устройство для улавливания неорганизованных выбросов из металлургического агрегата

Формула изобретения

1. Устройство для улавливания неорганизованных выбросов из металлургического агрегата, содержащее укрытие металлургического агрегата с фронтальным проемом для загрузки материалов, газоходом технологической газоочистки и газоотсосами неорганизованных выбросов в аспирационную газоочистку, подсоединенные к высоконапорному вентилятору средства для образования газовой завесы над фронтальным проемом, отличающееся тем, что оно снабжено средствами регулирования аэродинамическим сопротивлением газовой завесы и установленным над фронтальным проемом укрытия, выполненным в виде П-образной арки аспирационным зонтом, всасывающее отверстие которого по ширине и длине проема соизмеримо с толщиной факела неорганизованных выбросов, а боковые торцы зонта снабжены отверстиями, соединенными с газоотсосами неорганизованных выбросов в аспирационную газоочистку, при этом средства для образования газовой завесы выполнены в виде расположенных вдоль краев П-образной арки верхнего и боковых воздуховодов с продольными щелями, направленными навстречу друг друга, причем торцы воздуховодов подсоединены к коллектору нагнетающей стороны высоконапорного вентилятора.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что верхний воздуховод установлен вдоль фронтального края аспирационного зонта.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средства регулирования аэродинамическим сопротивлением газовой завесы выполнены в виде обрамляющих продольные щели створок, установленных с возможностью поворота для направления вытекающих из щелей струй газовой завесы навстречу друг другу.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что средство для регулирования аэродинамическим сопротивлением газовой завесы выполнено в виде перегородки, размещенной посредине верхнего воздуховода.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к системам, обеспечивающим надежность плавильных металлургических агрегатов и экологичность их технологии, в частности конвертеров.

Известен аналог заявляемого устройства [1] установка для сбора дыма из конвертера, содержащая укрытие в виде футерованного желоба-зонта, опускающегося на горловину конвертера при его повалке, с телескопически подсоединенным каналом удаления дыма в аспирационную газоочистку, в верхней части укрытия выполнено горизонтальное заливочное отверстие с воздушной завесой плотно его прикрывающей во время заливки.

Однако в известной установке значительное смещение зоны с эффективными скоростями всоса аспирационного желоба-зонта относительно факела неорганизованных выбросов снижает степень улавливания во время слива чугуна. Кроме того, недостаточное аэродинамическое сопротивление заливочного отверстия получается из-за отсутствия технических решений по уплотнению струй воздушной завесы в средней части заливочного отверстия.

Известен прототип [2] устройство улавливания выбросов из конвертера, содержащее укрытие конвертера с фронтальным загрузочным проемом и газоходом технологической газоочистки, с аспирационными отверстиями аспирационной газоочистки по бокам укрытия, а над загрузочным проемом, по его ширине, горизонтальный воздухопроводящий короб с продольной целью внизу и поворотом вокруг горизонтальной оси на угол 1-30^o к вертикали, торцы которого подсоединены к воздуховоду нагнетающей стороны высоконапорного вентилятора.

Однако недостаточная эффективность улавливания будет потому, что факел всоса аспирационных отверстий по бокам укрытия не совмещен с факелом неорганизованных выбросов, а воздушная завеса представлена нисходящими струями, экранирующими только одним слоем верхнюю часть загрузочного проема.

Один слой струй воздушной завесы, причем в ограниченной части проема, не обеспечивает необходимое аэродинамическое сопротивление в нем, что уменьшает количество засасываемых неорганизованных выбросов в аспирационные отверстия по бокам укрытия.

Целью изобретения является совмещение факела всoса аспирационных отверстий с факелом неорганизованных выбросов и увеличение последнему аэродинамического сопротивления в загрузочном проеме укрытия агрегата.

