жанг-:'-
Энергосбережение
о. >.
С! К X
ы
г
УДК 621.746.329
ОПТИМИЗАЦИЯ СУШКИ И ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО НАГРЕВА ФУТЕРОВКИ СТАЛЕРАЗЛИВОЧНЫХ КОВШЕЙ
> В.В.Семахин, Л.Е.Вяльшина, ОАО "ЗСМК"
Металлургические агрегаты с факельным отоплением, в том числе стенды для сушки и разогрева футеровки сталеразливочных ковшей, имеют низкие показатели эффективности использования энергии. В то же время наращивание сталеплавильного производства за счет широкого внедрения МНЛЗ обусловливает высокие требования к тепловой подготовке сталеразливочных ковшей.
В настоящее время отсутствует единая концепция организации стендов сушки и разогрева футеровки ковшей, не производится серийное оборудование для них. Способы нагрева сталеразливочных ковшей на отечественных предприятиях принципиально мало различаются - в основном используют установки, оборудованные газогорел очными устройствами различной конструкции, обеспечивающие сушку футеровки до 600-800 °С или ее высокотемпературный нагрев до 1100-1200 °С.
В конвертерных цехах № 1 и 2 Запад-но-Сибирского металлургического комбината сушка и нагрев футеровки сталеразливочных ковшей осуществляется на вертикальных стендах, оборудованных газогоре-лочным устройством. В качестве окислителя используется вентиляторный или сжатый воздух, а также кислород.
Первоначально стенды сушки были оборудованы горе-лочным устройством типа "труба в трубе". Зажигание проводилось вручную. Установки не были оборудованы крышками, поэтому кпд их не
Рис. 1. Горелочное устройство для сушки футеровки сталеразливочного ковша: 1 - корпус с пятью воздушными соплами; 2 - газовая труба с пятью газовыми соплами; 3 - патрубок подвода сжатого воздуха
превышал 10-12%. Кроме того, в качестве топлива использовали коксовый, требующий очистки, газ, что приводило к сбоям в работе тарелочных устройств и ухудшению качества сушки. С переводом цехов на природный газ (высококалорийное топливо) возникла необходимость замены газо-горелочных устройств. В связи с этим стенды сушки в ККЦ-1 и ККЦ-2 оборудовали пятирожковыми горелками. Конструкцию такой горелки разработали специалисты центральной теплотехнической лаборатории (ЦТЛ) Центра энергосберегающих технологий комбината (рис. 1). Горелка состоит из корпуса 1 с пятью воздушными соплами, газовой трубы 2 с пятью газовыми соплами и патрубка подвода сжатого воздуха 3. Сопла расположены под углом 45 град, к горизонтали. Такая конструкция горелки, создавая закрученный поток горелочного газа, позволила обеспечить более равномерный прогрев футеровки днища и стен ковша. Горелки были испытаны и аттестованы ВНИИМТом (г. Екатеринбург) для применения в промышленных условиях.
Для дальнейшего улучшения качества сушки стенды оборудовали футерованными крышками. Была разработана их конструкция и выбран материал для футеровки - огнеупорный фетр. В центре крышки установлена пятирожко-вая горелка. Использование таких крышек позволило увеличить кпд установки до 25-35% (рис. 2) и, как следствие, снизить в 1,5-3 раза расход природного газа на сушку: в ККЦ-1 с 140 до 90-110 м3/ч, в ККЦ-2 с 300-320 до 100-120 м3/ч.
Для подготовки футеровки сталеразливочных ковшей к плавке и с целью экономичной работы конвертеров проведены исследования по созданию в ККЦ-2 стенда высокотемпературного нагрева футеровки 350-т ковшей. По предложению ЦТЛ создана конструкция газокислородной водоохлаждаемой горелки, обеспечивающей разогрев футеровки до 1100-1200 °С. Горелка состоит из длинносопло-вого устройства с центральным газовым соплом 1 и периферийными отверстиями для кислорода 2 (рис. 3) и устанавливается в футерованную крышку. После проведения пусконала-800 ■
| 700
а о
600
500
400
§ 300
л а
Р 200
100
т »
ф ф ф
« ф ф
* ф
ф ш ■ Сушка без крьи ики
Ж ф Ж ф Сушка с футерованной крышкой
12
14
16
0 2 4 6 8 10
Продолжительность сушки, ч
Рис. 2. Гоафики сушки футеровки сталеразливочного ковша до и после установки футерованной крышки
Рис. 3. Сопло горелочного устройства для высокотемпературного нагрева футеровки сталераз-ливочного ковша: 1 - газовое сопло; 2 - сопло для кислорода (26 шт.)
