блоков 600oC и протекает весьма активно при температуре выше 1000oC. При выгорании углерода углеродистых блоках образуются пустоты. Со временем эти пустоты заполняются чугуном. Таким образом чугун подходит к периферийным чугунным холодильникам горна и лещади. При большой массе подошедшего чугуна в охлаждаемых водой трубах холодильниках возникает "кризис теплообмена". Между охлаждающей водой и стенками труб образуется стойкая пленка пара, благодаря чему охлаждение чугунной плиты холодильника резко ухудшается. В результате холодильник перегревается, проплавляется, жидкий чугун достигает кожуха печи, последний разрушается и жидкий чугун устремляется в образовавшееся, отверстие (прорыв горна).This standard solution does not provide reliable casing service. Water periodically falls on the carbon blocks of the hearth and on the periphery of the bream during burn-outs of the coolers of the shoulders, steams, shafts and cooled elements of air-tuyere appliances. This water, falling onto a heated carbon lining of a hearth and bream, evaporates and its vapors oxidize the carbon of carbon blocks. This process begins at a block temperature of 600 o C and proceeds very actively at temperatures above 1000 o C. When carbon blocks burn out, carbon blocks form voids. Over time, these voids are filled with cast iron. Thus, cast iron is suitable for peripheral cast-iron refrigerators for hearth and bream. With a large mass of suitable cast iron, a "heat transfer crisis" occurs in the water-cooled pipes of the refrigerators. A stable vapor film forms between the cooling water and the pipe walls, due to which the cooling of the cast-iron stove plate of the refrigerator deteriorates sharply. As a result, the refrigerator overheats, melts, molten iron reaches the casing of the furnace, the latter collapses and molten iron rushes into the hole formed (breakthrough of the hearth).

Это относительно редкая авария, но ее возможность держит все время обслуживающий персонал доменной печи в состоянии готовности к ней. Несмотря на это аварии наступают, как правило, внезапно при нормальном технологическом режиме печи. This is a relatively rare accident, but its ability to keep the blast furnace staff on standby all the time. Despite this, accidents occur, as a rule, all of a sudden during the normal technological mode of the furnace.

Анализ условий прорывов горна показывает, что углеродистая футеровка горна и периферии лещади при чугунных плитовых холодильниках с водяным или испарительным охлаждением не может обеспечить безаварийную работу печи. An analysis of the conditions of the furnace breakthroughs shows that the carbon lining of the furnace and the periphery of the bream with cast-iron plate coolers with water or evaporative cooling cannot ensure the trouble-free operation of the furnace.

Известны попытки увеличить надежность охлаждения кожуха печи посредством его наружного полива водой, однако в этом случае из-за наружной поверхности кожуха накипью и ржавчиной затрудняется контроль за сохранностью кожуха и не устраняется опасность бокового прорыва горна, так как условия выгорания углеродистых блоков остались прежними. There are attempts to increase the reliability of cooling the furnace casing by means of its external watering, however, in this case, due to the outer surface of the casing with scale and rust, it is difficult to control the safety of the casing and the danger of side breakthrough of the hearth is not eliminated, since the conditions for burning carbon blocks remained the same.

Известны попытки увеличить надежность службы кожуха путем устройства вокруг кожуха оболочки (рубашки) с подачей воды в щелевую зону между оболочкой и кожухом. Данное мероприятие также исключает какой бы то ни было контроль за состоянием кожуха печи (кожу печи скрыт оболочкой) и не изменяет условий выгорания углеродистых блоков. Attempts are known to increase the reliability of the casing service by arranging a casing (jacket) around the casing with water supplying to the gap zone between the casing and the casing. This measure also excludes any control over the condition of the furnace casing (the furnace skin is hidden by a shell) and does not change the burnout conditions of carbon blocks.

