64. Какое значение имеет охлаждение доменной печи? Опишите устройство различных типов холодильников и систем охлаждения различных элементов. По каким признакам судят о прогаре холодильников?

Цель его — максимально долгое сохранение футеровки и создание такой защиты кожуха от высоких температур, при которой печь могла бы работать даже при больших местных повреждениях кладки. Современная доменная печь — полностью водоохлаждаемый агрегат, в котором интенсивная работа охлаждаемых элементов определяет его надежность.

Существуют две системы охлаждения доменных печей — водяное и испарительное. Теплоносители могут охлаждаться неподготовленной технической водой (прямоточная и оборотная системы охлаждения) и химически очищенной водой (испарительное охлаждение с естественной и принудительной циркуляцией).В качестве охлаждающих элементов применяются холодильные плиты Их основное назначение — надежная защита кожуха от воздействия высокотемпературного газового потока и шихтовых материалов при износе футеровки

Работа холодильных плит состоит из двух основных периодов — до и после износа футеровки первый (от 9 мес до 1,5 года) характеризуется относительно равномерным распределением небольших (так как огнеупорная футеровка имеет низкую теплопроводность) тепловых нагрузок по периметру и высоте шахты и зависит в основном от объема доменной печи, второй — значительным ростом тепловых нагрузок на холодильники, непосредственно контактирующие с газовой средой и шихтовыми материалами, а главное — их нестабильностью по периметру и высоте шахты В настоящее время общепризнана необходимость отказа от традиционного охлаждения технической водой изза отложений в охлаждаемых деталях солей и шлама, необходимости перекачки громадных количеств воды и громоздкости сооружений оборотного цикла водоснабжения и перехода на химически очищенную воду проводностью 12—14 Вт/(м2 С)Признаками прогара охладительных устройств являются:

а) появление влаги или пара между амбразурой и холодильником или фурмой;

б) появление газа в трубках холодильников или в водопроводной сети (обнаруживается вспышкой при поджигании) ;

в) появление горящего газа в заплечиках, над мараторным кольцом и распаром;

д) похолодание на фурмах;

е) потемнение шихтовых материалов, легко обнаруживаемое у сгоревшей фурмы при сниженном и полном дутье;

ж) толчки в рукаве и неравномерное течение воды из отводящей трубки;

з) увеличение содержания водорода в колошниковом газе..

65. Каковы преимущества и недостатки испарительного охлаждения? Испарительное охлаждение позволяет резко сократить расход воды на охлаждение доменных печей, но необходимость иметь дублирующее водяное охлаждение снижает его эффективность. Недостаток испарительной системы заключается в отсутствии оперативных методов обнаружения прогара элементов и более высокой температуре тела холодильников. 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 холодильников. 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.

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).