SU1691683A1 - Устройство дл нагрева скрапа дымовыми газами электросталеплавильной печи - Google Patents

Abstract

Изобретение относитсч к металлуржи, конкретно к подготовке металлошихты перед плавкой в электропечах. Цель изобретени  - повышение теплотехнической эффективности устройства дл  нагрева скрапа путем уменьшени  перетоков технологиче ских газов из верхней части корзины в каме ры Устройство включает стационарную камеру 1 с газоотвод щим патрубком 10 в днище корзины 2, объемную крышку 4 с газоподвод щим патрубком 9. Элементы уплотнени  между крышкой 4 и фпанцем корзины 2 образуют коллектор, состо щий из двух криволинейного профил  пластин, изогнутых таким образом, что между их свободными концами имеетс  щель, при этом их другие концы закреплены на крышке 4 причем между ними в крышке выпопнены отверсти , соедин ющие с атмосферой полость коллектора Ширина щелч между свободными торцами ппастин при рабо чем положении крышки 4 составл ет 0,8- 1.2 величины максимального зазора между их торцами1 и поверхностью фланца корзины 2. а суммарна  площадь проходных отверстий в крышка 4 - 2,0-3 О площади проходного сечени  щели 1 з п ф 2 пл г2 табл О ю ON 00 СО

Description

r.-,. -./;

Изобретение относитс  к металлургии, а именно к подготовке металлошихты перед плавкой в электропечах.

Цель изобретени  - повышение теплотехнической эффективности устройства дл  нагрева скрапа путем уменьшени  перетоков технологических газов из верхней части корзины в камеру.

На фиг.1 изображено устройство, общий вид; на фиг.2 - узел I на фиг.1.

Устройство состоит из стационарной камеры 1, скраповой корзины 2 с фланцем 3, крышки 4 с кольцевым коллектором 5, состо щим из двух одинаковых криволинейного профил  пластины 6, изогнутых таким образом , что между их свободными концами имеетс  щель 7. При этом их другие концы закреплены на-крышке 4.

В крышке 4 между закрепленными торцами пластин 6 выполнены отверсти  8, раз- мещенные вдоль оси коллектора 5 и соедин ющие его полость с атмосферой. Крышка соединена с дымовым трактом печи дымоходом 9. В камере 1 имеетс  отверстие , к которому подсоедин ют патрубок 10 дл  отвода дымовых гаэ,ов. Между камерой 1 и крышкой 4 имеетс  гидрозатвор 11.

Оптимальна  ширина щели 7 между свободными торцами пластин 6 составл ет 0,8-1,2 величины максимального зазора между торцами пластины 6 и фланцем 3 корзины 2, а оптимальна  суммарна  площадь проходных отверстий 8 в крышке 4 составл ет 2,0-3,0 площади проходного сечени  щели 7.

Устройство работает следующим образом .

После установки корзины 2 со скрапом в камеру 1 нагрева опускают крышку 4. При опускании кра  крышки 4 вход т в ванну гидрозатвора 11 на камере 1. По импульсу замыкани  гидрозатвора 11 включаетс  циркул ционный контур дыма, создава  разрежение в дымовом тракте, определ емое разрежением в точке отбора дыма и сопротивлением дымоходов Под вли нием разрежени  воздух через отверсти  8 засасываетс  в коллектор 5 и выходит через щель 7, сдува  мусор и пыль с фланца 3 корзины 2. Пластины 6 криволинейного профил  упруго сжимаютс  под вли нием веса крышки 4, обеспечива  максимальный зазор между фланцем 3 и нижним торцом коллектора 5. При включении установки в работу, т.е. при подаче дымовых газов от металлургического агрегата в дымовой патрубок 9, они поступают в корзину 2 и. пройд  через слой скрапа, выход т в камеру 1 через зазор между раскрывающимс  днищем и корпусом корзины 2 и отвод тс  через патрубок 10.

