Замена холодильных плит доменной печи
Обновлено: 06.05.2024
НОВЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПРИ РЕКОНСТРУКЦИИ И МОДЕРНИЗАЦИИ ДОМЕННЫХ ПЕЧЕЙ (Укргипромез, А.С. Гусаров)
Основным компонентом металлошихты при выплавке стали является чугун, расход которого на тонну жидкой стали за последние десятилетия не меняется и варьирует в разных регионах мира от 500 до 900 кг на тонну.
Доминирующую позицию в мировом производстве чугуна продолжает прочно занимать доменный процесс.
Основными задачами совершенствования технологии доменной плавки и конструкции доменных печей является повышение эффективности выплавки чугуна путем увеличения удельной производительности, снижения энергозатрат, получения высококачественного чугуна, уменьшения трудовых и материальных затрат производства, обеспечение существенного уменьшения вредных выбросов в окружающую среду.
Вместе с тем, многие доменные печи отрасли имеют недостаточно совершенные технические решения и узкие места, устаревшие конструкции и оборудование.
Большинство доменных печей оборудованы вагон-весами, вследствие чего отсутствует отсев мелочи из железорудных материалов перед загрузкой в скип.
При повышении общего уровня механизации в доменных цехах трудоемкость по отработке огненожидких продуктов плавки на литейных дворах устаревшей конструкции остается высокой.
Высокая стоимость строительства и ремонтов воздухонагревателей традиционной конструкции и недостаточная их стойкость привела к отставанию в повышении температуры дутья.
При ремонтах доменных печей в основном, уже в течение длительного времени, не менялись технологические и технические решения, по конструкциям оборудования, систем охлаждения и футеровки.
На металлургических предприятиях доменное производство, в большинстве случаев, остается одним из главных источников загрязнения окружающей среды.
Учитывая сложившеюся ситуацию по техническому состоянию доменных печей отрасли, Укргипромез со своими соисполнителями – научно- исследовательскими институтами, проектными институтами, техническими службами металлургических предприятий и машиностроительного комплекса имеют предложения, которые уже осуществлены на ряде предприятий, по техническому перевооружению доменных цехов с учетом современных требований.
СОБСТВЕННО ДОМЕННАЯ ПЕЧЬ
С КОЛОШНИКОВЫМ УСТРОЙСТВОМ
Предлагается совершенствовать профили доменных печей за счет увеличения высоты горна, и поперечных размеров, при сохранение высоты печи. При этом предусматривается увеличение объема доменных печей в целесообразных пределах.
Высота «мертвого слоя» ограничивается 0,2 диаметра горна.
Сохраняется тенденция к увеличению количества воздушных фурм с учетом осуществления мероприятий по улучшению качества шихтовых материалов и сопутствующих конструктивных решений.
Увеличение емкости металлоприемника и создание надежной системы выпуска продуктов плавки из печи позволило отказаться от леток для выпуска верхнего шлака и сохранить, в некоторых случаях, количество леток для выпуска чугуна.
Для ликвидации технологических неполадок предлагается на доменных печах ниже фурм над главными желобами предусматривать раздувочные летки. Четырехколонная опорная система башенного типа в сочетании с самонесущим кожухом печи создают условия для удобного размещения
оборудования, проведения ремонтных работ и обслуживания.
Вновь сооружаемые и реконструируемые печи охлаждаются с использованием, как правило, чугунных плитовых холодильников по всей высоте печи, включая охлаждаемые защитные плиты колошника.
Современная система охлаждения предполагает установку медных холодильников в заплечиках, и в нижней части шахты доменной печи.
Применение медных холодильников взамен традиционных чугунных позволяет отказаться от футеровки, снизить расход кокса за счет снижения теплосъема, обеспечить устойчивый гарнисаж и, как следствие, устойчивый тепловой режим, увеличить рабочий объем и производительность доменной печи.
Стремление к повышению стойкости охлаждаемых приборов и эффективности системы охлаждения доменных печей заставило перейти на охлаждение холодильников химочищенной водой в замкнутом контуре, в том числе и подлещадного пространства печи.
Система испарительного охлаждения шахты печи нашла широкое распространение на доменных печах отрасли.
Однако, из-за отсутствия контроля и регулирования теплового съема с холодильников и трудностей в использовании пара, ставится вопрос о переходе с системы испарительного охлаждения шахты на охлаждение в замкнутом контуре. Этот вопрос должен решаться применительно к каждому предприятию.
Эксплуатация системы водяного охлаждения низа печи с использованием наружного полива дает в конкретных случая положительный результат.
Создание высокотеплопроводных и газоплотных углеблоков и высокоэффективной системы охлаждения лещади и горна позволило сократить толщину лещади на 25-30 %, соответственно, экономя расход дорогостоящих углеблоков.
Применение по всей высоте шахты печи тонкостенной бетонной футеровки или карбитокремневых огнеупоров в сочетании с медными и
чугунными холодильниками позволит наряду с достаточной стойкостью шахты печи значительно снизить расход материалов и объемы футеровочных работ.
