ИТС 26-2017 Производство чугуна, стали и ферросплавов

     2.3.4 Подготовка дутья

Нагрев дутья, подаваемого в доменную печь, имеет большое значение в экономии энергоресурсов при выплавке чугуна. Повышение температуры дутья на 100°C в интервале температур 800°C-1000°C снижает расход кокса на 3,9%, а в интервале 1000°C-1200°C - на 2,2%.

В доменном производстве используются регенеративные воздухонагреватели с внутренней камерой горения, обеспечивающие нагрев дутья до 1200°C (см. рисунок 2.31).

1 - купол ВН; 5 - насадка: 3 - камера горения; 8 - газовая горелка; 9 - штуцер газовой горелки; 12 - штуцер клапана холодного дутья; 15 - подкупольное пространство

     
Рисунок 2.31 - Воздухонагреватель с внутренней камерой горения

Однако воздухонагреватели с внутренней камерой горения, расположенной в одном кожухе с регенеративной огнеупорной насадкой, при длительной эксплуатации выявили ряд недостатков, а именно: изгиб воздухонагревателя, короткое замыкание, пульсации, крип, неравномерность распределения потоков по насадке. Эти недостатки связаны именно с наличием высокой камеры горения. Они приводят к частому выходу ее из строя, требуют ремонтов и ограничивают температуру эксплуатации до 1200°C.

Основные недостатки, связанные с внутренней камерой горения, были устранены в воздухонагревателях с выносной камерой горения (см. рисунок 2.32).

     
Рисунок 2.32 - Воздухонагреватель с выносной камерой горения

Однако эта конструкция устранила только часть недостатков, оказалась дорогой, требует больших площадей для своего размещения, и также не обеспечивала равномерное распределение газов по всей площади огнеупорной насадки.

В последнее время получили распространение воздухонагреватели без высокой камеры горения конструкции Калугина (ВНК). На рисунке 2.33 представлена принципиальная конструкция ВНК, обеспечивающая нагрев дутья до 1400°C и низкое содержание в дымовых газах CO и .

     
Рисунок 2.33 - Воздухонагреватель конструкции Я.П.Калугина

Отличительной особенностью ВНК является то, что температура горячего дутья 1250°C-1300°C обеспечивается доменным газом с низкой теплотой сгорания и без добавок высококалорийного газа. Установка теплообменников для утилизации низкопотенциального тепла отходящих дымовых газов со средней температурой 280°C-330°C для нагрева доменного газа и воздуха для отопления воздухонагревателей позволила снизить температуру дыма до 120°C и увеличить температуру дутья без добавок высококалорийного газа.

Существенным элементом этой конструкции является струйно-вихревая горелка, расположенная вверху купола по оси воздухонагревателя, имеющая форкамеру. Горелка обеспечивает концентрацию CO в отходящем дыме не более 50 мг/м, что в два раза ниже европейских норм. Концентрация составляет не более 100 мг/м.

Гарантированный срок эксплуатации - 30 лет.

Комбинированное дутье

В качестве одного из приемов регулирования теплового состояния печи применяют увлажнение дутья подачей пара. Подача пара повышает содержание водорода в восстановительных газах и ускоряет процессы восстановления в печи [54, 55]. Для сохранения теплового состояния печи на каждый 1 г воды в 1 м дутья следует повысить температуру дутья на 9°C.

Существенным шагом в развитии технологии доменной плавки стало обогащение дутья кислородом, которое вызвало некоторые изменения параметров плавки, а именно:

- повысилась теоретическая температура горения в фурменном очаге;

- повысилось содержание окиси углерода в горновых газах;