Цель достигается тем, что устройство для улавливания неорганизованных выбросов из металлургического агрегата, содержащее укрытие металлургического агрегата с фронтальным проемом для загрузки материалов, газоходом технологической газоочистки и газоотсосами неорганизованных выбросов в аспирационную газоочистку, подсоединенные к высоконапорному вентилятору средства для образования газовой завесы над фронтальным проемом, включает в себя новые признаки:

оно снабжено средствами регулирования аэродинамическим сопротивлением газовой завесы;

над фронтальным проемом установлено укрытие, выполненное в виде П-образной арки аспирационного зонта, всасывающее отверстие которого по ширине и длине проема соизмеримо с толщиной факела неорганизованных выбросов;

боковые торцы зонта снабжены отверстиями, соединенными с газоотсосами неорганизованных выбросов в аспирационную газоочистку;

cредства для образования газовой завесы выполнены в виде расположенных вдоль краев П-образной арки верхнего и боковых воздуховодов с продольными щелями, направленными навстречу друг другу, причем торцы воздуховодов подсоединены с коллектору нагнетающей стороны высоконапорного вентилятора;

верхний воздуховод установлен вдоль фронтального края аспирационного зонта;

средства регулирования аэродинамическим сопротивлением газовой завесы выполнены в виде обрамляющих продольные щели створок, установленных с возможностью поворота для направления вытекающих из щелей струй газовой завесы навстречу друг другу;

cредство для регулирования аэродинамическим сопротивлением газовой завесы выполнено в виде перегородки, размещенной посредине верхнего воздуховода;

по краям П-образного аспирационного зонта установлены воздуховоды с продольными щелями, направленными навстречу друг другу, подсоединенные к коллектору нагнетающей стороны высоконапорного вентилятора.

Заявляемая система полностью изолирует от наружной среды зоны неорганизованных выбросов из плавильного металлургического агрегата в частности конвертера: изолирует укрытием с задней стороны, с боков и отчасти с фронтальной стороны и сверху. А в остальной части изолирует сверху аспирационным зонтом, а с фронтальной стороны жесткими воздушными струями из створчатых щелей воздуховодов по краям укрытия.

Совмещение воздушной завесы в загрузочном проеме с работой аспирационного зонта, сопрягает факел его всoса с факелом неорганизованных выбросов из конвертера при сливе в него чугуна. Сопряжение последнего происходит благодаря его небольшому отклонению внутрь укрытия из-за повышенного аэродинамического сопротивления загрузочного проема прикрытого слоями струй воздушной завесы, что создает условия полного улавливания неорганизованных выбросов.

Регулирование аэродинамического сопротивления загрузочного проема возможно створками продольной щели, если они приводные. В любом случае для надежности они могут быть утопленными в щель.

Полное улавливание неорганизованных выбросов позволяет использовать данную систему в металлургии плавления радиоактивных и экологически вредных руд металлов.

Заявляемая система полного улавливания неорганизованных выбросов, например, из конвертеров для вновь проектируемого цеха уменьшает вес металлоконструкции оборудования и здания, повышая его технико-экономические показатели.

В реконструируемом цехе повышается надежность и долговечность металлоконструкции оборудования и здания, повышается производительность конвертеров за счет увеличения межремонтных периодов, например, заливочных кранов, так как исключается аварийное пригорание и обрыв грузовых канатов в период заливки чугуна.

В любых условиях применения заявляемая система обеспечивает экологичность технологии металлургического агрегата наиболее эффективными средствами и оптимальные мощности аспирационной газоочистки.

На фиг. 1 представлена предлагаемая система, общий вид, в разрезе; на фиг. 2 вид А фиг. 1; на фиг. 3 разрез Б-Б, фиг. 2; на фиг. 4 схема системы; на фиг. 5 аксонометрия системы.

Система улавливания неорганизованных выбросов из металлургического агрегата содержит укрытие 1, например, конвертера 2 (электропечи и т.д.) с фронтальным загрузочным проемом 3 для заливки чугуна из ковша 4 (подачи скрапа и газоходом 5 технологической газоочистки). К верхней части укрытия 1 с боков выполнены аспирационные отверстия 6 аспирационной газоочистки.