Применение высокостойкого специального бетона для футеровки рамы чугунной летки обеспечивает безремонтную эксплуатацию футляра и удовлетворительную газоплотность летки для выпуска чугуна.
Для повышения газоплотности пространство между кожухом печи и плитовыми холодильниками рекомендуется заполнять безусадочными специальными бетонами.
Вмонтируемый в футеровку горна горизонтальный кольцевой медный лист преграждает попадание охлаждающей воды из дефектных элементов фурменных приборов на углеблоки горна.
Двухконусные загрузочные устройства, установленные на многих отечественных печах имеют ограниченные возможности регулирования радиального и окружного распределения шихтовых материалов на колошнике. Стойкость этих устройств при работе с повышенным давлением на колошнике существенно ограничена.
За основное направление модернизации системы загрузки доменных печей принимается замена двухконусных засыпных аппаратов загрузочными устройствами бесконусного типа.
Однако для эффективности работы бесконусного загрузочного устройства установка его должна сопровождаться мероприятиями, направленными на повышение качества сырья.
На печах с двухклапанными загрузочными аппаратами рекомендуется устанавливать подвижные плиты колошника с гидроприводами.
Использование на доменных печах высокотемпературного дутья требует перехода на установку фурменного прибора карданного типа, внедрение которого сдерживается низкой стоимостью воздушных фурм, частой их заменой, что будет связано с дополнительной потерей времени при применении конструкции фурменного прибора карданного типа.
Для контроля работы загрузочного устройства и контроля распределения газового потока в куполе доменных печей устанавливаются профилемеры, над уровнем засыпи-стационарные термозонды с измерением температур колошникового газа по радиусу в 6-8 точках и под уровнем засыпи машины для отбор проб газа и замера температуры по радиусу печи.
Локализация вредных выбросов в атмосферу из межконусного пространства и или бункеров загрузочных устройств обеспечивается системой азотоподавления, а от приемной воронки ее укрытием и системой аспирации. Условием надежной работы системы азотоподавления и системы аспирации является переход от использования пара в работе загрузочного устройства на азот.
ЛИТЕЙНЫЙ ДВОР И ПОДДОМЕННИК
За последние годы в Украине увеличилась доля высокопроизводительных печей, что привело не только к увеличению потока жидкого чугуна и шлака, но и удлинению времени выпусков, ухудшению условий труда на литейных дворах, экологическому давлению на окружающую атмосферу, частой замене футеровки главных и транспортных желобов, срыву графика выпусков и, как следствие, повышению стоимости чугуна.
В последние годы в мировой практике при реконструкции и капитальных ремонтах доменных печей все большее значение приобретают технические решения по совершенствованию технологии выпуска чугуна и шлака, сокращению вредных выбросов и улучшению условий труда на литейных дворах.
Капитальные затраты необходимые для восстановления литейного двора с устаревшим оборудованием, используются для переустройств в современный литейный двор с новым поколением оборудования, соответствующим всем требованиям настоящего времени и способным обеспечить работу доменной печи в период между капитальными ремонтами на протяжении 20-25 лет.
Основная идея реконструкции литейного двора до современного уровня состоит в обеспечении улучшения разделения чугуна и шлака в главных желобах, сохранении температуры чугуна, использовании современных средств механизации, увеличении стойкости футеровки желобов, решении вопросов охраны труда и экологии.
При этом реконструкция литейных дворов выполняется с сохранением и использованием основных существующих конструкций во вновь создаваемом современном литейном дворе.
Современный литейный двор как правило выполняется в 2 х уровнях.
Между первым – нижним уровнем и верхним размещаются газоходы и клапаны системы аспирации, приводы качающихся желобов, главные и транспортные желоба, в некоторых случаях маслопроводы гидромеханизмов литейного двора, подсобные помещения и пр.
Верхняя площадка литейного двора сооружается ровной без уклонов и перепадов для возможности передвижения напольных механизмов.
Открытое пространство между 1-м и 2-м уровнем литейного двора за счет естественной тяги позволяет омывать воздухом и охлаждать конструкции желобов.
На литейном дворе устанавливаются главные и транспортные желоба, приспособленные для футеровки высокостойкими материалами и блоками.
Главные, транспортные и качающиеся желоба, укрываются съемными крышками.
Установка укрытий главных, транспортных, качающихся желобов существенно уменьшает тепловые выделения в рабочее пространство литейного двора, позволяет реализовать полную аспирацию литейного двора с очисткой вредных выбросов в фильтрах, делает безопасным перемещением обслуживающего персонала, не допускает глубоких теплосмен футеровки желобов, увеличивает срок ее службы, сохраняет температуру чугуна, падение которой на литейном дворе обычной конструкции достигает 20-25 °С.
Для современного литейного двора АОЗТ «Днепрогидромаш» разработан комплекс гидравлического оборудования, состоящий из машин для вскрытия и закрытия чугунных леток, манипуляторов для подъема крышек главных желобов и качающие желоба с гидроприводом.
Для проталкивания ковшей при одноносковой разливке чугуна и шлака предусматривается установка толкателей или электролебедок.
