2.1. Конструкция и основные параметры печи и опытной установки.

i ч

^ppfl шН

Рис.9. Общий вид опытной установки РОМЕЛТ в миксерном отделении

Л

Рис.

-j

Рис. 11 Общий вид печи (продольный разрез)

¦

л. оэ

Печь имеет прямоугольное сечение в горизонтальной плоскости, площадь которого составляет 20 м2 в зоне нижних фурм и 32 м2 в зоне фурм для дожигания. Полный внутренний объем рабочего пространства печи составляет 140 м3. Рабочее пространство имеет боковое ограждение, выполненное в виде сплошного кожуха из толстого стального листа укрепленного каркасом из стальных слябов. Сверху рабочее пространство перекрыто плоским сводом из коробчатых водоохлаждаемых стальных кессонов с огнеупорной набивкой. Боковые стены с внутренней стороны облицованы медными кессонами, прикрепленными к кожуху стальными шпильками. В первоначальном варианте печи использовались только медные стеновые кессоны (рис. 13, 14). Их конструкции отличались от кессонов печи Ванюкова, с учетом существенно более высокого уровня температур на огневой стенке.

в-в

Рис. 13 Стеновая медная панель (кессон)

А-А

В

.х

I

в (Л

о

Кессоны были выполнены из плит из бескислородной меди Ml толщиной 100 мм. Контур охлаждения внутри кессона образован сверлеными каналами, концы которых закрыты стальными пробками. Каждый кессон имеет независимый подвод и отвод воды. Кессоны установлены в 5 рядов. Первый ряд образует фурменный пояс барботажных фурм. Второй и третий - образуют наклонную часть стен. Четвертый ряд - образует пояс фурм для дожигания. Пятый — образует подсводовое пространство. В каждом поясе 20 кессонов, по 16 кессонов фурменных поясов имеют отверстия для установки фурм. Кессоны первого ряда снабжены для увеличения надежности двумя контурами охлаждения - основным и резервным.

Торцевые стены печи образованы из медных глиссажных труб квадратного сечения, каждая из которых имеет независимый подвод и отвод охлаждающей воды.

Кессонированная часть не доходит до подины 1 м и нижняя часть кессонов замурована в огнеупорную кладку стен.

Вся нижняя часть печи, служащая металло- и шлакоприемником (горном) выполнена из огнеупорного кирпича.

На рис. 15-17 показаны чертежи огнеупорной кладки (три разреза).

Отстойники представляют из себя футерованные прямоугольные емкости с водоохлаждаемыми крышкам. В боковых стенах отстойников имеются отверстия для непрерывного выпуска продуктов плавки, а также для частичного и полного выпуска расплавов при аварийных и плановых остановках печи. Отверстия снабжены желобами. Желоба для непрерывного выпуска были выполнены обогреваемыми с крышками Для перекидки потоков при непрерывном выпуске были установлены качающиеся желоба. Для выпуска металла под печью устанавливаются три чугуновозных ковша емкостью по 140 т и три шлаковых чаши по 16 м . Условные обозначения Лериклоэохромит морки ПХППП Пеоиклозохромит морки ПХПС ПеоиклоэоугЛЕРОЛ MDPKH ПУЭП Шамот маоки ША- 1 ///?/// ' S / S / / S / Шамотный легковес марки UJ/1-1 ,0 wM^M^k Блок грофитиоовонный Когнеэит морки МУ-91 Углеводистая масса МОГНЕЗИТОБЫИ ПОРОиОК Вата минеральная

Рис. 15. Футеровка печи. Поперечный разрез.

6950

6950

Отверстие

II 11 1 1 1- 1 I 7500 7500 ¦fi

Рис. 16. Футеровка печи. Продольный разрез.

Рис. 17. Футеровка печи. Горизонтальный разрез.

Заполненная расплавов печь в рабочем состоянии представляет собой

гидравлическую систему из трех сообщающихся через перетоки емкостей.

На рис. 18 приведена гидравлическая схема печи. Уровень металла и шлака в

рабочем пространстве и в отстойниках определяются высотами перетоков и уровнями

отверстий для непрерывного выпуска металла и шлака и связаны соотношением:

СпОХОЯНЫВ СЛОИ GoeeOTktBifEHbin СЛОР1

h°*n=hn*n +Ъ°*п Ьш*п + h ш * п = Нш*п + Ь м * п

nm Pm nm (Jm ~r |Jm !!<,„ Рсп.ш ^ u6 Pm п0 Рсп.ш т nn Км

Рис.

Свод печи имеет отверстие со стороны шлакового отстойника, над которым была установлена труботечка с приемной воронкой для подачи в печь шихтовых материалов от разгрузочного конца конвейера. Со стороны металлического отстойника располагается водоохлаждаемый дымоотводящий партубок, перекрывающий около половины сечения печи и имевший внутренний диаметр около 3 м. Патрубок соединяет печь с котлом-охладителем газов. Барботажная фурма показана на рис. 19, 20. Фурма состоит из медной водоохлаждаемой головки, устанавливаемой в отверстие в кессоне, и стального корпуса. Фурма снабжена шаровым и летниковыми клапанами для предотвращения выбивания • кислорода при обслуживании фурмы, а также набором съемных дополнительных приборов: для визуального контроля («гляделки»), закрытия сопла при прекращении подачи дутья и подачи природного газа. Конструкция фурмы и способ продувки защищены авторским свидетельством.В ходе испытаний был дополнительно изготовлен прибор для измерения температуры расплава и отбора проб газа из фурменной зоны. Медные головки сменные с соплами различных диаметров. Количество фурм — 16. J

Рис. 19 Барботажная фурма печи РОМЕЛТ с установкой дополнительных приборов: а - трубка визуального контроля (гляделка); б - стопор (притычка); в - газовая трубка

Рис. 20. Барботажные фурмы-горелки (в левой установлено приспособление для

визуального контроля)

Фурма состоит из медной водоохлаждаемой головки, устанавливаемой в отверстие в кессоне, и стального корпуса. Фурма снабжена шаровым и летниковыми клапанами для предотвращения выбивания кислорода при обслуживании фурмы, а также набором съемных дополнительных приборов: для визуального контроля («гляделки»), закрытия сопла при прекращении подачи дутья и подачи природного газа.

