Устройство для подачи дутья в доменную печь

От блока воздухонагревателей горячее дутьё подается в доменную печь по системе трубопроводов, включающей в себя трубопровод горячего дутья от воздухонагревателей к доменной печи, кольцевую трубу горячего дутья, фурменных рукавов и фурменных приборов.

Трубопроводы имеют сварные кожухи, выполненные из стальных листов толщиной 8…12 мм. Для сокращения потерь теплоты при футеровке уделяется значительное внимание теплоизоляции.

Футеровки воздухопроводов горячего дутья осуществляют в четыре оката (рис. 30). При температуре дутья 1200…1400 ^○С в двух (внутренних) окатах используются муллитокорундовые изделия марки МКВ-72 по ГОСТ 20901-75, в следующих окатах – каолиновые изделия марки КЛ-1,3 и шамотные изделия марки ШЛБ-1,0 или ШЛБ-0,8 по ГОСТ 5040-68 с размерами по ГОСТ 8691-73. При температурах до 1200 ^○С в первом окате используется изделия марки МЛВ-62, во втором – шамотные изделия марки ШВ-37 по ГОСТ 20901-75, а во внешних окатах – легковесы, как и в предыдущем варианте.

Для трубопроводов большего диаметра кладка выполняется целиком из клиновых кирпичей с толщиной окатов 100…200 мм, изготовляемого по чертежам заказчика. Между кладкой и кожухом воздухопровода горячего дутья укладывают слой асбестового картона толщиной 25…60 мм по ГОСТ 2850-75. Кладка ведется на растворах, соответствующих по огнеупорности кирпичу.

Температурный шов в кладке – 40 мм и заполняется асбестовым шпуром; температурные швы каждого оката перекрываются кладкой следующего. Расстояние между швами и их количество устанавливается проектом.

Большая длина воздухопроводов горячего дутья, предопределяемая расстоянием от воздухонагревателей до печи, требует компенсации температурного расширения, как кладки, так и кожуха. По длине воздухопровода горячего дутья устанавливают несколько компенсаторов. Кладка в районе компенсаторов показана на рис. 30.Компенсационный зазор каждого ряда перекрывается кладкой соседнего и заполняется высокоглиноземистой ватой. Величина зазора устанавливается проектом.

Кладку кольцевых рядов ведут по шаблону. Одновременно с футеровкой прямого воздухопровода выполняют футеровку арок люковых отверстий. Футеровку патрубков осуществляют перед выполнением кладки кольцевого воздухопровода.

РИСУНОК «СХЕМА КЛАДКИ ВОЗДУХОПРОВОДА ГОРЯЧЕГО ДУТЬЯ»

Для сопряжения патрубков горячего дутья с прямым воздухопроводом, идущим вдоль воздухонагревателей, отдельные кирпичи тщательно притесывают и расклинивают ряды. Если в местах сочлинений применяют футеровачные плиты, то они защищаются одним или двумя окатам шамотных изделий марки ШБ.

Подвод горячего дутья к кольцевому воздухопроводу в одной точке и недостаточная удаленность смесителя от места стыковки приводит к значительной объёмной и температурной неравномерности дутья, подаваемого в фурмы по окружности печи. На больших печах встречаются подводы горячего дутья в кольцевой воздухопровод в двух точках и направлении, перпендикулярном к плоскости кольца, но оптимальное решение подвода горячего дутья кольцевой воздухопровод еще не найдено.

РИСУНОК «СХЕМА ТРУБЫ ВЗЯТИЯ ПЕЧИ НА ТЯГУ»

От кольцевого воздухопровода размеры которого определяются конструктивно, дутье подается в доменную печь фурменными устройствами, схема которых не изменяется десятилетиями (рис.32). Повышение температуры и давления дутья, содержания в нем кислорода, а также введение дополнительного топлива в фурму приводит к существенным конструктивным изменениям фурменного прибора: увеличивается толщина футеровки в патрубках, подвижном и неподвижном коленах, футеруется сопло, охлаждаются фланцы подвижного колена и сопла, что снижает вероятность продувов в месте контакта подвижных частей фурменного устройства.

Предпринимаются попытки использовать неподвижное колесо как тарированный участок для изменения содержания воздуха, проходящего через фурму.

Схема представляет собой сварную конструкцию со стенкой толщиной 12…16 мм, изнутри футерованным огнеупором, что увеличивает срок его службы и сокращает потери теплоты. Полностью охлаждаемыми элементами фурменного прибора являбтся телескопически соединенные амбразура, фурменный холодильник и фурма. Амбразура крепится болтами к стальному литому фланцу. Плотность установки амбразуры и воздушных фурм обеспечиваются конической заточкой.