Фурменная площадка поддоменника над чугунными летками замыкается съемными щитами футерованными огнеупорным бетоном.
Процесс выпуска огненно-жидких продуктов плавки на доменных печах сопровождается выделением большого количества запыленных газов.
Современный литейный двор оборудуется эффективной вытяжной вентиляцией.
При каждом выпуске с помощью регулируемых клапанов обеспечивается отсос загрязненного воздуха с постепенным увеличением мощности отсоса по ходу движения продуктов плавки в направлении от чугунной летки к месту слива чугуна и шлака.
Отбор запыленных газов осуществляется от летки, скиммера и укрытий качающихся желобов слива чугуна и шлака.
Транспортировка газопылевой смеси осуществляется по системе воздуховодов с помощью тягодутьевых машин.
На период между выпусками тягодутьевые машины отключаются или снижают мощность.
За счет такого режима работы тягодутьевых машин достигается значительная экономия электроэнергии.
Очистка аспирационного воздуха от пыли, перед выбросами в атмосферу производится в электрофильтрах или рукавных фильтрах.
Максимальное содержание пыли в очищенном воздухе не превышает
ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛИ
Наибольшее распространение в доменных цехах отрасли получили воздухонагреватели со встроенной камерой горения, которые в силу своих недостатков на протяжении кампании эксплуатации обеспечивают нагрев дутья не более 1050-1150 0 С.
Построенные на нескольких печах воздухонагреватели с выносной камерой горения обеспечивают устойчивую температуру горячего дутья – 1200-1250 0 С.
Однако стоимость этих воздухонагревателей выше на 25-30 % воздуонагревателей со встроенной камерой горения, к тому же при их сооружении требуются значительные площади, которые в действующих цехах отсутствуют.
При реконструкции блоков воздухонагревателей отдается предпочтение сооружению безшахтных воздухонагревателей, которые лишены основных недостатков, присущих существующим воздухонагревателям.
Сравнение стоимости сооружения воздухонагревателей одинаковой тепловой мощности показывает, что стоимость блока воздухонагревателей с горелкой в куполе на 20-30 % меньше стоимости блока воздухонагревателей со встроенной камерой горения.
В последние 15-20 лет в мировой практике (в основном страны Европы и Японии) получили распространение установки для утилизации тепла дымовых газов воздухонагревателей доменных печей для нагрева отопительного газа и воздуха горения для нагрева воздухонагревателей.
Эти установки позволяют повысить КПД воздухонагревателей благодаря снижению температуры отходящих дымовых газов и соответственно выбросов тепла через трубу с теми же дымовыми газами.
Температура нагрева воздуха горения и отопительного газа в установке утилизации составляет 180 0 С.
Подогрев воздуха горения и отопительного газа позволяет отказаться от высококалорийных добавок в доменный газ и достичь экономии воздуха горения до 15 %.
по конструкции теплообменников.
По схеме утилизации применяются установки прямого нагрева компонентов горения и нагрева с использованием специальных промежуточных жидкостных теплоносителей.
По конструкции теплообменников – рекуперативные, на тепловых трубах и регенеративные.
Установка утилизации с промежуточным теплоносителем более сложная в наборе объектов и обслуживании, но лучше компонуется в условиях действующего блока воздухонагревателей.
Установки утилизации с использованием теплообменников рекуперативных и на тепловых трубах просты в устройстве и обслуживании, но плохо компонуются в условиях действующего блока воздухонагревателей.
Поэтому при сооружении новых блоков воздухонагревателей предпочтение отдается установкам прямого нагрева.
Сооружение установки утилизации тепла отходящих дымовых газов предполагает строительство централизованной станции воздуха горения.
При высокой влажности доменного газа рекомендуется на общем газопроводе доменного газа устанавливать кассетный каплеотделитель.
БУНКЕРНАЯ ЭСТАКАДА
С КОНВЕЙЕРНОЙ ШИХТОПОДАЧЕЙ
Сложность выполнения конвейерной шихтоподачи без использования металлических транспортеров заключается в том, что в основном доменные печи Украины работают с использованием в шихте неохлажденного агломерата.
Конвейерная шихтоподача, без использования металлических транспортеров, в зависимости от конкретных условий, как правило, выполняется по трем вариантам.
При использовании в шихте холодного агломерата коксовые бункера размещаются в центре над скиповой ямой. Бункера агломерата, окатышей и добавок размещаются по бокам от скиповой ямы.
При использование в шихте горячего агломерата бункера для агломерата располагаются в центре над скиповой ямой. Агломерационный канал включает в себя: центральный приемный бункер – затвор – грохот – весовую воронку – скип.
Бункера с холодными материалами, в том числе кокс, размещаются по бокам от скиповой ямы и доставляются к скиповой яме с использованием транспортеров.
Возможен вариант с размещением приемных бункеров горячего агломерата и кокса в центре над скиповой ямой, а приемные бункера с холодными материалами размещаются по бокам от скиповой ямы, которые доставляются к скиповой яме с использованием транспортеров.
Коксовая мелочь подлежит рассеву с выделением «орешка», который подается в один из приемных бункеров для добавок.
