устройство для улавливания отходящих из конвертера газов

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УЛАВЛИВАНИЯ ОТХОДЯЩИХ ИЗ КОНВЕРТЕРА ГАЗОВ, содержащее стационарный колпак с башмаком в нижней части, соединенный с выполненной с возможностью вертикального перемещения и перекрытия горловины конвертора юбкой с горизонтальной верхней частью, уплотняющие затворы, приемник давления, отличающееся тем, что оно снабжено установленным на башмаке колпака соосно с его вертикальной осью водоохлаждаемым цилиндрическим защитным фартуком с расположенным в его верхней части горизонтальным козырьком, край которого обортован и обращен книзу, при этом край горизонтальной части юбки обортован и обращен книзу, а на башмаке колпака и горизонтальной части подвижной юбки установлено по цилиндрическому уплотняющему затвору с возможностью их контактирования с обортовкой края горизонтальной части юбки и обортовкой края горизонтального козырька защитного фартука соответственно, причем внешний диаметр горизонтального козырька защитного фартука составляет 10,3 1,05 внешнего диаметра расположенного на башмаке уплотняющего цилиндрического затвора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области черной металлургии и предназначено для улавливания отходящих газов из конверторов.

Известен конвертер с системой улавливания газов, в котором несгоревшие отработанные газы из кислородного конвертера отводятся в газоотводящий тракт с помощью специального устройства, регулирующего скорость газов и создающего разряжение в системе 1-10 мм вод.ст. Над горловиной конвертера устанавливается подвижный напыльник, который при опускании герметично закрывает горловину [1]

Недостатком этого конвертера, предусматривающего герметичное закрытие горловины, является неизбежное приваривание напыльника к горловине конвертера выбросами металла и шлака во время плавки, из-за чего его невозможно эксплуатировать в реальных производственных условиях.

Известен сталеплавильный агрегат, содержащий конвертер и устройство для улавливания отходящих газов с подвижным укрытием, установленным с кольцевым зазором между ним и конвертером, при этом кольцевой зазор, между укрытием в опущенном положении и горловиной конвертера в вертикальном положении выполнен с площадью 0,05-0,3 от площади выходного сечения горловины конвертера [2]

Недостатком устройства для улавливания отходящих газов с подвижным укрытием является то, что при верхнем ее положении, например, при заливке чугуна, завалке скрапа и в начальный момент продувки до момента "зажигания" плавки и опускания подвижного укрытия в крайнее нижнее положение, образуется большой зазор между колпаком и подвижным укрытием, через который происходит выбивание запыленных газов в цех.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство, состоящее из стационарного колпака, подвижной юбки, расширяющейся книзу, которая накрывает сверху верхнюю часть конвертера, не касаясь ее. Сочленение между юбкой и колпаком образовано при помощи жестко соединенного с колпаком кольца, к которому прикреплена складывающая завеса, нижний конец последней выправлен и закреплен на кольце, образуя головку воротника юбки. Для регулирования тяги оно снабжено приемником давления, расположенным в одной плоскости по окружности юбки [3]

Указанная конструкция имеет следующие существенные недостатки, определяемые низкой стойкостью складывающейся завесы из-за механического и термического износа и недостаточной, вследствие этого газоплотности затвора в течение длительной компании работы конвертера, из-за чего его невозможно эксплуатировать в реальных производственных условиях.

Целью изобретения является обеспечение надежного уплотнения, предотвращение износа уплотняющего затвора и ликвидации выбивания газов в цех через уплотняющий затвор.

Предложенное устройство отличается от прототипа тем, что оно снабжено установленным на башмаке колпака соосно его вертикальной оси водоохлаждаемым цилиндрическим защитным фартуком с расположенным в его верхней части горизонтальным козырьком, край которого обортован и обращен книзу, при этом край горизонтальной части юбки обортован и обращен книзу, а на башмаке колпака и горизонтальной части подвижной юбки установлено по цилиндрическому уплотняющему затвору с возможностью их контактирования с обортовкой края горизонтальной части юбки и обортовкой края горизонтального козырька защитного фартука соответственно, причем внешний диаметр горизонтального козырька защитного фартука составляет 1,03-1,05 внешнего диаметра, расположенного на башмаке цилиндрического уплотняющего затвора. Приведенные пределы соотношения внешнего диаметра горизонтального козырька защитного фартука и внешнего диаметра цилиндрического уплотняющего затвора, расположенного на башмаке, подтверждены результатами испытаний: при соотношении диаметров горизонтального козырька защитного фартука и внешнего диаметра уплотняющего затвора менее 1,03 горизонтальной козырек защитного фартука не перекрывает цилиндрический уплотняющий затвор, установленный на башмаке, и при этом возможно попадание в него "скрапин", кусков шлака и других посторонних предметов при нижнем положении юбки, что способствует зависанию юбки из-за неплотного вхождения обортовки юбки в уплотняющий затвор и нарушается герметичность уплотнения между колпаком и юбкой, при превышении этого соотношения более 1,05 нарушается надежность уплотнения между колпаком и юбкой в ее верхнем положении. Это не рационально вследствие необходимости увеличения диаметра самой юбки, что приводит к выбиванию газов из под юбки в период максимального газовыделения из конвертера.

