RU2048535C1 - Apparatus to trap from converter outgoing gasses - Google Patents

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy. SUBSTANCE: apparatus has mounted on shoe of cap coaxially to its vertical axis water-cooling cylindrical protecting screen with located in its upper part horizontal apron. Edge of apron is beaded and is facing down. Edge of horizontal part of movable "skirt" is also beaded and is facing down. Upper parts of horizontal movable "skirt" and shoe of cap have mounted on each of them cylindrical tightening seal, that is capable to contact beads of "skirt" and apron. Tightening as "skirt" is in limiting upper position is achieved due to the fact, that protecting screen bead end is dipped in sand or liquid seal of movable "skirt", and as "skirt" is in limiting lower position, movable "skirt" bead end enters sand seal or liquid seal of stationary shoe. Outer diameter of horizontal apron of protecting screen is 1.03 1.05 of outer diameter of located on shoe cylindrical seal. EFFECT: improved converter outgoing gasses trapping. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области черной металлургии и предназначено для улавливания отходящих газов из конверторов. The invention relates to the field of ferrous metallurgy and is intended for the capture of exhaust gases from converters.

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.A known converter with a gas recovery system, in which unburned exhaust gases from an oxygen converter are discharged into the gas outlet using a special device that regulates the speed of gases and creates a vacuum in the system of 1-10 mm water column A movable file is installed above the neck of the converter, which, when lowering, hermetically closes the neck [1]
The disadvantage of this converter, which provides for hermetic closure of the neck, is the inevitable welding of the boot to the neck of the converter with emissions of metal and slag during smelting, which makes it impossible to operate in real production conditions.

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.Known steelmaking unit containing a converter and a device for trapping exhaust gases with a movable shelter installed with an annular gap between it and the converter, while the annular gap between the shelter in the lowered position and the neck of the converter in a vertical position is made with an area of 0.05-0, 3 from the area of the outlet cross section of the neck of the converter [2]
A disadvantage of the device for capturing exhaust gases with a movable cover is that when it is in its upper position, for example, when casting iron, filling scrap and at the initial moment of purging until the melt is ignited and the movable shelter is lowered to its lowest position, a large gap between a cap and a moving shelter through which dusty gases are knocked out to the workshop.

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.The closest to the invention in terms of technical nature and the achieved result is a device consisting of a stationary cap, a movable skirt extending downward, which covers the top of the converter from above without touching it. The joint between the skirt and the cap is formed by a ring rigidly connected to the cap to which a folding curtain is attached, the lower end of the latter is straightened and fixed to the ring, forming the head of the collar of the skirt. To regulate traction, it is equipped with a pressure receiver located in one plane around the circumference of the skirt [3]
This design has the following significant drawbacks, which are determined by the low resistance of the folding curtain due to mechanical and thermal wear and insufficient gas shutter tightness during the long-term operation of the converter, which makes it impossible to operate in real production conditions.

Целью изобретения является обеспечение надежного уплотнения, предотвращение износа уплотняющего затвора и ликвидации выбивания газов в цех через уплотняющий затвор. The aim of the invention is to provide reliable sealing, preventing wear of the sealing valve and eliminating the knocking of gases into the workshop through the sealing valve.

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. The proposed device differs from the prototype in that it is equipped with a water-cooled cylindrical protective apron mounted on the cap shoe coaxially with its vertical axis with a horizontal visor located in its upper part, the edge of which is oborted and turned downward, while the edge of the horizontal part of the skirt is oborted and turned downward, and on the shoe of the cap and the horizontal part of the movable skirt is installed along the cylindrical sealing shutter with the possibility of contacting them with the edge of the horizontal part of the skirt ki and obortovka the edges of the horizontal visor of the protective apron, respectively, and the outer diameter of the horizontal visor of the protective apron is 1.03-1.05 of the outer diameter located on the shoe of the cylindrical sealing shutter. The given limits of the ratio of the outer diameter of the horizontal visor of the protective apron and the outer diameter of the cylindrical sealing shutter located on the shoe are confirmed by the test results: when the ratio of the diameters of the horizontal visor of the protective apron and the outer diameter of the sealing shutter is less than 1.03, the horizontal visor of the protective apron does not overlap the cylindrical sealing shutter, mounted on a shoe, and at the same time it is possible to get into it "scraps", pieces of slag and other extraneous matter objects at the lower position of the skirt, which contributes to the hang of the skirt due to the loose entry of the skirt obturation into the sealing shutter and the sealing tightness between the cap and skirt is violated, if this ratio is exceeded more than 1.05, the reliability of the seal between the cap and skirt in its upper position is violated. This is not rational due to the need to increase the diameter of the skirt itself, which leads to knocking out gases from under the skirt during the period of maximum gas evolution from the converter.