ПЫЛЕУЛОВИТЕЛЬ
Эффективность работы существующих пылеуловителей при не высоком давлении газа под колошником и повышенной температуре его недостаточна и составляет 40-50 %.
С целью снижения скоростей газа в пылеуловителе для лучшего осаждения колошниковой пыли предусматривается увеличение его диаметра.
Для контроля заполнения и опорожнения пылеуловителя предусматривается температурный контроль уровня колошниковой пыли в пылеуловителе.
АВТОМАТИЗАЦИЯ
АСУ ТП предназначена для повышения эффективности управления совокупностью технологических процессов комплекса доменной печи с применением новейших средств автоматизации, микропроцессорной и вычислительной техники и с использованием математических моделей технологических процессов.
Целью создания АСУ ТП является повышение технико-экономических показателей работы доменной печи и оперативности ее управления.
анализ технологических процессов, протекающих в доменной печи, проводимый с помощью математических моделей и методик расчета с целью
ЭЛЕКТРООБОРУДОВАНИЕ И СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ
Электрочасть и системы автоматического управления механизмами доменной печи предусматривается выполнять на новой элементной базе программируемых контроллеров.
Управление электроприводами постоянного тока выполняются на базе комплектных тиристорных преобразователей.
ОБЩЕЦЕХОВЫЕ ОБЪЕКТЫ
Развитие конвертерного производства стали побудило перевод транспортировки чугуна с ковшей г/н 100-140 т на ковши миксерного типа г/н 250-300 т.
Для обслуживания ковшей миксерного типа предусматривается депо ремонта миксерных ковшей.
ВДУВАНИЕ ПЫЛЕУГОЛЬНОГО ТОПЛИВА
Совершенствование техники и технологии доменной плавки привело к достижению стабильных расходов пылеугольного топлива (ПУТ), вдуваваемого в доменные печи на уровне 150-220 кг/г чугуна.
В результате опыта работы печей с вдуванием ПУТ были определены условия, обеспечивающие замену 40-50 % кокса угольным топливом.
К ним относятся:
Наибольшее распространение получила следующая схема вдувания ПУТ в доменные печи.
Приемный бункер угля, дробилки (преимущественно валковые), бункер угольной пыли, питающие резервуары, распределитель и линии вдувания ПУТ в доменную печь.
Способ восстановительного ремонта системы охлаждения шахты доменной печи
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к способам восстановительного ремонта системы охлаждения доменной печи. Способ включает замену вышедших из строя холодильников, расположенных по высоте кожуха печи, новыми охлаждающими элементами, устанавливаемыми через разделанные в кожухе печи отверстия. При этом в месте установки новых охлаждающих элементов монтируют опалубку, проем, образованный между опалубкой и кожухом печи, заполняют огнеупорным раствором, причем последний первоначально подают в проем, расположенный ниже нижней кромки отверстия кожуха печи, через упомянутое отверстие, в которое затем вваривают новый плитовой холодильник, а в проем, расположенный выше отверстия кожуха, огнеупорный раствор подают через дополнительное отверстие, выполненное в кожухе, в месте зазора между новым охлаждающим элементом и вышестоящим холодильником, при этом монтаж опалубки и новых охлаждающих элементов ведут одновременно. Использование изобретения обеспечивает повышение эксплуатационной надежности кожуха печи и производительности ремонта. 3 ил.
Изобретение относится к черной металлургии, а именно к способам восстановительного ремонта системы охлаждения шахты доменной печи.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является способ восстановительного ремонта системы охлаждения шахты доменной печи, оборудованной чугунными плитовыми холодильниками на водяном или испарительном охлаждении по заявке РФ N 95106788, кл. C 21 B 7/10 (бюл. N 35, 20.12.96 г.), включающий замену вышедших из строя холодильников новыми охлаждающими элементами, устанавливаемыми через разделанные в кожухе печи отверстия.
Недостатком известного технического решения является следующее: после домонтажа вышедших из строя холодильников в кожухе печи разделывают отверстия для установки в них новых охлаждающих элементов, при этом количество отверстий будет определяться количеством охлаждающих элементов. Увеличение количества упомянутых отверстий ведет к "травмированию" кожуха печи, следствием чего является снижение эксплуатационной надежности кожуха печи. Отсутствие слоя футеровки в местах демонтажа плитовых холодильников будет способствовать увеличению теплопотерь печи, а вместе с этим увеличенному расходу условного топлива.
Задачей предложенного технического решения является повышение эксплуатационной надежности кожуха печи, а также повышение производительности ремонта печи. При этом достигается получение такого технического результата как снижение себестоимости ремонта печи, повышение ее производительности за счет снижения времени ремонта, а также уменьшение удельного расхода топлива.