Далее известно изобретение, в котором в качестве охлаждающей среды применен приточный воздух. В указанной конструкции вдоль кожуха в районе горна и лещади устанавливается обечайка, разделенная на ряд отсеков. Охлаждающий воздух подает в короб выполненный в форме полукольца, примыкающего к кожуху печи. Из этого короба воздух распределяется по стокам и направляется из них в воздушное охлаждение дна лещади. The invention is further known in which supply air is used as a cooling medium. In this design, along the casing in the area of the hearth and bream, a shell is set up, divided into a number of compartments. Cooling air feeds into the box made in the form of a half ring adjacent to the casing of the furnace. From this duct, air is distributed over the drains and is sent from them to the air cooling of the bottom of the bottom.

В этом предложении не исключено окисление углеродистых периферийных блоков парами воды, поступающей из прогаревших холодильников распара, заплечиков и охлаждаемых элементов воздушных фурменных приборов. Следовательно, при разрушении (окислении) углеродистых блоков жидкий чугун подойдет к кожуху печи. Между кожухом печи углеродистыми блоками в этом изобретении не предусмотрено какой-либо защитной стенки и огнеупорного кирпича или огнеупорного бетона. Следовательно, при подходе к кожуху жидкого чугуна кожух будет разрушен, т.е. прорыв горна. This proposal does not exclude the oxidation of carbon peripheral blocks with water vapor coming from the heated steam coolers, shoulders and cooled elements of air-tuyere devices. Consequently, during the destruction (oxidation) of carbon blocks, molten iron will fit the casing of the furnace. No protective wall and refractory bricks or refractory concrete are provided between the casing of the furnace with carbon blocks in this invention. Therefore, when approaching the case of molten iron, the case will be destroyed, i.e. hearth breakthrough.

Для исключения недостатков, присущих указанным системам охлаждения, предусматривается применить конструкцию, представленную на фиг. 1. To eliminate the disadvantages inherent in these cooling systems, it is envisaged to apply the design shown in FIG. one.

На фиг. 1 изображена конструкция горна с углеродистым стаканом, воздушным охлаждением, как рекомендуется в типовом проекте доменных печей с добавлением воздушного охлаждения горна и периферии лещади. In FIG. Figure 1 shows the design of a hearth with a carbon glass, air-cooled, as recommended in a typical design of blast furnaces with the addition of air-cooled hearth and the periphery of the bream.

На фиг. показан кожух печи 1, слой горизонтальных периферийных углеродистых блоков 2, нижний слой вертикально установленных графитированных блоков 3, нескольких слоев алюмосиликатного огнеупорного кирпича 4, подлежащего воздушного охлаждения 5, состоящего из чугунных плитовых холодильников с залитыми в них воздухоохлаждаемыми трубами, слой углеродистой набойки 6. In FIG. shown is a furnace casing 1, a layer of horizontal peripheral carbon blocks 2, a lower layer of vertically mounted graphite blocks 3, several layers of aluminosilicate refractory brick 4, to be air-cooled 5, consisting of cast-iron plate coolers filled with air-cooled pipes, a layer of carbon lining 6.

Вид спереди на возхдухоохлаждаемую панель представлен на фиг. 2. Горн и боковая поверхность лещади составляются из отдельных царг. Высота царг равна сумме высот горна и лещади. Количество царг от 6 до 8 в зависимости от конструкции печи. A front view of the air-cooled panel is shown in FIG. 2. The horn and the lateral surface of the bream are composed of separate tsars. The height of the king is equal to the sum of the heights of the horn and the bream. The number of drawers is from 6 to 8, depending on the design of the furnace.

Каждая царга включает кожух печи 1, слой огнеупорного бетона 7, в котором размещены стальные трубы 8. Трубы изогнуты в виде скоб и выведены через кожух печи наружу. К кожуху печи трубы привариваются плотным швом. Снаружи трубы объединены нижним раздающим коллектором 9 и верхним собирающим коллектором. Each casing includes a furnace casing 1, a layer of refractory concrete 7, in which steel pipes are placed 8. The pipes are bent in the form of brackets and brought out through the furnace casing. Pipes are welded to the casing of the furnace with a tight seam. Outside, the pipes are combined by a lower distribution manifold 9 and an upper collecting manifold.