Анализ известных устройств для отвода газов от конвертера показал, что некоторые введенные в заявленное решение элементы известны, например песочные или жидкостные затворы, защитный фартук, подвижная юбка, однако они без дополнительных признаков, включенных в предлагаемое решение, не обеспечивают надежного уплотнения между колпаком и юбкой в верхнем ее положении и, кроме того, не обеспечивают безотказную работу в реальных условиях эксплуатации. Установка водоохлаждаемого цилиндрического защитного фартука с горизонтальным козырьком, конец которого обортован и обращен книзу в совокупности с цилиндрическим уплотняющим затвором, установленным на верхней горизонтальной поверхности подвижной юбки и цилиндрическим уплотняющим затвором, установленным на башмаке стационарного колпака с датчиком давления, установленным в верхней горизонтальной, внутренней части юбки обеспечивает надежное уплотнение юбки как при верхнем, так и при нижнем ее положении, надежность работы в реальных условиях эксплуатации конвертера.

Указанные отличительные признаки способствуют повышению надежности уплотнения между колпаком и юбкой, стойкости металлоконструкций в районе горловины, исключению выбивания газа и пыли в цех, снижению выбросов пыли и СО.

На чертеже представлено предложенное устройство для улавливания отходящих из конвертера газов.

Устройство состоит из стационарного колпака 1, заканчивающегося снизу башмаком 2, и подвижной юбки 3, расширяющейся книзу. Юбка по высоте 1 м накрывает сверху верхнюю часть конвертера 4, не касаясь ее. Конец верхней горизонтальной части подвижной юбки обортован и обращен книзу. На башмаке 2, на наружной поверхности выполнен водоохлаждаемый защитный цилиндрический фартук 5, вертикальная ось которого совпадает с осью колпака 1 и подвижной юбки 3. На верхней части цилиндрического защитного фартука выполнен горизонтальный водоохлаждаемый защитный козырек 6, конец которого обортован и обращен книзу. На верхней горизонтальной части юбка 3 и на башмаке 2 установлены цилиндрические уплотняющие жидкостные или песочные затворы 7. Ширина защитного козырька 6 выполнена с возможностью перекрытия по вертикали уплотняющего затвора на башмаке 2. Внешний диаметр защитного козырька составляет 1,03-1,05 внешнего диаметра площадки с затвором, расположенной на башмаке. Датчик давления 8, установлен в верхней горизонтальной внутренней части юбки. Стационарный колпак 1, башмак 2, подвижная юбка 3, цилиндрический защитный фартук 5 с козырьком 6 выполнены из труб, по которым циркулирует охлаждающая вода.

Конвертер с предложенным устройством работает следующим образом.

В процессе завалки в конвертер скрапа (м/лома), заливки чугуна, в начальный период продувки до момента "зажигания" плавки и образования томптона из взрывоопасных газов подвижная юбка 3 находится в крайнем верхнем положении, при этом конец обортовки защитного козырька 6 затоплен в цилиндрическом уплотняющем затворе 7 юбки 3. Сразу же после устойчивого "зажигания" плавки подвижная юбка 3 опускается в крайнее нижнее положение и обортовка юбки входит в цилиндрический уплотняющий затвор 7 башмака 2 и включается система автоматического регулирования давления под юбкой. По сигналу от датчика давления регулятор мощности дымососа устанавливает такую производительность эксгаустера, поддерживая в верхней полости юбки над горловиной конвертера 4 положительное давление, в сечении между юбкой и конвертером небольшое разряжение, а в средней части область нулевого давления. Это позволяет исключить выбивание газов в окружающую среду в период максимального газовыделения. Перед концом продувки после начала спада газовыделения, когда выбивание газов при поднятой юбке отсутствует, юбка подымается в крайнее верхнее положение и при этом обортовка защитного козырька входит в цилиндрический уплотняющий затвор 7 подвижной юбки 3. Предлагаемую конструкцию устройства для улавливания отходящих из конвертера газов целесообразно применять при работе по способу с частичным или полным дожиганием и без дожигания.

Преимуществами предложенного устройства являются:

высокая надежность уплотнения между колпаком и юбкой как в верхнем, так и в нижнем его положении;

повышенная стойкость металлоконструкций в районе горловины конвертера;

исключение выбивания газов в цех при улучшении атмосферы в цехе;

исключение потерь производства, связанных с необходимостью снижения интенсивности подачи кислорода в ванну в период развитого обезуглероживания;

снижение выбросов СО за счет повышения скорости нарастания концентрации выше пределов воспламенения в начальный период плавки;

предложенная конструкция может быть реализована как в новом, так и в условиях действующего цеха.

Реализация предложенного изобретения весьма существенна для действующих цехов с точки зрения защиты окружающей среды и улучшения условий труда. Изобретение было реализовано на 330 т конвертере Карагандинского металлургического комбината, работающего по системе без дожигания газов.