- •Оборудование и проектирование металлургических цехов
- •1 Принципы и технология проектирования
- •1.1 Принципы проектирования
- •1.2 Исходные материалы проектирования
- •1.3 Состав проекта цеха
- •1.4 Технология разработки проекта
- •2 Содержание проекта цеха
- •2.1 Пояснительная записка
- •2.2 Генеральный план и транспорт
- •2.3 Технологическая часть
- •2.4 Строительная часть
- •2.5 Энергетическая часть
- •2.8 Охрана окружающей среды
- •3 Общая характеристика сталеплавильных цехов
- •3.1 Состав, производительность и расположение цеха
- •3.2 Унификация и расположение плавильных агрегатов
- •3.3 Грузопотоки и транспорт
- •3.4 Мостовые краны
- •3.5 Установки внепечной обработки
- •4 Шихтовые отделения сталеплавильных цехов
- •4.1 Общая характеристика отделений
- •4.2 Шихтовые отделения для магнитных и сыпучих материалов
- •4.3 Основное оборудование
- •4.4 Расчет потребности в основном оборудовании
- •5 Подача жидкого чугуна в сталеплавильный цехи
- •5.1 Стационарные миксеры
- •5.2 Применение передвижных миксеров
- •5.3 Расчет потребности в основном оборудовании
- •6 Мартеновские цеха
- •6.1 Производительность печей и цеха
- •6.2 Общая характеристика цеха
- •6.3 Главное здание цеха
- •6.4 Основное оборудование
- •6.5 Пылегазовые выбросы и экология
- •6.6 Расчет потребности в оборудовании печного пролета
- •6.7 Реконструкция мартеновских цехов
- •7 Конверторные цехи
- •7.1 Проектные решения по работе конвертеров
- •7.2 Схема работы и планировки цеха
- •7.3 Оборудование и организация основных работ в цехе
- •7.4 Доставка и загрузка лома
- •7.5 Системы подачи и загрузки в конвертер сыпучих материалов
- •7.6 Очистка конвертерных газов и экология
- •7.7 Рациональные решения для проектируемых цехов:
- •7.8 Основные технические показатели
- •7.9 Расчет потребности в оборудовании
- •8 Электросталеплавильные цехи
- •8.1 Проектные решения для электропечей и их работы
- •8.2 Общая характеристика электросталеплавильных цехов
- •8.3 Описание некоторых эспц
- •8.4 Организация основных работ в эспц и оборудование
- •8.5 Пылегазовые выбросы и экология
- •8.6 Устройство главных зданий эспц
- •8.7 Рациональные решения для проектируемых цехов
- •8.8 Основные технические показатели
- •8.9 Расчет потребности в основном оборудовании
- •9 Отделения сталеплавильного цеха для разливки стали в изложницы
- •9.1 Выбор способа разливки металла и массы слитка
- •9.2 Общая характеристика отделений
- •9.3 Устройство и оборудование разливочного пролета
- •9.4 Подготовка и ремонт сталеразливочных ковшей
- •9.5 Отделение раздевания слитков
- •9.5 Участок охлаждения изложниц и смазки изложниц
- •9.7 Расчет потребности в основном оборудовании
- •10 Отделения непрерывной разливки стали
- •10.1 Выбор типа и числа унрс
- •10.2 Расположение унрс в цехе
- •10.3 Онрс с блочным и линейным расположением машин
- •10.4 Общая характеристика онрс
- •11 Общая характеристика доменных цехов и литейных дворов
- •11.1 Проектные решения для доменных печей и их работы
- •11.2 Планировка доменных цехов и устройство литейных дворов
- •12 Системы шихтоподачи
- •12.2 Бункерная эстакада
- •12.3 Подача шихты на колошник
- •13 Участки и отделения доменного цеха и организация в них работ
- •13.1 Уборка чугуна
- •13.2 Разливочное отделение
- •13.3 Ковшевая уборка шлака
- •13.4 Переработка жидких шлаков и припечная грануляция
- •13.6 Воздухонагреватели и их расположение
- •13.7 Воздуходувная станция
- •13.8 Очистка доменного газа
- •13.11 Основные технические показатели
- •13.12 Расчет потребности в основном оборудовании
- •Рекомендуемая литература
7.6 Очистка конвертерных газов и экология
Конвертерные газы при верхней продувке содержат, %: СО=83–89; СО2 =9–11; 0,5– 5,0 N2, 3,0 О2. При донной продувке в них дополнительно содержится Н2 (до 20–30%), при комбинированной – N2 и Н2. Температура газов возрастает с 1300–1400 °С в начале продувки до 1600–1750°С в конце. Максимальное количество газов выделяется в середине продувки (примерно равное удвоенному расходу кислорода); в начале и конце продувки оно уменьшается.
Отходящие газы содержат 80–250 г/м3 пыли (в основном оксидов железа). Конвертеры оборудуют системами отвода и очистки отходящих газов. Эта система включает охладитель конвертерных газов (ОКГ); газоочистные устройства; дымосос (эксгаустер); трубу для выброса очищенного газа в атмосферу с устройством для дожигания СО или же газгольдер для сбора СО.