Вышеуказанные недостатки исключаются тем, что в способе восстановительного ремонта системы охлаждения шахты доменной печи, оборудованной чугунными плитовыми холодильниками на водяном или испарительном охлаждении, включающем замену вышедших из строя холодильников, расположенных по высоте кожуха печи, новыми охлаждающими элементами, устанавливаемыми через разделанные в кожухе печи отверстия, в месте установки новых охлаждающих элементов монтируют опалубку, проем, образованный между опалубкой и кожухом печи заполняют огнеупорным раствором, причем последний первоначально подают в проем, расположенный ниже нижней кромки отверстия кожуха печи через упомянутое отверстие, в которое затем вваривают новый плитовый холодильник, а в проем, расположенный выше отверстия кожуха, огнеупорный раствор подают через дополнительное отверстие, выполненное в кожухе, в месте зазора между новым охлаждающим элементом и вышестоящим холодильником, при этом монтаж опалубки и новых охлаждающих элементов ведут одновременно.
Сопоставительный анализ предложенного технического решения с прототипом показывает, что заявленный способ отличается от известного тем, что в местах установки новых охлаждающих элементов монтируют опалубку, а в проем, образованный между опалубкой и кожухом печи, закачивают огнеупорный раствор, при этом монтаж опалубки и новых охлаждающих элементов ведут одновременно. Таким образом, заявленный способ соответствует критерию изобретения "новизна".
Сравнительный анализ предлагаемого способа не только с прототипом, но и с другими техническими решениями не позволил выявить существенные признаки, присущие заявленному решению. Отсюда следует, что предлагаемая совокупность существенных отличий обеспечивает получение вышеуказанного технического результата, что соответствует критерию изобретения "Изобретательский уровень".
Устройство поясняется чертежами, где на фиг. 1 схематично изображен общий вид установки (ситуации), реализующей предлагаемый способ; на фиг. 2 - изображен разрез А-А, а) фрагмент установки новых охлаждающих элементов через отверстие в печи; б) фрагмент установки новых охлаждающих элементов и нового холодильника; на фиг. 3 - изображен вид I фиг. 2 Способ восстановительного ремонта системы охлаждения шахты доменной печи реализуется следующим образом.
Сначала выравнивают давление внутри доменной печи с атмосферным, опускают шихту ниже уровня монтируемых новых охлаждающих элементов и плитовых холодильников, демонтируют старые, вышедшие из строя холодильники. В кожухе 1 печи разделывают отверстия, например 2, 3, 4, через которые на места высвобожденных старых холодильников устанавливают новые охлаждающие элементы 5, 6, 7, 8, смонтированные заодно каждый со своей опалубкой 5', 6', 7', 8'. Так как каждый из новых охлаждающих элементов выполнен в виде змеевика, его концы крепят в бобышке 9 центрального выхода, которую устанавливают в существующее отверстие 10 и приваривают к кожуху 1 через накладку. Концы новых охлаждающих элементов подсоединяют к системе охлаждения печи. Через отверстия 3 и 4 огнеупорным материалом 11 первоначально заполняют проемы 12, 13 между опалубкой и кожухом 1, расположенные ниже нижней кромки отверстий, соответственно 3 и 4. После заполнения проемов 12, 13 огнеупорным раствором в отверстия 2, 3, 4 последовательно один за другим вваривают новые плитовые холодильники 14, охлаждающие элементы которых также подсоединяют к системе охлаждения печи. Затем через дополнительные отверстия 15, которые были предварительно разделаны в кожухе 1 печи в месте зазора -C- между новыми охлаждающими элементами 5, 7 и вышестоящими холодильниками 5'' и 7'', огнеупорный раствор подают последовательно в проемы 16 и 17 между опалубкой и кожухом 1, расположенные выше отверстий 2 и 4 кожуха 1. После заполнения упомянутых проемов огнеупорным раствором, дополнительные отверстия 15 заваривают латками.
Пример. На Новолипецком комбинате на доменной печи N 6, объемом 3200 м 3 был проведен капитальный ремонт III разряда по восстановлению системы охлаждения шахты доменной печи. После проведения подготовительных работ давление внутри доменной печи было выравнено с атмосферным, шихта была опущена ниже уровня монтируемых новых охлаждающих элементов, были демонтированы старые, вышедшие из строя холодильники.
В кожухе печи на отметке +21,853 мм (по центральной оси) были разделаны три отверстия, через которые были установлены новые охлаждающие элементы (по высоте печи) совместно с опалубкой. Проемы между опалубками и кожухом печи были заполнены огнеупорным раствором. В разделанные отверстия были вварены новые плитовые холодильники. Выводы новых охлаждающих элементов и плитовых холодильников были подключены к системе охлаждения кожуха доменной печи.
Таким образом, производят через разделанные в кожухе печи отверстия монтаж опалубки и новых охлаждающих элементов одновременно, а заполнение образовавшихся проемов огнеупорным раствором через имеющиеся и дополнительные отверстия способствует повышению эксплуатационной надежности кожуха печи и повышению производительности ее ремонта. Вместе с этим уменьшается себестоимость ремонта печи за счет уменьшения времени ремонта, также уменьшается и удельный расход твердого топлива, то есть достигается получение упомянутого технического результата.