К укрытию над загрузочным проемом 3 встроен аспирационный зонт 7 с отверстием всаса 8 внизу его, которое выполнено по ширине проема 3 и по длине в пределах толщины факела неорганизованных свободных выбросов. Боковые торцы зонта 7 подсоединены к аспирационным отверстиям 6.

По краю проема 3 установлены воздуховоды 9 с продольными щелями 10.

Воздуховоды 9 торцами подсоединены к коллектору 11 нагнетающей стороны высоконапорного вентилятора 12, воздуховод 9 верхнего края проема 3 установлен по фронтальному краю зонта 7.

Продольная щель 10 каждого воздуховода 9 выполнена створчатой с установкой обрамляющих створок 13, конструкция которых может быть выполнена утопленной внутрь воздуховода 9 и приводной для их поворота и отклонения струй воздушной завесы при регулировании аэродинамического сопротивления проема 3 на разных технологических стадиях, например, в процессе заливки чугуна из ковша 4 (завалки скрапа из совка) в конвертер 2.

В верхнем воздуховоде 9 установлена средняя поперечная перегородка 14. В случае с конвертером 2 проем 3 обрамлен воздуховодами 9 в верхней половинке, в которой бывает факел неорганизованных выбросов, в других случаях он обрамлен весь.

В условиях исключительных требований к экологичности работы конвертера 2 укрытие 1 выполнено колпаковым, проем 3 весь обрамлен воздуховодами 9 и в воздушную завесу включены два вентилятора 12, один из которых подсоединен к паре воздуховодов 9 сверху и снизу проема 3, а другой к паре боковых воздуховодов 9. В одну из этих пар может быть подан инертный газ.

Двойное уплотнение струй воздушной завесы в средней части проема 3 и наибольшее аэродинамическое сопротивление в нем обеспечено увеличением сжатия воздуха в направлении к перегородке 14 слоями воздушных струй из щелей 10 воздуховодов 9.

Система улавливания неорганизованных выбросов из агрегата работает следующим образом. Из укрытия 1 выравнивается не более 2 мин 40 раз в сутки раскаленный факел неорганизованных выбросов конвертера 2 через верхнюю часть загрузочного проема 3 в момент заливки чугуна в него из ковша 4 и повреждает крановое оборудование и металлоконструкции цеха, причиняя непоправимый экологический вред и снижая производство стали, потому что единственным слабым местом в укрытии 1 конвертера 2 является загрузочный проем 3, через который выравнивается факел неорганизованных выбросов, использовать для его улавливания газоход 5 технологической газоочистки невозможно из-за удаленности.

Поэтому для полного улавливания этих выбросов включают аспирационную газоочистку, в которую отсасываются неорганизованные выбросы через два аспирационных отверстия 6 с торцов зонта 7 отверстием всоса 8. Двухсторонний отсос с торцов зонта 7, выравнивает по сечению и делает максимальными скоростные аспирационные потоки факела всаса по ширине проема 3, а также сопрягает его с факелом неорганизованных выбросов из конвертера 2. Такое сопряжение основных потоков обоих факелов напора и разряжения обеспечивает полное улавливание при условии как минимум равенства расходов. Причем в этих условиях экономии тягодутьевых мощностей аспирационной газоочистки зонта 7 необходимы дополнительные усилия для обеспечения полного улавливания. Воздух поступает в торцы воздуховода 9 из коллектора 11 нагнетающей стороны высоконапорного вентилятора 12 и ориентируется створками 13 навстречу ответным струям своей пары. Такое встречное соединение струй посередине проема 3 дополнительно уплотняет эту зону и увеличивает препятствие движению других пересекающих струй.

Регулирование аэродинамического сопротивления послойным уплотнением струй в проеме 3 осуществляют, во-первых, равномерным сжатием воздуха в воздуховоде 9 средней перегородкой 14 и, во-вторых, направлением струй створками 13. Выполнение последних приводными облегчает задачу регулирования направления и скорости струй из щелей 10.