В коллектор 9 нагнетается вентилятором воздух, из коллектора 10 он выбрасывается в атмосферу. Возможен также вариант подачи воздуха из коллектора 10 в систему подлежащего охлаждения 5. Air is injected into the collector 9 by a fan, and it is emitted from the collector 10 into the atmosphere. There is also the option of supplying air from the collector 10 to the system to be cooled 5.

Данная система (воздушного охлаждения горна и периферии лещади) работает следующим образом. This system (air cooling of the hearth and the periphery of the bream) works as follows.

Из вентилятора воздух подается в раздающий коллектор 9, распределяется между вертикальными трубами 8, заделанными в бетон 7, выходит через эти трубы в собирающий коллектор 10 и отводится в атмосферу (или подается в систему подлежащего воздушного охлаждения). Air is supplied from the fan to the distributing manifold 9, distributed between the vertical pipes 8 embedded in the concrete 7, exiting through these pipes to the collecting manifold 10 and discharged into the atmosphere (or fed to the system of the subject air cooling).

При сохранной углеродистой кладке горна и лещади тепловые нагрузки на систему воздушного охлаждения горна не велики (около 3 кВт/м2). При полностью разрушенных углеродистых блоках, когда жидкий чугун подходит к слою огнеупорного бетона теплового потока увеличивается до 10 15 кВт/м2.With preserved carbon masonry of the hearth and bream, thermal loads on the hearth air cooling system are not large (about 3 kW / m 2 ). With completely destroyed carbon blocks, when molten iron approaches the layer of refractory concrete, the heat flux increases to 10 15 kW / m2.

Температура бетона со стороны жидкого чугуна достигает 1400oC, а со стороны воздухоохлаждаемых труб 400 500oC.The temperature of the concrete from the side of molten iron reaches 1400 o C, and from the side of the air-cooled pipes 400 500 o C.

После разрушения углеродистых блоков жидкий чугун будет остановлен стенкой панели, выполненной из огнеупорного бетона. After the destruction of the carbon blocks, molten iron will be stopped by the wall of the panel made of refractory concrete.

Действительно водяные пары, даже нагретой до высокой температуры не окисляют огнеупорный бетон и последний может надежно работать в окислительной атмосфере. Indeed, water vapor, even when heated to a high temperature, does not oxidize refractory concrete and the latter can work reliably in an oxidizing atmosphere.

Жидкий чугун также не разрушает огнеупорный бетон, который длительное время будет защищать кожух от нагрева. Таким образом, при подходе жидкого чугуна к бетонированной панели мгновенного прорыва горна не произойдет и персонал, обслуживающий доменную печь получит возможность в нормальных производственных условиях без спешки приступить к ликвидации аварийной ситуации (отключение ряда воздушных фурм, перевод на другой сорт чугуна, добавки Ti соединений в горн печи и пр.) с последующей подготовкой к ремонту. Liquid cast iron also does not destroy refractory concrete, which will protect the casing from heating for a long time. Thus, when liquid cast iron approaches the concrete panel, an instant breakthrough of the hearth will not occur, and the personnel servicing the blast furnace will be able to proceed without emergency in normal production conditions to turn off the emergency situation (switching off a number of tuyeres, transferring cast iron to another grade, adding Ti compounds to furnace hearth, etc.) with subsequent preparation for repair.

Сигнал о подходе жидкого чугуна к бетонированной панели получают от датчиков температура воздуха, выходящего из воздухоохлаждаемых труб. При подходе жидкого чугуна к бетонированной панели температуры выходящего воздуха из скоб увеличивается примерно на 40oC.The signal of the approach of molten iron to the concrete panel is received from the sensors by the temperature of the air leaving the air-cooled pipes. When approaching molten iron to the concrete panel, the temperature of the exhaust air from the brackets increases by about 40 o C.

Для хорошего охлаждения скоб воздухом расстояние между осями труб 8 должно находиться в пределах 1,5 3 наружного диаметра труб. For good cooling staples with air, the distance between the axes of the pipes 8 should be within 1.5 to 3 of the outer diameter of the pipes.