Способ восстановительного ремонта системы охлаждения шахты доменной печи, включающий замену вышедших из строя чугунных плитовых холодильников на водяном или испарительном охлаждении, расположенных на высоте кожуха печи, на новые охлаждающие элементы, устанавливаемые через разделанные в кожухе печи отверстия, отличающийся тем, что новые охлаждающие элементы монтируют одновременно с опалубкой и заполняют проем, образованный между опалубкой и кожухом печи, огнеупорным раствором, который первоначально подают через отверстие кожуха печи в проем, расположенный ниже нижней кромки этого отверстия, в которое затем вваривают новый плитовой холодильник, а в месте зазора между новым охлаждающим элементом и вышестоящим плитовым чугунным холодильником в кожухе печи выполняют дополнительное отверстие, и через это отверстие подают огнеупорный раствор в проем, расположенный выше отверстия печи.
Способ замены вертикальных плитовых холодильников шахты доменной печи
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам ремонта сгоревших вертикальных плитовых холодильников доменной печи. Способ замены холодильника включает резку кожуха по контуру охлаждающей плиты, приварку по периметру плиты листов, вдавливание образовавшегося короба домкратами внутрь печи на ширины листов, выжигание крепежных болтов и охлаждающих трубок, установку на их место пробок и приварку новой латки кожуха с охлаждающими трубками, удаление монтажных косынок и проталкивание короба домкратами и вварку латки, заливку внутренней полости нового холодильника огнеупорной смесью. Суммарное усилие домкратов превышает боковое давление шихтовых материалов. Изобретение позволяет сократить продолжительность ремонта за счет ведения работ без выдувки шихты и увеличить кампанию печи. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам ремонта сгоревших вертикальных плитовых холодильников системы охлаждения доменной печи.
Известны способы замены горизонтальных плитовых холодильников шахты на остановленной доменной печи без выдувки шихты [1, с.231-233]. Для возможности замены заднюю часть плиты оборудуют выступами для извлечения холодильника из футеровки [2]. Известен способ ремонта холодильника посредством установки на поверхности кожуха “кармана” металлического короба, заполненного огнеупорным бетоном [3, с.219].
Известны вертикальные плитовые холодильники гладкостенной конструкции [4, с.84, 88] и с ребристой рабочей поверхностью с залитым огнеупорным кирпичом [1, с.157, 252; 5, с.49], замену которых ведут на капитальных ремонтах с опусканием уровня засыпи шихты ниже дефектных плит. Сгоревшие холодильники извлекают из печи и устанавливают на внутреннюю поверхность кожуха с помощью гидравлических домкратов [6, с.33; 7].
Недостатком этого способа замены холодильников является необходимость длительных остановок печи с большими потерями в производстве чугуна и перерасходом топлива при подготовке к остановке и при раздувках печи. Как правило, эти работы ведут на капитальных ремонтах второго разряда [8, с.483-486] после выхода из строя значительного количества холодильников нижней части шахты.
Известно использование гидравлического домкрата с вибратором с усилием 25-30 т для извлечения сгоревших холодильников [9]. Максимальное давление в домкрате на холодильник равно расчетной прочности опорной балки.
Из известных наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ замены холодильников огневой резкой кожуха 1/8 части периметра печи с приваркой новых листов с установленными холодильниками [10, с.28] в период капитальных ремонтов.
Этот способ существенно сокращает сроки ремонтов, однако из-за охлаждения внутреннего пространства печи в связи с понижением уровня засыпи шихтовых материалов, происходит растрескивание большинства других не защищенных огнеупорной кладкой холодильников. Продолжительность кампании печи после восстановительных ремонтов составляла 1,2 года [11, с.128].
Указанный технический результат достигается тем, что в период текущих ремонтов вырезают по контуру плиты заменяемого вертикального холодильника кожух печи, приваривают по его периметру листы с образованием короба, который вдавливают домкратами внутрь печи на 1/2 ширины листов, крепят его к кожуху печи монтажными косынками, выжигают крепежные болты и охлаждающие трубки из заменяемого холодильника и устанавливают на их место пробки, приваривают новую латку кожуха с охлаждающими трубками к боковым листам короба, удаляют монтажные косынки, проталкивают короб домкратами, вваривают латку заподлицо с кожухом печи, образовывая новый холодильник, внутреннюю полость которого заливают огнеупорной смесью.
При этом суммарное усилие вдавливания гидравлических домкратов определяют предварительным измерением коэффициента активного веса и бокового давления шихты на остановленной печи.
Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что предложенный способ отличается от известного тем, что замена сгоревшего холодильника не связана с частичной выдувкой печи и опусканием шихты, может производиться в удобное время, не допуская локальных перегревов кожуха шахты и разрушения ослабленной огнеупорной футеровки близлежащих районов потоком проплавляемых материалов.
Промежуточное крепление короба на ширину менее 1/2 боковых листов создает неустойчивое положение холодильника и требует более тщательного его крепления к кожуху косынками, что увеличивает простой печи.
Крепление короба на ширину более 1/2 боковых листов создает неудобство по приварке латки к боковым листам короба и также повышает продолжительность остановки печи.