При работе установки под крышкой 4 над скраповой корзиной 2 устанавливаетс 

разрежение, равное сопротивлению дымового тракта от печи до установки нагрева лома, практически на уровне 400-1000 Па. В полости камеры 1 разрежение равно разрежению над корзиной 2 плюс сопротив0 ление сло  лома и сопротивление выхода дыма из скраповой корзины 2, т.е. примерно на уровне 1500-3000 Па. Под вли нием разницы в разрежении дым из-под средней полости крышки 4 стремитс  выйти во

5 внутреннюю полость камеры 1. Одновременно атмосферный воздух через отверсти  8 в крышке 4 под воздействием разрежени  по обе стороны кольцевого коллектора 5 заходит в полость коллектора 5 и через щель

0 7 выходит на границу коллектор 5 - фланец 3 скраповой корзины 2, предотвраща  возможность проникновени  дыма через указанный стык.

По окончании цикла нагрева установка

5 отключаетс  от дымового тракта, крышка 4 поднимаетс , скрапова  корзина 2 извлекаетс  из камеры 1 с помощью крана и поступает дл  завалки ее содержимого в печь. Криволинейный профиль пластины и

0 выполнение ее из упругого жаропрочного материала позвол ют обеспечить контакт ее торца с поверхностью фланца на всей длине уплотнени , а размещение двух пластин симметрично и навстречу одна другой

5 гарантирует механическую прочность лабиринта при полной нагрузке на него крышки во врем  установки на фланец при достаточной упругости пластин, так как при упоре одна с другой торцами две пластины пре0 дращаютс  в достаточно прочную коробчатую конструкцию.

По практическим услови м изготовлени  отдельных элементов установки (обработка поверхности фланца, точность

5 изготовлени  пластин и т.п.), а также ее эксплуатации (чистота поверхности, равномерность стыка по всему периметру крышки) рассчитывать на абсолютно герметичный стык торцов пластин с поверхностью флан0 ца не приходитс :по имеющимс  аналогам зазор между торцом пластины и поверхности фланца может достигать 1-2 мм, что при сопротивлении сло  шихты 200 Па приводит к перемоткам достаточно большого ко5 личества гор чих газов.

Дл  предотвращени  этих перетоков предусматриваетс  сохранение щели между торцами пластин при рабочем (полностью нагруженном) положении крышки. котора  значительно увеличивает сопротие

ление зазора состо щего из двух идентичных сужений, и одновременно  вл етс  устьем щелевого сопла дл  организации газодинамической завесы в полости зазора. Источником образовани  завесы может служить атмосферный воздух, если соединить отверсти ми в крышке полость, образуемую пластинами лабиринтного уплотнени , с атмосферой , так как разрежение между торцами пластин достаточно дл  образовани  соответствующего потока воздуха без дополнительных энергозатрат.

Используемый дл  создани  газодинамической завесы воздух при протоке через камеру лабиринтного уплотнени  будет охлаждать пластины, особенно в зоне торцов, где скорость его максимальна , что повышает надежность эксплуатации уплотнени . Кроме того, воздушна  стру , создающа  завесу, будет способствовать очистке поверхности фланца в месте стыковки с крышкой от мусора и частиц скрапа. Эффективность герметизации стыка крышки с корзиной в значительной степени определ етс  величиной щели между торцами пластин и величиной отверстий в крышке. Дл  получени  двойного эффекта местного сопротивлени  ширина щели между торцами пластин должна быть несколько больше толщины газовой струи, величину которой определ ет зазор между торцами пластин и фланцем.

Дл  создани  достаточно эффективной газодинамической завесы ширина щели может не превышать величину зазора, что существенно с точки зрени  ограничени  расхода воздуха. При этом суммарное сечение отверстий в крышке должно быть значительно больше площади щели. В то же врем  при выборе размера отверстий необходимо иметь в виду, что в нагруженном состо нии (при посадке крышки в рабочее положение или неплотной посадке из-за попадани  крупного мусора под уплотнение в так называемом нештатном положении) величина щели в 3-4 раза больше, чем в рабочем , и в этой ситуации расход воздуха на завесу при неограниченном сечении отверстий может достигнуть величин, эквивалентных протекающему газу, что приводит к резкому увеличению нагрузок на газоотво- д щий тракт и ухудшает эффективность работы всей системы. По этой причине необходимо выбрать суммарную площадь сечени  отверстий, котора  бы не преп тствовала созданию эффективной завесы при рабочем положении крышки и ограничивала подсос воздуха в систему при нештатном ее положении.

