RU9447U1 - Центральный горновой желоб доменной печи для выпуска титанистых продуктов плавки - Google Patents

Abstract

1. Центральный горновой желоб доменной печи, состоящий из металлического воздухоохлаждаемого кожуха, шамотной футеровки из штучных огнеупоров, защитного и рабочего слоев из набивной футеровки, разделительного устройства, включающего в себя "скиммер" с каналом для прохода чугуна, распределительную коробку, чугунный и шлаковый перевалы, отличающийся тем, что воздушное охлаждение металла кожуха выполняют регулируемым, причем во время выпуска чугуна и шлака каналы для прохода воздуха полностью открывают и охлаждение максимальное, а в период между выпусками, когда приход тепла с жидкими продуктами плавки прекращен и происходит наиболее интенсивное выделение "гренали" и зарастание желоба, каналы для прохода воздуха охлаждения закрывают и охлаждение минимальное.2. Желоб по п.1, отличающийся тем, что длину канала для прохода чугуна в распределительное коробку устанавливают в пределах 500 - 800 мм, а поперечные размеры канала - не менее 200•300 мм.3. Желоб по п.1, отличающийся тем, что в разделительной части желоба отношение его ширины вверху к ширине внизу (d/d) составляет 1,75 - 1,80.4. Желоб по п. 1, отличающийся тем, что длину желоба устанавливают в пределах 7 - 10 мм.

Description

МПК6 с 21 В 7/14

Центральный горновой желоб доменной печи для выпуска титанистых продуктов плавки

Полезная модель относится к черной металлургии, в частности, к доменному производству, и может быть использована для выпуска титанистых продуктив плавки из доменной печи при проплавке титаномагнетитового железору того сырья.

Известна конструкция центрального горнового желоба, включающая в себя металлический кожух, слой листового асбеста, шамотную футеровку, набивную углеродистую футеровку, распределительное устройство, включающее в себя «скиммер с каналом для прохода чугуна, распределительную коробку, чугунный и шлаковый перевалы 1. Недостатком данной известной конструкции является низкая стойкость набивной углеродистой футеровки, а как следствие - высокий расход массы на тонну чугуна, высокая трудоемкость работ по ремонту и замене футеровки.

Известна конструкция центрального горнового желоба, который с целью улучшения разделения чугуна и шлака снабжен дополнительной «скиммерной плитой 2. Недостатком известной конструкции является то, что при выпуске титанистых продуктов плавки, вследствие их пониженного физического нагрева, дополнительный «скиммер ускоряет зарастание желоба и перестает выполнять свою роль, что подтверждается опытной эксплуатацией указанной конструкции на НТМК.

Известна конструкция центрального горнового желоба, который с целью повышения эффективности разделения чугуна и шлака снабжен дополнительным «скиммером с жестко закрепленной на нем заслонкой. «Скиммер погружен в расплав и под действием гидростатических сил может перемещаться вверх и вниз, частично перекрывая заслонкой сечение шлакоотводящего желоба 3. Недостатки аналогичны конструкции желоба, изложенной в литературном источнике 2.