На фиг.1 представлен фрагмент начального момента (подготовка) замены сгоревшего вертикального холодильника, на фиг.2 - фрагмент установки латки, на фиг.3 - фрагмент окончательной замены сгоревшего холодильника новым.
Предлагаемый способ замены сгоревших вертикальных плитовых холодильников шахты реализован на доменной печи полезным объемом 2000 м 3 , оснащенной устройством для контроля активного веса шихты и амбразурами для замера перепадов давления газа.
Вырезали кожух 5 по контуру сгоревшей холодильной плиты 1 в 5-м ряду шахты, выполнив огневой рез 7, приварили по периметру вырезанной плиты листы 6 из стали 09Г2С шириной 150 мм и толщиной 20 мм, равной толщине холодильника. Затем вдавили образовавшийся короб внутрь печи на 75 мм от кожуха двумя домкратами 2 с усилием по 200 т каждый, и закрепили короб к кожуху 5 монтажными косынками 10. Домкраты 2 установлены в опорных балках 3, закрепленных в станинах 4 и приваренных к кожуху 5. При монтаже были использованы два гидравлических домкрата с почти двойным превышением горизонтальной нагрузки для преодоления сил трения в зазорах и уплотнения шихтовых материалов при вдавливании холодильника. Усилие вдавливания домкратов определили, предварительно измерив коэффициент активного веса и бокового давления шихты. Выжгли крепежные болты и охлаждающие трубки 12 из заменяемого холодильника и установили на их место пробки из листового материала. Приварили новую латку 8 кожуха, изготовленную из этой же стали марки 09Г2С с охлаждающими трубками 9 к боковым листам короба. Затем удалили монтажные крепежные косынки 10 и протолкнули короб домкратами 2, приварили латку 8 заподлицо с кожухом печи, и залили внутреннюю полость нового образовавшегося холодильника огнеупорной смесью 13 через штуцер 14. Огнеупорная смесь состоит из 50% металлической стружки и 50% бетона. Патрубок 15 служит для контроля полноты заливки бетона.
Для безопасной проплавки холодильной плиты перед задувкой печи закрыли воздушную фурму над смененным холодильником на период 8 ч времени пребывания материалов в печи.
1. Андоньев С.М., Филипьев О.В., Кудинов Г.А. Охлаждение доменных печей. - М.: Металлургия, 1972, 368 с.
2. А. с. 403199 СССР, МКИ С 21 В 7/10. Горизонтальный плитовый холодильник для охлаждения футеровки печи / В. Дайфриг Джонс, Эрик Пил. // Открытия. Изобретения. 1973. №42.
3. Ремонты доменных печей / В.Н. Еремин, М.Я. Остроухов, Н.С. Реизов и др. // М.: Металлургия, 1968, 232 с.
4. Остроухов М.Я., Шпарбер Л.Я. Справочник мастера доменщика. - М.: Металлургия, 1977, 304 с.
5. Коневкин И.И. Ремонт доменных печей. Справочное руководство. - М.: Металлургия, 1964, 254 с.
6. Ельцев С.П., Саньков А.Е. Гидравлический домкрат для выдавливания холодильников из брони доменной печи // Рационализаторские предложения и изобретения, рекомендованные Министерством для внедрения на предприятиях черной металлургии. Научн.-техн. реф. сб. - М.: Металлургия, 1984, Вып.6,111 с.
7. А. с. 295807 СССР МКИ С 21 В 7/10. Устройство для демонтажа холодильников доменной печи / А.А. Овечкин, Ю.И. Розенбаум // Открытия. Изобретения. 1971. №8.
8. Доменное производство. Справочник. В 2-х тт. Т.2. Под ред. Бардина И.П. - М.: Металлургиздат, 1963, 646 с.
9. А. с. 142656 СССР, МКИ С 21 В 7/10. Устройство для извлечения холодильников доменной печи / Н.П. Максименко // Открытия. Изобретения. 1962. №12.
10. Пронько Н.М., Шаповалов Н.Г., Соловьев В.А. Способ монтажа моратора с внешней стороны доменной печи // Рационализаторские предложения и изобретения, рекомендованные Минчерметом для внедрения на предприятиях черной металлургии. Научно-техн. реф. сб. - М.: Металлургия, 1984, Вып.4, 79 с.
11. О стойкости холодильников шахты доменных печей ММК / Н.Н. Бабарыкин, В.Г. Дружков, Г.В. Горбунов, Б.А. Марсуверский // Производство чугуна. Вып.5.Межвуз. сб. - Свердловск, УПИ, 1979, 202 с.
1. Способ замены вертикальных плитовых холодильников шахты доменной печи, включающий огневую вырезку кожуха печи, отличающийся тем, что в период текущих ремонитов вырезают по контуру плиты заменяемого вертикального холодильника кожух печи, приваривают по его периметру листы, с образованием короба, который вдавливают домкратами внутрь печи на 1/2 ширины листов, крепят его к кожуху печи монтажными косынками, выжигают крепежные болты и охлаждающие трубки из заменяемого холодильника, и устанавливают на их место пробки, приваривают новую латку кожуха с охлаждающими трубками к боковым листам короба, удаляют монтажные косынки, проталкивают короб домкратами, вваривают латку заподлицо с кожухом печи, образовывая новый холодильник, внутреннюю полость которого заливают огнеупорной смесью.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что усилие вдавливания гидравлических домкратов определяют предварительным измерением коэффициента активного веса и бокового давления шихты на остановленной печи.
