3.5. Применение медных холодильников для охлаждения доменной печи

Совершенствование в последние десятилетия конструкции холодильников для доменной печи и системы ее охлаждения в целом, а также повышение качества огнеупоров позволили увеличить продолжительность кампании печи до 12-15 лет и более, о чем свидетельствует, например, положительный опыт эксплуатации крупногабаритных водоохлаждаемых модулей, рассмотренных в предыдущем параграфе.

С целью устранения недостатков, присущих чугунным холодильникам (низкая теплопроводность чугуна, наличие воздушного зазора между трубка­ми охлаждения и литым чугуном, который вследствие различия коэффициен­тов термического расширения чугуна и стали приводит к постепенному разруше­нию холодильников) рядом зарубежных фирм («Пауль Вюрт», «Даниели» и др.) были разработаны холодильники из меди.

Коэффициент теплопередачи между поверхностью медного холодиль­ника и водой в 49 раз выше, чем у холодильников, отлитых из чугуна с шаро­видным графитом. Потребность в охлаждающей воде при использовании та­ких холодильников на 30-35% ниже по сравнению с таковым для наиболее совершенных чугунных холодильников².

Подтвержденная практикой способность медных холодильников к быст­рому наращиванию и восстановлению гарнисажа делает ненужным использо­вание футеровки для обеспечения временной защиты панелей, собранных из медных холодильников. На период задувки печи достаточно нанести 50-75 мм слоя дешевой торкрет-массы, заполняющей канавки горячей стороны холо­дильника. Общий вид медных холодильников фирмы «Пауль Вюрт» представ­лен на рис. 3.31 а, б.

Толщина медных холодильников фирмы «Пауль Вюрт» варьируется в пределах 120-130 мм. Фирма изготавливает холодильники двух типов:

1. Обычный медный холодильник изготавливают из горячекатаного медного сляба, ширина и толщина которого соответствуют размерам готового холодильника. Каналы охлаждения представляют собой круглые отверстия, высверленные в слябе. Такой холодильник характеризуется высокой теплопроводностью (380-385 Вт/м-К) по сравнению с холодильником из чугуна (45 Вт/м•К). Длина медного холодильника этого типа ограничена возможностями оборудования для сверления каналов.

2. Холодильник второго типа изготавливают методом литья в форму-кристаллизатор. При изготовлении холодильников с литыми каналами в кристаллизатор погружают охлаждаемые графитовые стержни. Длина холодильника в этом случае не ограничена, толщина и ширина также соответствуют размерам готового холодильника. Так, для холодильников горна, не имеющих ребер и канавок, толщина составляет 80-100 мм при длине до 5 м. Для холодильников заплечиков, распара и шахты с канавками и ребрами толщина составляет 120-130 мм.

Охлаждающие каналы могут быть разной формы. Фирмой «Пауль Вюрт» установлено, что использование овальных каналов обеспечивает значительно большую поверхность теплоотдачи от горячей стороны холодильника, чем круглое поперечное сечение той же площади, поскольку такие каналы усили­вают охлаждающий эффект.

Предложенные фирмой «Пауль Вюрт» два типа медных холодильников для современных доменных печей имеют следующие преимущества:

упрощается конструкция кожуха;

сокращаются работы по монтажу трубопроводов;

уменьшается требуемое количество охлаждающей воды по сравнению с таковым для наиболее совершенных чугунных холодильников;

на период ввода печи в эксплуатацию вместо огнеупоров используется торкрет-защита;

обеспечивается гладкий рабочий профиль;

гарнисаж работает как эффективный теплоизолятор и сокращает теплопотери;

при тех же размерах кожуха значительно увеличивается рабочий объем печи (благодаря отсутствию огнеупорной кладки).