Рис. 21 Фурма для дожигания

Фурма для дожигания показана на рис. 21,22. Для обеспечения работы фурмы в зоне высоких температур (до 1850 °С) фурма имеет петлевую конструкцию корпуса, что позволило обеспечить высокую скорость потока охлаждающей воды. Для более равномерного распределения кислорода фурма снабжена 5-ю соплами.

Рис. 22. Фурмы для дожигания (стационарные)

Фурма установлена на специальном лафете, обеспечивающим ее продольное перемещение в печи и изменение угля наклона к горизонтальной плоскости. Фурма вводится в печь через амбразуры в стеновых кессонах. Количество фурм - 16.

Установка включает помимо собственно печи следующие системы: подачи шихтовых материалов, газоотводящий тракт, систему охлаждения, систему подачи энергоносителей, систему контроля и управления.

Технологическая схема установки представлена на рис. 23.

Технологическая схема процесса РОМЕЛТ

Рис. 23 Схема опытной установки РОМЕЛТ на НЛМК Система шихтоподачи включает отделение приема угля, подаваемого автотранспортом с цепным элеватором, шесть расходных бункеров для шихтовых материалов с ленточными весовыми дозаторами (рис. 24), сборный конвейер и конвейер подачи шихты на печь. Железорудные материалы и флюс подаются со склада ККЦ-2

через цеховой тракт сыпучих. Резервной нитки подачи шихты не предусмотрено. Газоотводящий тракт включает Jl-образный котел-охладитель дымовых газов ВОГЖ-ЗО (рис. 25), работающий в водогрейном режиме, наклонный орошаемый газоход от котла к газоочистке.

Система охлаждения предназначена для подачи воды к охлаждаемым элементам печи и котлу-охладителю газов и ее охлаждения. В охлаждаемые элементы печи: кессоны, глиссажные трубы, фермы, горелки, сводовые кессоны, дымоотводящий патрубок, охлаждаемый шлаковый желоб, закладные охлаждаемые элементы кладки подается химически очищенная вода (ХОВ) из 300 тонной емкости ХОВ циркуляционными насосами с давлением 10 атм. через 3 коллектора к каждому элементу отдельно. Сливы из каждого элемента были открытыми для обеспечения возможности визуального контроля. Охлаждение котла осуществлялось той же водой. Утилизация тепла не предусматривалась. Для охлаждения ХОВ, поступающей на печь и в котел, применяются аппараты воздушного охлаждения (АВЗ). Недостатком этих аппаратов является недостаточная мощность охлаждения в летний период, размораживание холодильников и обмерзание лопастей вентиляторов в зимний период.

Для обеспечения охлаждения печи в аварийной ситуации система была снабжена аварийной емкостью с 1000 т воды, установленную выше уровня печи для возможности подачи воды самотеком в систему охлаждения печи при аварийной остановке насосов.

Система подачи энергоносителей включала трубопроводы подачи на печь кислорода, компрессорного воздуха и природного газа от соответствующих цеховых сетей. Рис. 24. Расходный бункер угля с ленточным весовым дозатором

Рис. 25. Котел-охладитель дымовых газов ВОГЖ-50

Ввиду недостатка кислорода печь могла работать только в период остановки одного из конверторов ККЦ-2. Кислород подается раздельно в коллектор фурм для дожигания (16 аги) и в коллектор барботажных фурм (4 ати).

Воздух, кислород и природный газ подведены к газовоздушным и газокислородным горелкам желобов и отстойников. Природный газ подводится также к газовым трубкам всех барботажных фурм. Для разогрева я наставления шлака печь снабжена также 4-мя газокислородными горелками, устанавливаемыми в амбразурах фурм дожигания.

Система контроля и управления включает в себя центральный пульт управления (ЦПУ), контрольно-измерительные приборы, установленные непосредственно на оборудовании и печи, регулирующую и отсечную арматуру на трубопроводах с дистанционном управлении, датчики на печи и оборудовании, пульт управления трактом шихтоподачи.

а

Установка не имеет систем автоматического управления, а только автоматику безопасности. На ЦПУ выведена информация по температуре воды на сливе каждого охлаждаемого элемента, которая регистрируется и отображается на приборах и мнемосхеме.

Регистрируется также вся информация по расходам и давлению энергоносителей. Измеряются состав и температура дымовых газов, содержание кислорода в дутье нижних фурм, наличие СО на рабочих площадках, разрежение в печи и по газоотводящему тракту; а также параметры работы вспомогательного оборудования. Управление трактом шихтоподачи осуществляется непосредственно с пульта в помещении расходных бункеров. На ЦПУ были установлены дублирующие приборы, показывающие расход шихтовых материалов. Дымовые газы для штатного анализа отбираются из дымоотводящего патрубка.