Схемы охлаждения

В процессе кислородной продувки из конвертера выделяются газы, которые необходимо удавливать, охлаждать и очищать. Основными элементами газоотводящего тракта являются: охладитель, система газоочистки, дымососная установка.

Газы из конвертера отводят различными способами, из которых принципиально отличны: а) отвод с доступом воздуха; б) отвод без доступа воздуха.

Между конвертером охладителем предусмотрен зазор для обеспечения надежного поворота конвертера при загрузке скрапа, заливке чугуна, а также для выпуска стали и слива шлака. При отводе газов с доступом воздуха в зазоре всегда должно поддерживаться разрежение, при котором обеспечивается отвод в охладитель всех газов, выходящих из конвертера в период кислородной продувки. При этом неизбежно по периметру газовой струи подсасывается наружный воздух, что приводит к немедленному сгоранию периферийных слоев газового потока. Длина пути, при котором происходит полное молярное перемешивание воздуха с газом, равна примерно десятикратному диаметру горловины. При наличии турбулизирующих потоков эта величина значительно уменьшается.

На многих установках в последние годы, особенно когда для охлаждения газов используют котлы-утилизаторы, стремятся регулировать и свести к минимуму подсос воздуха, т. е. величину подcoca ограничивают теоретически необходимым для сгорания газа количеством воздуха. Для этого к нижней части охладителя подвешивают передвижной водоохлаждаемый фартук, которым перекрывают полностью или частично зазор между конвертером и охладителем. Однако это не исключает подсос воздуха и, следовательно, сгорания конвертерных газов.

При подмешивании воздуха газы, выходящие из конвертера, полностью над ним сгорают. В этом случае охлаждают, очищают и выбрасывают в атмосферу продукты сгорания конвертерных газов.

При отводе газов из конвертера без доступа воздуха охлаждают и очищают конвертерные газы. Между конвертером и охладителем поддерживают небольшое давление, чтобы исключить подсос воздуха. При работе по этой схеме, как подробно описано ниже, в начале и конце продувки возможны периоды, когда выделяющиеся из конвертера газы отводят с подсосом наружного воздуха. При этом через газоотводящий тракт проходят продукты сгорания, а в средний период продувки – конвертерные газы, т. е. через охладитель и систему газоочистки периодически проходят конвертерные газы и их продукты сгорания.

В схемах охлаждения с подмешиванием воздуха к конвертерным газам различают устройства с полным сжиганием окиси углерода и устройства, в которых происходит значительное разбавление газов воздухом и впрыскивают воду. В этом случае содержание окиси углерода в период максимальной скорости выгорания углерода ниже взрывоопасных концентраций, при этом обеспечивается безопасная работа всего газоотводящего тракта (охладителя, системы газоочистки, дымососа, дымовых труб).

Схемы охлаждения с доступом или без доступа воздуха проектируют с использованием тепла газов и без использования. При вариантах с использованием тепла охладители представляют собой котлы-утилизаторы радиационно-конвективного или радиационного типов. В первых продукты сгорания охлаждаются до 250-400° С, а во вторых – примерно до 1000° С при последующем впрыскивании воды.

При варианте охлаждения без утилизации тепла охладители представляют собою газоходы для отвода и охлаждения продуктов сгорания, как правило, с водоохлаждающими металлическими стенками (трубчатыми или панельными).

Под утилизацией понимают использование тепла конвертерных газов или их продуктов сгорания для нужд предприятия или для выработки электроэнергии. Под полной утилизацией понимают использование тепла конвертерных газов или продуктов их сгорания при охлаждении до оптимальных температур, определяемых технико-экономическими расчетами.

При подмешивании к газам воздуха (количество воздуха нерегулируемое или регулируемое) с сжиганием окиси углерода применяют следующие охладители:

1. Радиационно-конвективные котлы-утилизаторы с принуди-тельной циркуляцией, в которых используется тепло газов, охлаждающихся до 250-350° С.

2. Радиационные охладители с принудительной циркуляцией, в которых используется тепло газов, охлаждающихся до 1000°С,с последующим впрыскиванием воды.

3. Радиационные котлы-утилизаторы с естественной циркуляцией, в которых газ охлаждается примерно до 1000° С и вырабатывается пар давлением 0,1Мн/м² (1 ат), обычно не используемый, и с последующим впрыскиванием воды.

4. Водоохлаждаемые камины или колпаки (без утилизации тепла) с впрыскиванием воды и подсосом воздуха.

В отсутствие доступа воздуха и, следовательно, без сжигания окиси углерода охладители представляют собой:

1. Радиационные котлы-утилизаторы, в которых используется физическое тепло газов при их охлаждении примерно до 1000°С, с последующим впрыскиванием воды;

2. Водоохлаждаемые камины и камины с испарительным охла­ждением и с последующим впрыскиванием воды.