Из указанных соображении размер ще ли между торцами пластин в рабочем положении крышки установлен 0,8-1,2 от величины зазора между пластинками и 5 фланцем, а площадь суммарного сечени  отверстий в крышке установлена 2,0-3,0 площади проходного сечени  щели в этом положении крышки.

Обоснованность выбора указанных па0 раметров подтверждаетс  данными табл.1, в которой показана зависимость соотношени  величины перетока гор чих газов Уп к общему количеству поступающих газов Уг и соотношени  расхода воздуха на создание

5 завесы Ув к количеству поступающих газов Уг, характеризующих эффективность уплотнени , от отношени  ширины щели между свободными торцами пластин щ к величине зазора между торцом пластин и пооерхно0 стью фланца корзины при рабочем положении крышки з, а также данными табл.2, в которой показана зависимость соотношени  расхода воздуха на создание завесы Ув к количеству поступающих газов Уг от соот5 ношени  суммарной площади сечени  отверстий в крышке FK к площади щели Рщ при оптимальном соотношении 1 щ:1-з в рабочем и нештатном положени х крышки.

Как следует из приведенных в табл.1

0 данных при соотношении : U 0,6 переток гор чих газов через уплотнение, мину  лом, достигает 20%, что снижает эффективность нагрева лома. Кроме того, из-за паразитного нагрева газа перед рецирку5 л ционным дымососом по услови м работы последнего нагрев лома будет прекращен до достижени  оптимальной температуры. После достижени  соотношени  : 0,8 величина протока гор чих газов резко

0 снижаетс  и после соотношени  1,2 эта величина практически стансвитс  малосущественной . Однако одновременно расход подсасываемого воздуха в систему после соотношени  1,2 начинает резко возра5 стать. Часть этого воздуха неизбежно разбавл ет гор чий газ, нагревающий лом, что снижает тепловую эффективность работы. Оставша с  часть подсосанного воздуха через рециркул ционный дымосос идет не0 посредственно в камеру дожигани , разбавл   и снижа  температур/ гор чих газов, отбираемых дл  подогрева лома.

Таким образом, оптимальным с точки зрени  тепловой эффективности подогрева

5 лома  вл етс  соотношение 0,8-1,2. Что касаетс  отношени  суммарного сечени  отверстий в крышке к площади проходного сечени  щели, то из анализа табл.1 следует, что оптимальным дл  уплотнени   вл етс  соотношение Ув . Уг 0,02 - 0,09 и

Claims (2)

1. как свидетельствуют экспериментальные данные, приведенные в табл.2, желаемое соотношение потоков не будет нарушатьс  при соотношени х F : F 2 - 3. Следовательно , отмеченный диапазон соотношений F : F 2 - 3 будет оптимальным. Формула изобретени  1. Устройство дл  нагрева скрапа дымовыми газами электросталеплавильной печи, включающее стационарную камеру с газо- отвод щим патрубком в днище, съемную крышку с газоподвод щим патрубком, корзину и кольцевое лабиринтное уплотнение между крышкой и фланцем корзины, отличающеес  тем, что, с целью повышени  теплотехнической эффективности устройства дл  нагрева скрапа путем уменьшени  перетоков технологических газов из верхней части корзины в камеру без дополни0

   5

   0

   тельных энергозатрат, устройство снабжено двум  криволинейного профил  пластинами , а в крышке выполнены отверсти , причем пластины закреплены верхними торцами на крышке печи с образованием щели между их свободными торцами и образуют коллектор, состо щий из этих пластин и внутренней поверхности крышки, а отверсти  расположены между верхними торцами пластин.
2. 2. Устройство поп.1,отличающее- с   тем, что ширина щели между свободными торцами пластин при рабочем положении крышки составл ет 0,8-1,2 величины максимального зазора между их торцами и поверхностью фланца корзина, а суммарна  площадь проходных отверстий в крышке - 2,0-3,0 площади проходного сечени  щели .

   Таблица 1

   Таблица 2

   t

   /

   У///////////Л

   Рморзины 4м

   V

   Y/Sy.

   фиг.2.

   У/7/////7/////Л

   Рнамеры

   /

   .

   У///////7///

   4