Скорость воздуха в трубах подбирается исходя из допустимой температуры для применяемой марки стали. Например для нелегированной стали 400 - 450oC. (температура нагрева труб при подходе жидкого чугуна к бетонированным панелям).The air velocity in the pipes is selected based on the permissible temperature for the steel grade used. For example, for unalloyed steel 400 - 450 o C. (temperature of heating pipes when liquid cast iron approaches concrete panels).

Claims (1)

Устройство для охлаждения горна и нижней части доменной печи, включающее смонтированные между кожухом печи и внутренней ее футеровкой блоки с охлаждаемыми элементами, образующими вертикальный ряд, отличающееся тем, что блоки выполнены из огнеупорных панелей, а охлаждаемые элементы в виде стальных трубчатых скоб, охлаждаемых вентиляторным воздухом, концы скоб выведены через кожух и соединены с воздушным раздающим и собирающим коллекторами, при этом расстояние между осями трубчатых скоб составляет 1,5 - 3,0 наружного диаметра скобы. A device for cooling the hearth and the lower part of the blast furnace, including blocks mounted between the furnace casing and its inner lining with cooled elements forming a vertical row, characterized in that the blocks are made of refractory panels, and the cooled elements are in the form of steel tubular brackets cooled by fan air , the ends of the brackets are brought out through the casing and connected to the air distributing and collecting manifolds, while the distance between the axes of the tubular brackets is 1.5 - 3.0 of the outer diameter of the bracket.
RU93049783A 1993-11-01 1993-11-01 Apparatus for cooling hearth and lower portion of blast furnace RU2079556C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93049783A RU2079556C1 (en) 1993-11-01 1993-11-01 Apparatus for cooling hearth and lower portion of blast furnace

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93049783A RU2079556C1 (en) 1993-11-01 1993-11-01 Apparatus for cooling hearth and lower portion of blast furnace

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2079556C1 true RU2079556C1 (en) 1997-05-20

Family

ID=20148736

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93049783A RU2079556C1 (en) 1993-11-01 1993-11-01 Apparatus for cooling hearth and lower portion of blast furnace

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2079556C1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Патент США N 4061317, кл. C 21 B 7/10, 1977. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4207060A (en) Vessel for metal smelting furnace
RU2358831C2 (en) Heated flute for molten metal
US4453253A (en) Electric arc furnace component
JPH0322559B2 (en)
CA1121422A (en) Roof assembly for an electric arc furnace
KR100416575B1 (en) Fireproof cladding in the transfer line of a gasifier to the feat recovery boiler
KR100333760B1 (en) Refractory wall metallurgical vessel comprising such a refractory wall and method in which such a refractory wall is applied
CA1265927A (en) Sidewall for a metallurgical smelting furnace
JPS5925923B2 (en) Incinerator especially for waste incineration
US4091228A (en) Water cooled shell for electric arc furnaces
RU2079556C1 (en) Apparatus for cooling hearth and lower portion of blast furnace
RU2003133461A (en) COOLING ELEMENT FOR COOLING A METALLURGICAL FURNACE
WO2006040394A1 (en) Metallurgical furnace
US4435814A (en) Electric furnace having liquid-cooled vessel walls
JP3390648B2 (en) Furnace wall structure of electric melting furnace and furnace body cooling method
US4603423A (en) Process and device for the cooling of furnaces
US6416708B1 (en) Wall structure for a metallurgical vessel and blast furnace provided with a wall structure of this nature
US4019445A (en) Studded hearth
US3378249A (en) Furnace underhearth cooling apparatus
KR20010071274A (en) Water-cooled vessel for vacuum processing of liquid steel
US3554517A (en) Shaft furnace shell cooling system
SU1086017A1 (en) Chilled lining of metallurgical furnace
JPH017704Y2 (en)
RU2048527C1 (en) Blast furnace bottom and hearth wall structure
SU78262A1 (en) Letki uncooled hearth furnace with liquid slag removal