Известна конструкция центрального горнового желоба, который выполнен Г-образной формы с целью уменьшения потерь металла со шлаком при выпуске из доменной печи 4. В этой конструкции часть шлакового желоба после шлакового перевала выполнена увеличенной по ширине, а дно этой части желоба выполнено с уклоном в сторону горнового желоба для возврата капель чугуна, выносимых со шлаком, и осаждающихся в уширенной части шлакового желоба. Недостатком указанной конструкции при выдаче титанистых продуктов плавки является его зарастание сверху с образованием плотной «крыши из застывшего шлака и, как следствие, увеличение трудоемкости работ по подготовке желоба к выпуску. Стойкость футеровки также низкая.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому по технической сущности является конструкция желоба, применяемая на доменных печах НТМК с 1996 г. и выполненная при участии инофирмы «Техсервис, ЛТД 5. Центральный горновой желоб включает в себя охлаждаемый металлический кожух с естественной нерегулируемой циркуляцией воздуха, слой листового асбеста, шамотную футеровку, защитный и рабочий слои, выполненные из набивных огнеупорных масс, распределительное устройство, включающее в себя « скиммер с каналом для прохода чугуна, распределительную коробку, чугунный и шлаковый перевалы. Стойкость рабочего слоя достаточно высока, конструкция желоба вполне удовлетворяет требованиям при выдаче из доменной печи передельного (литейного) чугуна и шлака. Однако выдача титанистых продуктов от плавки титаномагнетитового железорудного сырья (например, сырья Качканарского ГОКа) при указанной конструкции желоба затруднена в силу специфических особенностей проплавки и выпуска указанных продуктов плавки. Эти трудности обусловлены наличием в сырье и конечных продуктах плавки тугоплавких оксидов магния, алюминия и титана. Особенно неблагоприятное влияние оказывают окислы титана (в конечном шлаке - до 10% TiOi) и его соединения с другими элементами, в частности, карбонитриды титана. Как в самой доменной печи, так и в желобе на выпуске образуется свойственное только плавке титаномагнетитов соединение («греналь), представляющая собой совокупность капель чугуна в оболочке из карбонитридов титана. В ходе выпуска и особенно между выпусками идет интенсивное осаждение «гренали на дно и стенки желоба, особенно в его конечной части и в канале для прохода чугуна, что приводит к уменьшению сечения канала, значительному уменьшению емкости желоба, ухудшению разделения чугуна и шлака и увеличению потерь чугуна со шлаком. Нередки случаи полного зарастания канала, выхода чугуна на рабочие площадки литейного двора и аварийного закрытия выпуска. Скорость осаждения «гренали и зарастания желоба увеличивается с увеличением интенсивности охлаждения металлического кожуха желоба. При удалении «гренали разрушается пригодный для эксплуатации рабочий слой огнеупорной футеровки желоба и футеровка «скиммерной плиты, что ведет к повышенному расходу массы на ремонт желоба и увеличивает трудоемкость ремонта желобов.

При выдаче титанистых продуктов плавки в разделительной (конечной) части горнового желоба вследствие значительной его длины (ISIS м) перемешивание чугуна и шлака прекращается, движение их носит ламинарный характер. При этом между чугуном и шлаком образуется так называемый «промежуточный слой, представляющий собой шлако-чугунную смесь, создаваемую карбонитридами титана. В ходе выпуска в результате поступления «гренали из горна печи толщина «промежуточного слоя увеличивается, и при достижении шлакового перевала идет интенсивное поступление шлакочугунной смеси через перевал в шлаковые чаши, что ведет к резкому увеличению потерь металла со шлаком.

Таким образом, зарастание желоба и высокие потери металла со шлаком - основные недостатки конструкции, препятствующие ее применению при плавке титаномагнетитового сырья.

Задачей полезной модели является предотвращение зарастания желоба в районе «скиммера как в ходе выпуска, так и между выпусками, снижение на этой основе аварийности, трудоемкости при подготовке выпуска и снижение до нормативных величин потерь металла со щлаком.

Центральный горновой желоб доменной печи содержит металлический кожух 1, огнеупорную футеровку 2 из штучных шамотных огнеупоров, защитного и рабочего слоев набивной футеровки, чугунный 3 и шлаковый 4 перевалы, «скиммерную плиту 5 с каналом 6 для прохода чугуна в распределительную коробку 7. С боковых сторон желоба в перекрытии 8 выполнены каналы 9 для воздушного охлаяд ния. Интенсивность охлаждения регулируется с помощью жалюзи 10, расположенных в верхней части желоба.

В предложенной конструкции желоба эта задача решается следующим образом. В конструкцию центрального горнового желоба, состоящего из охлаждаемого металлического кожуха, щамотной футеровки, защитного и рабочего слоев, выполненных из набивных огнеупорных масс, распределительного устройства, включающего в себя «скиммер с каналом для прохода чугуиа, распределительную коробку, чугунный и щлаковый перевалы, вводится регулируемое воздущное охлаждение. За счет уменьщения толщины «скиммера канал для прохода жидкого чугуиа имеет длину (с) от 500 до 800 мм при поперечных размерах (а х Ь) не менее 200x300 мм (у базовой модели эти размеры соответственно равны 1000 и 200x250 мм). Длина желоба (/) от футляра чугунной летки до «скиммера устанавливается в пределах от 7 до 10 м (у базовой модели длина равна не менее 13 м). Желоб имеет больщий фазвал стенок. При его постоянной глубине (Я) отнощение ширины желоба вверху в его разделительной части к ширине внизу (d I di) составляет не менее 1,75-1,80 (у базовой модели оно равно 1,70).