о
о Я
а ?
га а 0) с
г
ф
1200 1100 1000 900 800 700
еоо
500 400 300 200 100 о
1200
5 К Ю
О а
а>
ь
л
а ?
со
а ф
с 2
® 200
600
400
* *
. а
* * » ^ *
* * • л 0 у
» * • -———Низ 1 . . . . Верх совша — ковша
^ ф ф ф
^ ф 4 л
г ф 4
ф I
* *
4 в г
4Г *
л *
г Т емперат ура дни да
ф ф ф ковша, о > Температура под
/ # / ф i ф крышкой, °С 1 1 1
14
16
0 2 4 6 8 10 12
Продолжительность нагрева, ч
Рис. 4. Характер изменения температуры футеровки сталераз-ливочного ковша при ее нагреве на высокотемпературном стенде "Американ Комбастчен"
0 1 2 3 4 5 6
Продолжительность нагрева, ч
Рис. 5. Характер изменения температуры футеровки сталераз-ливочного ковша при ее нагреве на горизонтальном стенде
дочных и режимноналадочных работ стенд был принят в эксплуатацию.
С 1999 г. в ККЦ -2 работают два стенда высокотемпературного нагрева фирмы "Американ Комбастчен", с автоматическим регулированием процесса нагрева. Каждый стенд оборудован длинносопловой горелкой фирмы "РУРЕТРОЫ" с автоматическим зажиганием факела. Особенность работы горелки заключается в двухстадийном сжигании топлива. На первой стадии струя кислорода вводится в струю природного газа. В результате пиролиза создается яркое высокотемпературное ядро пламени. На второй стадии за счет введения воздушных струй, обогащенных до 25% кислородом, происходит дожигание остаточных радикалов углеводородов, оксида углерода и водорода, в результате пламя "растягивается" и приближается к днищу ковша, обеспечивая качественную сушку и разогрев футеровки (рис. 4). К достоинству горелки относится также возможность выбрать соотношение газ : воздух : кислород с учетом соотношения стоимостей кислорода и природного газа, обеспечивая при этом эффективные режимы нагрева.
С целью модернизации стендов сушки изучены показатели работы горелочного устройства типа ВСН-1 конструкции ОАО "ВНИИМТ", способного работать при изменении коэффициентов расхода воздуха от 1 до 5. Горелка оборудована стационарным запальным устройством, а также датчиком наличия пламени, что позволяет автоматизировать процессы сушки и высокотемпературного нагрева. В настоящее время такую горелку планируется установить на одном из стендов сушки ККЦ-2 вместо пяти-рожковой горелки.
В 2003 г. в связи с увеличением объема разливаемой на МНЛЗ стали в ККЦ-2 разработан и пущен в эксплуатацию горизонтальный стенд высокотемпературного (до 1100-1200 °С) нагрева футеровки сталеразливочных ковшей. В качестве газогорелочного устройства использована горелка конструкции "РУЯЕТРОМ". Место ее установки в крышке определили по результатам расчета (установлена не по центру), в качестве воздуходувного устройства выбран ВПЗ 9,6/1200 ОАО "Энергомаш" с производительностью по воздуху до 6000 м3/ч.
Пускорежимоналадочные работы показали, что футеровка по объему ковша нагревается равномерно, разница температур нагрева верха и низа ковша не превышает 30 °С (рис. 5). Достигнуты расходы газа и кислорода ниже проектных на 20-30%.
и в, !>. С! С! »! Е* Ы
3
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.