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. An analysis of known devices for removing gases from the converter showed that some of the elements introduced into the claimed solution are known, for example, sand or liquid shutters, a protective apron, a movable skirt, however, without additional features included in the proposed solution, they do not provide reliable sealing between the cap and the skirt in its upper position and, in addition, do not provide trouble-free operation in real operating conditions. Installation of a water-cooled cylindrical protective apron with a horizontal visor, the end of which is oborted and turned downwards in conjunction with a cylindrical sealing shutter installed on the upper horizontal surface of the movable skirt and a cylindrical sealing shutter mounted on the shoe of the stationary cap with a pressure sensor installed in the upper horizontal, inner part skirts provides reliable sealing of the skirt both at its upper and lower positions, reliability in real converter operating conditions.

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. These distinctive features contribute to increasing the reliability of the seal between the cap and the skirt, the stability of metal structures in the neck area, eliminating the knocking out of gas and dust in the workshop, and reducing dust and CO emissions.

На чертеже представлено предложенное устройство для улавливания отходящих из конвертера газов. The drawing shows the proposed device for collecting exhaust gases from the converter.

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. The device consists of a stationary cap 1, ending at the bottom with a shoe 2, and a movable skirt 3, expanding downward. A skirt with a height of 1 m covers the top of the converter 4 from above, without touching it. The end of the upper horizontal part of the movable skirt is trimmed and turned down. On the shoe 2, on the outer surface, a water-cooled protective cylindrical apron 5 is made, the vertical axis of which coincides with the axis of the cap 1 and the movable skirt 3. A horizontal water-cooled protective visor 6 is made on the upper part of the cylindrical protective apron, the end of which is oborted and turned down. On the upper horizontal part of the skirt 3 and on the shoe 2, cylindrical sealing liquid or sand shutters are installed 7. The width of the protective visor 6 is configured to overlap vertically the sealing shutter on the shoe 2. The outer diameter of the protective visor is 1.03-1.05 of the outer diameter of the platform with a shutter located on the shoe. Pressure sensor 8, is installed in the upper horizontal inner part of the skirt. Stationary cap 1, shoe 2, movable skirt 3, cylindrical protective apron 5 with a visor 6 are made of pipes through which cooling water circulates.

Конвертер с предложенным устройством работает следующим образом. The converter with the proposed device operates as follows.

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. In the process of filling into the scrap converter (scrap), pouring cast iron, in the initial purge period until the melting is ignited and the tompton is formed from explosive gases, the movable skirt 3 is in its highest position, while the end of the obturation of the protective visor 6 is flooded in a cylindrical the sealing shutter 7 of the skirt 3. Immediately after a steady “ignition” of the melting, the movable skirt 3 is lowered to its lowest position and the trim of the skirt enters the cylindrical sealing shutter 7 of the shoe 2 and the automatic adjustment system is turned on Pressure tions under the skirt. By the signal from the pressure sensor, the smoke exhauster power regulator sets such an exhauster performance, maintaining positive pressure in the upper cavity of the skirt above the neck of the converter 4, a small vacuum in the section between the skirt and the converter, and a zero pressure region in the middle part. This eliminates the knocking of gases into the environment during the period of maximum gas evolution. Before the end of the purge, after the start of the gas evolution decline, when there is no gas knocking out when the skirt is raised, the skirt rises to its highest position and at the same time the obturation of the protective visor enters the cylindrical sealing shutter 7 of the movable skirt 3. The proposed device design for catching exhaust gases from the converter is expediently used when work on the method with partial or complete afterburning and without afterburning.

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.The advantages of the proposed device are:
high reliability of the seal between the cap and the skirt both in its upper and lower positions;
increased resistance of metal structures in the area of the neck of the converter;
elimination of gas knockout in the workshop while improving the atmosphere in the workshop;
elimination of production losses associated with the need to reduce the intensity of oxygen supply to the bath during the period of developed decarburization;
reduction in CO emissions by increasing the rate of increase in concentration above the ignition limits in the initial melting period;
the proposed design can be implemented both in the new and in the conditions of the existing workshop.

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. The implementation of the proposed invention is very significant for existing workshops in terms of protecting the environment and improving working conditions. The invention was implemented on a 330 t converter of the Karaganda Metallurgical Plant, operating on a system without gas afterburning.

Claims (1)

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. A device for capturing exhaust gases from the converter, comprising a stationary cap with a shoe in the lower part, connected to a skirt with a horizontal skirt made with the possibility of vertical movement and overlapping the neck of the converter, sealing shutters, a pressure receiver, characterized in that it is provided with a cap mounted on the shoe coaxially with its vertical axis, a water-cooled cylindrical protective apron with a horizontal visor located in its upper part, the edge of which is oborted and treated it is downward, while the edge of the horizontal part of the skirt is oborted and turned downwards, and on the cap shoe and the horizontal part of the movable skirt it is installed along a cylindrical sealing shutter with the possibility of contacting them with the obturation of the edge of the horizontal part of the skirt and the obturation of the edge of the horizontal visor of the protective apron, respectively, with the outer diameter the horizontal visor of the protective apron is 10.3 1.05 of the outer diameter of the sealing cylindrical shutter located on the shoe.

Images