Подвижное колено удерживаются натяжным устройством и шарнирными подвесками с клиньями. Их фланцы выполнены в виде шлифованных шаровых заточек, что обеспечивают плотность и возможность установки даже при некоторых отклонениях параметров фурменного прибора при монтаже и эксплуатации, а также возможность быстрой смены вышедших из строя деталей воздушных приборов.

Постоянное абразивное воздействие на тело фурмы, выдвинутой в горн печи за пределы огнеупорной кладки, периодическое попадание на фурму жидких продуктов плавки, дефекты в конструкции, неправильная организация потока охлаждающей воды, высокая ее жесткость и загрязненность, а также ошибки в технологии доменной плавки часто вызывают выход из строя воздушных фурм. Наиболее уязвим низ тела фурмы у ее среза.

Значительного продления срока службы воздушных фурм добились (применив конструкцию комбината "Запорожсталъ") за счет утолщения окошенного среза фурмы и направления потока дутья вниз под углом 3-7°, а также за счет подвода потока охлаждающей воды к срезу фурмы и интенсивного кольцевого движения его в полости, ограниченной диафрагмой. Однако при использовании воды с высокой степенью загрязнения наличие диафрагмы приводит к ухудшению условий службы воздушных фурм.

РИСУНОК «СХЕМА ФУРМЕННОГО ПРИБОРА»

С момента начала использования природного газа в качестве дополнительного топлива воздушная фурма стала не только сменным элементом фурменного прибора, но и топочным устройством, где газ смешивается с потоком дутья и сжиганием (рис. 33).

РИСУНОК «СХЕМА ПОДВОДА ПРИРОДНОГО ГАЗА В ДУТЬЁ»

Метода подвода газа существенно влияют на эффективность его использования. При ограниченном пространстве и значительных расходах газа выбор оптимальной конструкции подвода газа в поток дутья является сложной задачей.

При конструировании подвода природного газа следует учитывать, что для лучшего смешивания потока дутья и вдуваемого газа необходимо ввод газа располагать как можно дальше от среза фурмы. Однако не следует забывать, что даже небольшие неплотности в месте контакта фурмы и сопла ведут к возгоранию природного газа, неблагоприятно действующему на работу фурменного прибора.

Конструкция подвода газа в поток дутья должна обеспечивать максимальное их смешивание, что хорошо достигается в фурмах (см. рис. 33), где выходной конец газоподводящей трубки загнут навстречу потоку дутья. Однако при взятии печи на тягу и при смене воздушных фурм этот вывод разрушается.

Вопросы для самоконтроля

1. Как футеруется воздухопровод горячего дутья?

2. Чем компенсируется температурный рост кладки во время разогрева до рабочих температур?

3. Какова конструкция компенсатора линейных изменений кожуха воздухопровода горячего дутья и кладка в его районе?

4. Как выполняются сопряжения патрубков горячего дутья о прямым воздухопроводом?

5. Как устроена труба взятия на тягу?

6. В чем заключается проблема смешивания холодного и горячего дутья?

7. Как выполняется футеровка патрубков с кольцевым воздухопроводом?

8. Из каких частей состоит фурменное устройство?

9. Как обеспечивается плотность соединения подвижных элементов фурменного устройства?,-

10. Чем определяется место и метод ввода природного газа в поток дутья?

11. Как определить количество и диаметр воздушных фурм?

12. Методы интенсификации охлаждения воздушной фурмы.

Литература

1. Вегман Е.Ф., Карабин В.Н., Гшхвиснев А.Н,, Юофин Ю.С. Металлургия чугуна. - М.: Металлургия, 1977. - С.353-359.

2. Ефименко Г.Г., Гиммельфарб А.А., Левченко В.Е. Металлургия чугуна. - М.; Металлургия, 1961. - С.363-365.

3. Андоньев СМ., Фидипьев О.В., Кудивов Г.М. Охлаждение доменных печей. -М.: Металлургия, 1972.-- С.260-296.

4. Инструкция по футеровке и сушке доменных печей и их вспомогательных устройств. - М,: Минчермет СССР, 1978. - С.27-29,

5. Остроухов М.Я., Шпарбер Л.Я.: Справочник мастера-доменщика. -М.: Металлургия, 1977. - C.III-II5.

6. Металлические конструкции: Справочник проектировщика / Под ред.: Н.П.Мельникова. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Стройиздат, 1980. -'; С.363-365.