Патентуемая конструкция желоба поясняется чертежами, на которых показаны:

фиг. 1 - изображен продольный разрез желоба;

фиг. 2 - изображен поперечный разрез желоба;

фиг. 3 - изображена схема регулируемого охлаждения желоба.

При эксплуатации желоба в нем происходят следующие процессы. Во время выпуска температура в желобе достаточно высока за счет постоянного прихода физического тепла от жидких продуктов плавки, выдаваемых из печи, что исключает или резко уменьшает процесс осаждения «гренали на дно и стенки желоба. Во время выпуска, когда на дно и стенки действуют

максимальные тепловые нагрузки, для уменьшения разгара (pyrepv bKii охлаждс1 ие желоба поддерживается на максимальном уровне без опасения снижения температуры в желобе. Как показали опытные плавки, при предложенной длине (7-10 м) и форме поперечного сечения желоба (d / d2 1,751,80) в его разделительной части частично сохраняется возмущающее действие струи чугуна, выходящей из чугунной летки. Этого достаточно, чтобы смывать «греналь, разрущать образующуюся сверху щлакометаллическую корку г редотвращать за)астание канала и разделительной жепобя После Закрытия выпуска, когда приход тепла с жидкими продуктами плавки прекращается, происходит понижение температуры в желобе и возникают благоприятные условия для осаждения «гренали и зарастания желоба. Уменьшая наружное охлаждение в периоды между выпусками за счет перекрытия части каналов, процесс осаждения «гренали замедляют. Уменьшенная длина канала в «скиммере (500-800 мм) для прохода чугуна и увеличение его поперечных размеров (200x300 мм) предотвращают полное перекрытие канала за время между выпусками. При открытии выпуска канал размывается, и выпуск идет нормально, без осложнений и опасности выхода продуктов плавки через борта желоба.

.Таким образом, заявляемая конструкция центрального горнового желоба полностью выполняет поставленную задачу и обеспечивает проведение безаварийного выпуска титанистых продуктов плавки.

Заявляемое техническое решение не известно в Российской Федерации и за рубежом и отвечает требованиям критерия «новизна.

Заявляемое техническое решение может быть реализовано промышленным способом на доменных печах, работаюших на титаномагнегитовом железорудном сырье, и отвечает требованиям «промышленная применимость.

Используемая литература:

1.Чертежи центрального горнового желоба, применяемого на доменных печах НТМК до 1996 г.

2.А. с. 573503, кл. С21В 7/14, опубл. в БИ №35, 1977 г.

3.А. с. 1285003 А1, кл. С21В 7/14.

4.Чертежи центрального горнового желоба, находившегося в опытной эксплуатации на доменных печах НТМК в 1973/74 гг.

5.Чертежи центрального горнового желоба, применяемого на доменных печах НТМК с 1996 г.

Claims (4)

1. Центральный горновой желоб доменной печи, состоящий из металлического воздухоохлаждаемого кожуха, шамотной футеровки из штучных огнеупоров, защитного и рабочего слоев из набивной футеровки, разделительного устройства, включающего в себя "скиммер" с каналом для прохода чугуна, распределительную коробку, чугунный и шлаковый перевалы, отличающийся тем, что воздушное охлаждение металла кожуха выполняют регулируемым, причем во время выпуска чугуна и шлака каналы для прохода воздуха полностью открывают и охлаждение максимальное, а в период между выпусками, когда приход тепла с жидкими продуктами плавки прекращен и происходит наиболее интенсивное выделение "гренали" и зарастание желоба, каналы для прохода воздуха охлаждения закрывают и охлаждение минимальное.

2. Желоб по п.1, отличающийся тем, что длину канала для прохода чугуна в распределительное коробку устанавливают в пределах 500 - 800 мм, а поперечные размеры канала - не менее 200•300 мм.

3. Желоб по п.1, отличающийся тем, что в разделительной части желоба отношение его ширины вверху к ширине внизу (d₁/d₂) составляет 1,75 - 1,80.

4. Желоб по п. 1, отличающийся тем, что длину желоба устанавливают в пределах 7 - 10 мм.