Применяют следующие системы очистки: с полным дожиганием СО в ОКГ (коэффициент избытка воздуха 1,0); с частичным сжиганием (=0,2 - 0,75); без дожигания СО ( 0,11). При отводе по первому способу в зазор между горловиной конвертера и ОКГ подсасывается воздух в количестве, обеспечивающем полное сжигание СО в ОКГ, однако объем газов, подлежащих очистке в результате подсоса воздуха, возрастает в 3–4 раза по сравнению с количеством газа, выделяющегося из конвертера.
При отводе газов без дожигания зазор между горловиной конвертера и ОКГ герметизируют, исключая подсос воздуха. Объем очищаемых газов при этом в 3–4 раза меньше, чем в случае с дожиганием, что позволяет значительно упростить и удешевить ОКГ и газоочистку. При отводе с частичным сжиганием зазор между горловиной конвертера и ОКГ не герметизируют. Производительность дымососа поддерживают постоянной, а расход кислорода на продувку таков, чтобы при максимальном выделении конвертерных газов в ОКГ мог подсасываться воздух, обеспечивающий дожигание части СО при 0,75. При этом в начале и конце продувки, когда выход конвертерных газов меньше, чем в середине продувки, количество подсасываемого воздуха возрастает, т. е. а самопроизвольно изменяется по ходу продувки (от 0,20 до 0,75).
ОКГ – это паровые котлы - утилизаторы. Они включают барабан, где собирают вырабатываемый пар, циркуляционные насосы, систему водо- и пароподводящих труб и расположенный над конвертером газоход, стенки которого изнутри покрыты испарительными и реже экономайзерными поверхностями нагрева; иногда поверхности нагрева (панели, шторы) дополнительно размещают внутри газохода вдоль направления движения газов. Поверхности нагрева чаще всего образованы из труб и трубчатых панелей, по которым циркулирует вода. За счет тепла отводимых конвертерных газов в испарительных элементах образуется пар, а в экономайзерах происходит нагрев воды. От испарительных элементов пароводяная смесь отводится в барабан, из которого пар к потребителям, а вода вновь в испарительные элементы.
Нижнюю часть котла (кессон) для облегчения доступа в конвертер во время ремонтов делают обычно откатной и располагают наклонно, что обеспечивает возможность ввода в конвертер вертикально перемещаемой фурмы.
Изготавливают радиационные и радиационно-конвективные ОКТ. Первые имеют заметно меньшую по сравнению со вторыми поверхность нагрева и температура газов на выходе из них заметно выше (900–1000°С), чем на выходе из конвективно-радиационных (300–700 °С).
1 – кессон; 2 – юбка; 3 – стационарная часть котла; 4 – окно для пропуска кислородной фурмы; 5 – барабан; 6 – варианты устройства поверхностен нагрева котла
Рисунок 7.22 - Схема устройств котлов-охладителей (ОКГ): ОКГбд-250 (а); ОКГ-250 (б);. ОКГ-400 (а)
В цехах с большегрузными конвертерами устанавливали котлы ОКГ-400; для большегрузных (300–400 т) конвертеров рекомендуется более совершенный котел ОКГ-400-2
Таблица 7.1 - Характеристика котлов-охладителей (ОКГ)
Показатели |
Котел |
|||
ОКГ-400 |
ОКГ-130 |
ОКГ-18 |
ОКГ-400-2 |
|
Тип котла |
Радиационный |
|
Радиационно-конвективный |
|
Расчетное количество конвертерных газов, тыс. м3/ч |
300 |
80/200 |
110 |
300 |
Максимальная паропроизводительность, т/ч |
370 |
345 |
190 |
270 |
Поверхность нагрева, м2 (общая/радиационная) |
1240/1240 |
1770/565 |
2120/464 |
1997/647 |
Температура газов после котла, °С |
800 |
700 |
420 |
700 |
Рисунок 7.23 - Газоотводящий тракт 350-т конвертера с двумя ступенями круглых труб Вентури (а) и труба Вентури в разрезе (б)
Газ из горловины конвертера 1 через подвижную герметизирующую юбку 2 поступает в ОКХ, включающий откатной кессон 3 и стационарный газоход 4. После ОКГ газ при температуре ~1000°С поступает в узел 5 предварительного орошения, куда с помощью форсунок подают воду, охлаждающую газовый поток до 75 °С. Затем газ поступает в первую ступень газоочистки – трубу Вентури 6 с кольцевым зазором и каплеуловителем 7. Далее через бункер 9 газ движется во вторую ступень очистки – трубу Вентури 11 с кольцевым зазором и коленный сепаратор 12 и затем через бункер 14 попадает в каплеуловитель 15 с завихрителем, а после него по трубопроводу 16 в эксгаустер 17 и далее выбрасывается в атмосферу через свечу (трубу) 18, снабженную устройством 19 для дожигания СО. Воду подают по трубопроводам 13. Площадь сечения кольцевого зазора укороченных труб Вентури 6 и 11 регулируют сердечником-конусом 20 приводом 8.
Тракт рассчитан на выход газа из горловины конвертера до 240 тыс. м3/ч. Общий расход воды на газоочистку составляет до 2000 м3/ч.
Газоотводящйх тракт с радиационными ОКГ имеет следующие данные (на 1 т жидкой стали): расход электроэнергии 8,7– 10,0 кВт-ч/т; выработка пара при давлении 0,8–1,3 МПа 80 кг; расход воды оборотного цикла 6,5–7,1 м3; безвозвратные потери воды 0,17–0,20 м3.