RU2343203C2

RU2343203C2 - Gas-outlet route of steelmaking unit

Info

Publication number: RU2343203C2
Application number: RU2007104131/02A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Витальевич Сталинский (UA); Дмитрий Витальевич Сталинский; Владимир Иванович Куклич (UA); Владимир Иванович Куклич; Эдуард Абрамович Михайлевич (UA); Эдуард Абрамович Михайлевич; Александр Юрьевич Пирогов (UA); Александр Юрьевич Пирогов
Priority date: 2006-02-13
Filing date: 2007-02-02
Publication date: 2009-01-10
Also published as: UA80387C2; RU2007104131A

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: gas-outlet route contains hood, gas flue, fabric collector with bin for dust, outfitted by system of dust discharge with driver, smoke exhaust and chimney. Route is outfitted by emergency valve; bin for dust is outfitted by vibrator and sensors of top and bottom levels of dust. Dust discharge system driver is outfitted by sensor of power consumption. Smoke exhaust is outfitted by position sensing apparatus. Vibrator is connected to sensor of power consumption of dust discharge system driver, and dust discharge system driver is connected to sensors of top and bottom levels of dust smoke exhaust position sensing apparatus. On the body of fabric collector it is installed emergency valve. Emergency valve is outfitted by damper with sealing element, jointed and cargo compression unit, at that in damper there are implemented windows with floated covers and sealing elements.

EFFECT: reliability growth of operating and improving of service conditions, expansion of manufacturing capability and application scope.

3 cl, 4 dwg

Description

Заявляемое изобретение относится к области отвода и очистки технологических газов, отходящих от сталеплавильных агрегатов во время плавок, и может быть использовано в металлургии.The claimed invention relates to the field of removal and purification of process gases emanating from steelmaking units during melting, and can be used in metallurgy.

Известен газоотводящий тракт сталеплавильной электропечи (Старк С.Б. Газоочистные аппараты и установки в металлургическом производстве. - М.: Металлургия, 1990. - С.308), в состав которого входит зонт, газоходы с регулирующими клапанами, рукавный фильтр с бункером для пыли, оборудованным системой выгрузки пыли с приводом, дымосос и дымовая труба.Known gas outlet duct of the steelmaking electric furnace (Stark SB Gas treatment apparatus and installations in the metallurgical industry. - M .: Metallurgy, 1990. - P.308), which includes an umbrella, ducts with control valves, a bag filter with a dust bin equipped with a dust discharge system with a drive, smoke exhaust and chimney.

К недостаткам такого газоотводящего тракта можно отнести невозможность предотвращения повышения давления до аварийной величины и сложную систему регулирования технологическими режимами, что обуславливает снижение надежности работы и повышение металлоемкости конструкции газоотводящего тракта в целом.The disadvantages of such a gas discharge path include the impossibility of preventing the pressure increase to an emergency value and a complex system of regulation by technological modes, which leads to a decrease in the reliability of operation and an increase in the metal consumption of the gas exhaust path design as a whole.

Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является газоотводящий тракт дуговой сталеплавильной печи (Патент США №4450569, МПК³ F27D 7/00, опубл. 22.05.84), в состав которого входит зонт, газоходы с регулирующими клапанами, датчиками температуры и давления, тканевый фильтр с бункером для пыли, оборудованным системой выгрузки пыли с приводом, дымосос и дымовая труба.The closest to the claimed invention in terms of technical nature and the achieved result is the exhaust duct of the arc steel furnace (US Patent No. 4450569, IPC ³ F27D 7/00, publ. 22.05.84), which includes an umbrella, ducts with control valves, temperature sensors and pressure, a fabric filter with a dust bin equipped with a dust discharge system with a drive, a smoke exhaust and a chimney.

Недостатками такого газоотводящего тракта являются низкая надежность работы и неудовлетворительные условия эксплуатации. Газоотводящий тракт по прототипу может быть использован только в системах, работающих в вакуумном режиме без повышения давления, что ограничивает технологические возможности и сферы его применения. Кроме того, в таком газоотводящем тракте вследствие отсутствия предохранительного клапана, регулирующего давление, невозможно предупреждать возникновение аварийных ситуаций - взрывов. При этом бесперебойность работы оборудования газоотводящего тракта по прототипу в таких ситуациях обеспечивается за счет выполнения конструктивных элементов тракта повышенной прочности, что приводит к высокой металлоемкости конструкции тракта в целом.The disadvantages of such a gas discharge path are low reliability and poor operating conditions. The gas outlet duct of the prototype can be used only in systems operating in a vacuum mode without increasing pressure, which limits the technological capabilities and its scope. In addition, in such a gas discharge path, due to the lack of a pressure relief valve, it is impossible to prevent the occurrence of emergency situations - explosions. In this case, the uninterrupted operation of the exhaust gas equipment of the prototype in such situations is ensured by performing structural elements of the increased strength tract, which leads to a high metal consumption of the tract structure as a whole.

В основу заявляемого изобретения поставлена задача создать такой газоотводящий тракт сталеплавильного агрегата, который за счет усовершенствования конструкции путем введения новых элементов и новых связей между элементами позволит обеспечить повышение надежности работы и улучшение условий эксплуатации газоотводящего тракта, расширение технологических возможностей и сферы его применения, а также снижение металлоемкости конструкции газоотводящего тракта в целом.The basis of the claimed invention is the task of creating such a gas outlet duct of the steelmaking unit, which, by improving the design by introducing new elements and new connections between the elements, will provide increased reliability and improved operating conditions of the gas outlet duct, expanding technological capabilities and its scope, as well as reducing metal consumption of the design of the exhaust pipe as a whole.

Поставленная задача решается за счет того, что газоотводящий тракт сталеплавильного агрегата, содержащий зонт, газоходы с регулирующими клапанами, датчиками температуры и давления, тканевый фильтр с бункером для пыли, оборудованным системой выгрузки пыли с приводом, дымосос и дымовую трубу, согласно изобретению оборудован предохранительным клапаном, бункер для пыли оборудован вибратором и датчиками верхнего и нижнего уровней пыли, привод системы выгрузки пыли оборудован датчиком потребляемой мощности, дымосос оборудован датчиком положения, вибратор сблокирован с датчиком потребляемой мощности привода системы выгрузки пыли, а привод системы выгрузки пыли сблокирован с датчиками верхнего и нижнего уровней пыли и датчиком положения дымососа.The problem is solved due to the fact that the exhaust duct of the steelmaking unit, containing an umbrella, flues with control valves, temperature and pressure sensors, a fabric filter with a dust bin equipped with a dust discharge system with a drive, a smoke exhauster and a chimney, according to the invention is equipped with a safety valve , the dust bin is equipped with a vibrator and sensors for the upper and lower dust levels, the dust discharge system drive is equipped with a power consumption sensor, the exhaust fan is equipped with a floor sensor On the other hand, the vibrator is blocked with a power consumption sensor of the dust discharge system drive, and the dust discharge system drive is blocked with upper and lower dust level sensors and a smoke exhaust sensor.

В отдельных случаях изготовления газоотводящего тракта сталеплавильного агрегата предохранительный клапан может быть установлен на корпусе тканевого фильтра. Кроме того, предохранительный клапан может быть оборудован заслонкой с уплотнительным элементом, шарнирным и грузовым прижимным устройствами, при этом в заслонке выполнены окна, к которым прилегают шарнирно закрепленные крышки с уплотнительными элементами.In some cases, the manufacture of the exhaust duct of the steelmaking unit, a safety valve can be installed on the fabric filter housing. In addition, the safety valve can be equipped with a shutter with a sealing element, hinge and cargo clamping devices, while the shutter has windows to which the hinged covers with sealing elements are adjacent.

Оборудование газоотводящего тракта предохранительным клапаном для предупреждения аварийных ситуаций, приводящих к сбоям в работе технологического оборудования газоотводящего тракта, позволяет обеспечить повышение надежности работы и улучшение условий эксплуатации газоотводящего тракта, расширение технологических возможностей и сферы его применения. Кроме того, оборудование газоотводящего тракта предохранительным клапаном позволяет уменьшить расчетный запас прочности конструктивных элементов для гарантированных силовых нагрузок, а именно позволяет изготавливать оборудование газоотводящего тракта из металла минимальной толщины, что, в свою очередь, позволяет обеспечить снижение металлоемкости конструкции газоотводящего тракта в целом.The equipment of the exhaust duct with a safety valve to prevent accidents leading to malfunctions of the technological equipment of the exhaust duct allows for increased reliability and improved operating conditions of the exhaust duct, the expansion of technological capabilities and its scope. In addition, the equipment of the exhaust pipe with a safety valve makes it possible to reduce the estimated margin of safety of structural elements for guaranteed power loads, namely, it makes it possible to make the equipment of the exhaust pipe from metal of the minimum thickness, which, in turn, allows to reduce the metal consumption of the design of the exhaust pipe as a whole.

Оборудование бункера для пыли вибратором и датчиками верхнего и нижнего уровней пыли, оборудование привода системы выгрузки пыли датчиком потребляемой мощности, оборудование дымососа датчиком положения, сблокирование вибратора с датчиком потребляемой мощности привода системы выгрузки пыли, а также сблокирование привода системы выгрузки пыли с датчиками верхнего и нижнего уровней пыли и датчиком положения дымососа позволяет обеспечить повышение надежности работы и улучшение условий эксплуатации газоотводящего тракта, расширение технологических возможностей и сферы его применения, а также позволяет обеспечить снижение металлоемкости конструкции газоотводящего тракта в целом.Equipment for the dust bin with a vibrator and upper and lower dust level sensors, equipment for the dust discharge system drive with a power consumption sensor, smoke exhauster equipment with a position sensor, vibrator blocking with a power consumption sensor for the dust discharge system, and also blocking the dust discharge system drive with upper and lower sensors dust levels and a smoke exhauster position sensor allows to increase the reliability of operation and improve the operating conditions of the exhaust duct, the expansion of hnologicheskih capabilities and its scope, and allows reduction of metal constructions vent path in general.

Установка предохранительного клапана на корпусе тканевого фильтра упрощает его монтаж, обслуживание и ремонт, а это, в свою очередь, позволяет обеспечить повышение надежности работы и улучшение условий эксплуатации газоотводящего тракта в целом. В частности, установка предохранительного клапана на корпусе тканевого фильтра не требует организации дополнительных площадок для его обслуживания, что позволяет обеспечить снижение металлоемкости конструкции газоотводящего тракта в целом. Кроме того, отпадает необходимость в изготовлении и установке коллекторов-дымоходов для соединения рабочей полости фильтра с полостью клапана, что позволяет сделать конструкцию фильтра более компактной, а также позволяет сократить время начала срабатывания клапана. В свою очередь уменьшение времени начала срабатывания клапана позволяет вывести фильтр на рабочий (безопасный) режим работы с минимальными потерями времени, а это обеспечивает расширение технологических возможностей и сферы применения газоотводящего тракта в целом.The installation of a safety valve on the fabric filter housing simplifies its installation, maintenance and repair, and this, in turn, allows for increased reliability and improved operating conditions of the exhaust pipe as a whole. In particular, the installation of a safety valve on the fabric filter housing does not require the organization of additional platforms for its maintenance, which allows to reduce the metal consumption of the exhaust structure as a whole. In addition, there is no need to manufacture and install collector-chimneys for connecting the filter working cavity to the valve cavity, which makes the filter design more compact, and also reduces the time it takes to start the valve. In turn, reducing the valve start-up time allows you to bring the filter to the working (safe) mode of operation with minimal loss of time, and this ensures the expansion of technological capabilities and the scope of the exhaust duct as a whole.

Оборудование предохранительного клапана заслонкой с уплотнительным элементом, шарнирным и грузовым прижимным устройствами, выполнение в заслонке окон с прилегающими к ним шарнирно закрепленными крышками с уплотнительными элементами обеспечивает его двустороннее действие. Конструкция предохранительного клапана по изобретению позволяет использовать заявляемый газоотводящий тракт как в условиях отрицательного, так и положительного давления, а также при очистке взрывоопасных газов. Все это обеспечивает повышение надежности работы и улучшение условий эксплуатации газоотводящего тракта, расширение технологических возможностей и сферы его применения, а также снижение металлоемкости конструкции газоотводящего тракта в целом.The safety valve equipment with a shutter with a sealing element, hinge and cargo clamping devices, windows in the shutter with adjacent pivotally fixed covers with sealing elements ensures its two-sided action. The design of the safety valve according to the invention allows the use of the inventive exhaust gas path both under negative and positive pressure conditions, as well as in the treatment of explosive gases. All this provides increased reliability and improved operating conditions of the exhaust pipe, expanding the technological capabilities and scope of its application, as well as reducing the metal consumption of the design of the exhaust pipe as a whole.

Учитывая изложенное выше и с учетом раскрытой причинно-следственной связи между совокупностью признаков заявляемого изобретения и достигаемым техническим результатом можно утверждать, что задача, поставленная в основу создания газоотводящего тракта сталеплавильного агрегата, целиком решена, так как использование изобретения за счет усовершенствования конструкции путем введения новых элементов и новых связей между элементами позволяет обеспечить повышение надежности работы и улучшение условий эксплуатации газоотводящего тракта, расширение технологических возможностей и сферы его применения, а также снижение металлоемкости конструкции газоотводящего тракта в целом.Given the above and taking into account the disclosed causal relationship between the totality of the features of the claimed invention and the achieved technical result, it can be argued that the problem posed as the basis for the creation of the gas exhaust duct of the steelmaking unit has been completely solved, since the use of the invention by improving the design by introducing new elements and new connections between the elements allows to increase the reliability of operation and improve the operating conditions of the exhaust pipe, the expansion of technological capabilities and the scope of its application, as well as a decrease in the metal consumption of the exhaust structure as a whole.

Конструкция заявляемого газоотводящего тракта поясняется чертежами, на которых изображено:The design of the claimed exhaust pipe is illustrated by drawings, which depict:

- фиг.1 - общий вид газоотводящего тракта сталеплавильного агрегата;- figure 1 is a General view of the exhaust pipe of the steelmaking unit;

- фиг.2 - вид А на фиг.1 (предохранительный клапан);- figure 2 - view And figure 1 (safety valve);

- фиг.3 - разрез по Б-Б на фиг.2;- figure 3 is a section along BB in figure 2;

- фиг.4 - разрез по В-В на фиг.3.- figure 4 is a section along BB in figure 3.

В состав газоотводящего тракта сталеплавильного агрегата входит зонт 1, газоход 2, присоединенный к зонту 1, и газоход 3, отходящий от сталеплавильного агрегата. На газоходе 2 установлен регулирующий клапан 4, а на газоходе 3 - регулирующий клапан 5. Газоходы 2 и 3 соединены друг с другом и подключены к тканевому фильтру 6, соединенному с дымососом 7, выхлопной патрубок которого заведен в дымовую трубу 8.The gas exhaust path of the steelmaking unit includes an umbrella 1, a gas duct 2 attached to the umbrella 1, and a gas duct 3 extending from the steelmaking unit. A control valve 4 is installed on the gas duct 2, and a control valve 5 is installed on the gas duct 3. The ducts 2 and 3 are connected to each other and connected to a fabric filter 6 connected to a smoke exhauster 7, the exhaust pipe of which is inserted into the chimney 8.

Тканевый фильтр 6 соединен с бункером 9 для пыли, оборудованным системой 10 выгрузки пыли с приводом 11. Бункер 9 для пыли оборудован вибратором 12, датчиками верхнего 13 и нижнего 14 уровней пыли. Привод 11 системы 10 выгрузки пыли оборудован датчиком потребляемой мощности 15, а дымосос 7 оборудован датчиком положения 16 (включено/выключено). Привод 11 системы 10 выгрузки пыли сблокирован (соединен функционально) с датчиками верхнего 13 и нижнего 14 уровней пыли в бункере 9 и датчиком положения 16 дымососа 7. Вибратор 12 сблокирован с датчиком потребляемой мощности 15 привода 11.The fabric filter 6 is connected to a dust bin 9 equipped with a dust discharge system 10 with a drive 11. The dust bin 9 is equipped with a vibrator 12, sensors for the upper 13 and lower 14 dust levels. The drive 11 of the dust discharge system 10 is equipped with a power consumption sensor 15, and the exhaust fan 7 is equipped with a position sensor 16 (on / off). The drive 11 of the dust discharge system 10 is blocked (functionally connected) with the sensors of the upper 13 and lower 14 dust levels in the hopper 9 and the position sensor 16 of the exhaust fan 7. The vibrator 12 is blocked with the power consumption sensor 15 of the drive 11.

На корпусе тканевого фильтра 6 смонтирован предохранительный клапан 17, содержащий заслонку 18 с уплотнительным элементом 19. На заслонке 18 закреплены шарнирное устройство 20 и грузовое прижимное устройство 21. В заслонке 18 выполнены окна 22, к которым прилегают шарнирно закрепленные крышки 23 с уплотнительными элементами 24. При этом заслонка 18 размещена внутри корпуса тканевого фильтра 6, а крышки 23 размещены вне корпуса тканевого фильтра 6.A safety valve 17 is mounted on the fabric filter housing 6, comprising a shutter 18 with a sealing element 19. A hinge device 20 and a load clamping device 21 are fixed to the shutter 18. Windows 22 are made in the shutter 18 to which the hinged covers 23 with sealing elements 24 are attached. When this shutter 18 is placed inside the housing of the fabric filter 6, and the cover 23 is placed outside the housing of the fabric filter 6.

В газоходе 3, отходящем от сталеплавильного агрегата, установлены датчики контроля давления 25 и температуры 26.In the duct 3, extending from the steelmaking unit, sensors for monitoring pressure 25 and temperature 26 are installed.

Газоотводящий тракт работает следующим образом.The exhaust pipe works as follows.

Одновременно с началом работы сталеплавильного агрегата приводится в действие дымосос 7, создающий вакуум во всем газоотводящем тракте. В результате этого начинается отсасывание как через газоход 3 нагретых запыленных газов (непосредственно из сталеплавильного агрегата), так и через зонт 1 и газоход 2 газов, выходящих в атмосферу через неплотности и зазоры в сталеплавильном агрегате. С помощью регулирующих клапанов 4 и 5 задается соответствующий технологический режим работы газоотводящего тракта и сталеплавильного агрегата, параметры работы которого контролируются с помощью датчиков давления 25 и температуры 26. Далее загрязненные газы проходят через тканевый фильтр 6, где очищаются и через дымосос 7 направляются в дымовую трубу 8.Simultaneously with the start of operation of the steelmaking unit, a smoke exhauster 7 is activated, which creates a vacuum in the entire exhaust duct. As a result of this, suction begins both through the duct 3 of the heated dusty gases (directly from the steelmaking unit), and through the umbrella 1 and the duct 2 of the gases leaving the atmosphere through leaks and gaps in the steelmaking unit. Using control valves 4 and 5, the appropriate technological mode of operation of the exhaust gas duct and steelmaking unit is set, the operation parameters of which are monitored using pressure sensors 25 and temperature 26. Next, the contaminated gases pass through a fabric filter 6, where they are cleaned and sent through a smoke exhauster 7 to the chimney 8.

В результате периодической регенерации фильтровальной ткани фильтра 6 пыль осыпается в бункер 9. Здесь пыль накапливается и при достижении ею уровня, соответствующего уровню расположения датчика 13, включается привод 11 системы 10 выгрузки пыли, и пыль выгружается в тару. А при снижении уровня пыли в бункере до уровня расположения датчика 14 привод 11 отключается, и выгрузка пыли прекращается.As a result of periodic regeneration of the filter cloth of the filter 6, the dust falls into the hopper 9. Here the dust accumulates and when it reaches a level corresponding to the level of the sensor 13, the drive 11 of the dust discharge system 10 is turned on and the dust is unloaded into the container. And when the dust level in the hopper is reduced to the level of the sensor 14, the drive 11 is turned off, and the dust unloading is stopped.

В том случае, когда уровень пыли в бункере 9 не достигает уровня расположения датчика 14 и привод 11 начинает работать без нагрузки (что свидетельствует об образовании свода пыли в результате ее слипания), включается сблокированный с приводом 11 вибратор 12, что приводит к обрушению свода пыли и ее разрыхлению. В результате - выгрузка пыли возобновляется.In the case when the dust level in the hopper 9 does not reach the level of the sensor 14 and the actuator 11 starts to work without load (which indicates the formation of a dust dome as a result of its adhesion), the vibrator 12 interlocked with the drive 11 is turned on, which leads to the collapse of the dust roof and its loosening. As a result, dust discharge is resumed.

При длительных остановках дымососа 7, что может иметь место при капитальных ремонтах оборудования, когда вследствие продолжительного нахождения пыли в бункере 9 происходит ее "шлакование" (образование массы, которая тяжело разрушается), датчик положения 16 подает команду приводу 11 на полную выгрузку пыли из бункера 9, при этом датчик 14 нижнего уровня пыли блокируется командой от датчика положения 16 дымососа 7.During prolonged shutdowns of the smoke exhauster 7, which can occur during equipment overhauls, when due to the prolonged presence of dust in the hopper 9, it "slags" (mass formation, which is difficult to destroy), the position sensor 16 instructs the actuator 11 to completely unload the dust from the hopper 9, while the sensor 14 of the lower dust level is blocked by a command from the position sensor 16 of the exhaust fan 7.

При резких колебаниях давления в газоотводящем тракте, что может быть результатом сгорания или преобразования углеводорода, поступающего в тракт из сталеплавильного агрегата, происходит срабатывание предохранительного клапана 17. Если давление повышается выше регламентированного, тогда шарнирно закрепленные крышки 23 с уплотнительными элементами 24 отходят от заслонки 18, и избыточный газ через окна 22 выходит в атмосферу. Если давление становится ниже регламентированного, что может быть вызвано чрезмерным засорением фильтровальной ткани, заслонка 18 вместе с уплотнительным элементом 19 отходит от стенки корпуса фильтра 6, и воздух через образовавшийся зазор поступает в фильтр 6.With sharp fluctuations in pressure in the exhaust pipe, which may be the result of combustion or conversion of hydrocarbon entering the tract from the steelmaking unit, the safety valve 17 is activated. If the pressure rises above the regulated one, then the hinged caps 23 with sealing elements 24 move away from the shutter 18, and the excess gas through the windows 22 is released into the atmosphere. If the pressure becomes lower than the regulated one, which can be caused by excessive clogging of the filter cloth, the shutter 18 together with the sealing element 19 moves away from the wall of the filter housing 6, and air through the resulting gap enters the filter 6.

При нормализации давления в газоотводящем тракте крышки 23 с уплотнительными элементами 24 под действием силы тяжести, а заслонка 18 с помощью шарнирного 20 и грузового прижимного 21 устройств возвращаются в исходное положение.With the normalization of the pressure in the exhaust duct of the cover 23 with sealing elements 24 under the action of gravity, and the valve 18 using the hinged 20 and the cargo pressure device 21 is returned to its original position.

Claims

1. The exhaust duct of the steelmaking unit, containing an umbrella, flues with control valves, temperature and pressure sensors, a fabric filter with a dust hopper equipped with a dust discharge system with a drive, a smoke exhaust and a chimney, characterized in that it is equipped with a safety valve, a hopper for the dust is equipped with a vibrator and sensors of the upper and lower levels of dust, the dust discharge system drive is equipped with a power consumption sensor, the smoke exhaust is equipped with a position sensor, the vibrator is interlocked with the sensor by the required power of the drive of the dust discharge system, and the drive of the dust discharge system is interlocked with sensors for upper and lower dust levels and a smoke exhaust sensor.

2. The gas exhaust path according to claim 1, characterized in that the safety valve is installed on the fabric filter housing.

3. The gas outlet duct according to claim 1, characterized in that the safety valve is equipped with a shutter with a sealing element, hinged and cargo clamping devices, while the shutter has windows with hinged covers and sealing elements.