Тендер: Выполнение работ по замене холодильных плит низа доменной печи
Мы получили Ваши данные для регистрации и свяжемся с Вами в ближайшее рабочее время.
Пройдите регистрацию самостоятельно, чтобы не ждать звонка менеджера.
Если в прошлый раз Вы случайно указали неверные контактные данные, по которым менеджер не сможет с Вами связаться, заполните форму регистрации в 1 клик повторно
Документация по тендеру доступна после прохождения бесплатной регистрации.
Монтаж холодильных плит лещади, горна и шахты
Холодильные плиты с циркулирующей в них водой (или просто холодильники) горна и шахты предохраняют стальной кожух, а холодильные плиты лещади, продуваемые воздухом, — фундамент печи от воздействия высоких температур и тем самым обеспечивают увеличение срока службы доменной печи.
Монтаж холодильников горна производят после испытания (проверки) сварных швов горна и присоединения к его кожуху рам чугунной и шлаковых леток, а также скоб для крепления фурменных приборов.
Холодильники горна и шахты представляют собой чугунные плиты толщиной 120—200 мм, с залитыми в них стальными трубками с внутренним диаметром 32—28 мм, по которым при работе печи беспрерывно циркулирует вода или пар. Масса одного холодильника 5,5 т, а общее число — 64 шт. (для печи объемом 3200 м3).
Каждый такой холодильник крепят четырьмя болтами (по углам), для которых в кожухе печи на заводе-изготовителе вырезают кислородом отверстия диаметром 58 мм. Кроме того, еще по два овальных отверстия в кожухе вырезают для пропуска подводящего и отводящего концов трубок для охлаждающей воды.
Охлаждают лещади чугунными плитами с залитыми стальными трубками диаметром 133 мм, по которым постоянно продувают воздух. Масса одного такого холодильника составляет 2 т, а их число — 62 шт. Всего на печи объемом 3200 м3 монтируют около 2000 т холодильных плит.
В первую очередь после укладки жароупорного бетона монтируют холодильники лещади, затем горна и шахты.
При монтаже холодильников лещади сначала укладывают продольный ряд по диаметру печи, далее последовательно смежные ряды плит от центра к краям.
До установки холодильников горна и шахты необходимо полностью закончить сварку кожуха, клепку или приварку рам чугунных, шлаковых леток и фланцев фурменных приборов, произвести ультразвуковой контроль, контроль просвечиванием и исправление дефектов сварных швов, так как после монтажа холодильников доступ к внутренней поверхности кожуха будет исключен.
Каждый холодильник перед установкой подвергают гидравлическому испытанию на плотность (опрессовке). Для монтажа холодильников применяют приспособление, состоящее из вертикальной трубчатой стойки, устанавливаемой по оси печи, с двумя обоймами. К нижней обойме закрепляют радиально расположенные кронштейны рабочей площадки, к верхней — толкатель. Стойку удерживают четырьмя тяжами, закрепленными к кожуху печи.
Рабочую площадку и толкатель после монтажа каждого ряда (пояса) холодильников поднимают лебедкой с помощью полиспаста в положение, удобное для установки холодильников следующего ряда.
Внутрь печи холодильники подают поштучно на тележке по временной эстакаде через отверстие, вырезанное в кожухе горна выше уровня плит воздушного охлаждения лещади.
Для пропуска холодильников в настиле рабочей площадки устраивают проем.
Подъем холодильников осуществляют тельфером, который передвигается по кольцевому монорельсу, подвешенному к временным кронштейнам. Приварку кронштейнов к кожуху и крепление к ним монорельса выполняют на земле при укрупнительной сборке соответствующего блока шахты.
Поскольку тельфер отдален от внутренней поверхности горна и шахты, холодильники для установки в проектное положение необходимо прижать к кожуху. Эту операцию осуществляют с помощью толкателя, состоящего из двух труб разного диаметра, телескопически вставленных одна в другую. Внутреннюю трубу ручной лебедкой выдвигают из наружной и прижимают холодильник к кожуху.
В каждом поясе сначала устанавливают холодильные плиты, примыкающие к чугунной летке, затем в обе стороны все остальные. Гайки болтов крепления холодильников затягивают снаружи с кольцевых подмостей, а затем обваривают по периметру для полной герметизации кожуха.
Все зазоры между плитами начеканивают замазкой, которую приготовляют из смеси чугунной стружки (крупностью не более 5 мм) — 75%, серы — 20% и нашытыря — 5% по массе. Смесь разбавляют соляной кислотой до консистенции густой кашицы.
На практике иногда используют толкатели другой конструкции, монтаж холодильников также может осуществляться другими способами, которые определяют в каждом конкретном случае на месте при разработке ППР.
Читайте также: