11.05.2018

Холодильники комбинированной конструкции в шахтах доменных печей


Идея разработки холодильника комбинированной конструкции не нова.

В 40-х годах В.А. Сорокин предложил конструкцию холодильника, состоящего из одной комбинированной плиты кронштейна с залитыми независимыми вертикальными и горизонтальными змеевиками.

Такая комбинация вертикальной и горизонтальной плит, спустя много лет, была применена на заводах «Криворожсталь» и «Запорожсталь» (см. рис. 100).

На Череповецком металлургическом заводе эта конструкция несколько изменена; вертикальные плиты устанавливают вплотную к кожуху, а между ними через специальные амбразуры закладывают горизонтальные плиты (рис. 103).
Следует отметить, что аналогичное конструктивное решение ранее испытывали на доменных печах № 3 MMK и № 1 KMK (рис. 104), однако должного эффекта получить не удалось, по-видимому, из-за некачественного изготовления холодильников.

На Череповецком металлургическом заводе преимущество такой комбинации видят в независимости горизонтальных и вертикальных плит и возможности замены горизонтальных плит в процессе эксплуатации.

Однако нельзя не отметить при этом снижение герметичности и прочности кожуха из-за отверстий для амбразур, а также наличие многочисленных коммуникаций, загромождающих кольцевые площадки и кожух.

Начиная с 1965 г., холодильники с охлаждаемыми опорными выступами применили на ряде доменных печей, работающих с испарительным охлаждением (см. рис. 101).

До этого, в 1957—1961 гг., на доменных печах некоторых металлургических заводов (№ 5 Челябинского, № 2 Донецкого, № 3 завода им Ильича), работающих с испарительным охлаждением, пытались применить в шахте холодильники с опорными неохлаждаемыми выступами в верхней или нижней частях плиты.

Однако неправильные решения в конструкции плит и технологии их отливки не дали тогда положительных результатов.

Холодильники с охлаждаемыми опорными выступами, расположенными в верхней части плиты, успешно работают на доменной печи № 8 (2700 м3) Криворожского металлургического завода.

Насколько хорошо сохраняется кладка при комбинированных холодильниках, можно судить по следующим практическим данным.

Помимо визуального определения степени разгара во время остановок печи и опускания шихты, представление о состоянии кладки довольно точно дает величина тепловых потерь с охлаждающей водой: чем больше потери, тем меньше толщина оставшейся кладки.

В табл. 47 и 48 приведены потери тепла холодильниками различных доменных печей.
Для сопоставления аналогичные замеры проводили на печах с плитовыми холодильниками без опорных выступов.

Исследования показали, что в начальный период работы печи, когда футеровка еще дела, тепловые потери холодильников с опорными выступами были несколько больше, чем на печах с холодильниками без опорных выступов, или с одним в верхнем ряду. Это объясняется увеличением их тепловоспринимающей поверхности примерно на 25—40%.

В последующий за разгаром футеровки период работы печей, тепловые потери холодильников с выступами превышали потери тепла на печах с холодильниками без выступов (табл. 49).
Анализ замеров тепловых потерь показывает, что на одной и той же печи в пределах одного пояса плитам без выступов свойственны несколько большие тепловые потери, чем плитам в холодильнике с выступом, так как на выступах задерживается какой-то слой материалов или остатков кладки, уменьшающий тепловые потери части плиты, расположенной выше.

На рис. 105 показан разгар футеровки шахт доменных печей Ns 2 завода «Запорожсталь» и № 5 завода «Криворожсталь» с холодильниками комбинированной конструкции, рассчитанный по данным тепловых потерь. Из рис. 105 видно, что печи имеют свойственный старым конструкциям волнообразный профиль с горизонтальными выступами, направленными внутрь печи. Ho в данном случае кожух дополнительно защищен вертикальными плитами от действия высоких температур, и только по мере выхода из строя горизонтальных плит вертикальные начинают выполнять свое назначение.

Толщина оставшейся кладки незначительна уже после 1—2 лет работы.

При обычных горизонтальных холодильниках такой значительный разгар уже требовал бы включения наружного полива и ремонта, однако, в комбинированных холодильниках наружный полив заменяет наличие вертикальных плит.

На доменной печи объемом 2700 м3 Криворожского металлургического завода, работающей с испарительным охлаждением, потери тепла после года работы составили — 9,0 —10,0 млн. ккал/ч на всю печь (в шахте 4—5 млн. ккал/ч), что также указывает на отсутствие кладки.
Аналогичная картина наблюдается и на печах Череповецкого металлургического завода: кладка сохранилась в какой-то мере над опорными плитами и между ними, но вертикальные плиты надежно защищают кожух. Через год после ремонта тепловые потери в шахте доменной печи № 3 возросли до 2 млн. ккал/ч.

Итак, соображения о том, что кладка шахты при комбинированных холодильниках сохраняется значительно дольше, чем при обычных вертикальных, не имеет достаточных оснований.

Правильнее говорить о том, что стойкость холодильников комбинированной конструкции должна быть более высокой, так как вначале должны выйти из строя горизонтальные выступы, а затем только «прогорать» вертикальные плиты.

Однако анализ статистических данных по стойкости шахт не дает такой зависимости. На стойкость холодильников в большей мере, чем конструктивные различия, влияет технология изготовления.

Как при комбинированной конструкции холодильников, так и при обычных плитах науглероженность трубок и литейные напряжения, имевшие место при старой технологии изготовления независимо от качества охлаждения, не позволяли достичь длительной работы доменных печей без капитальных ремонтов. В большинстве случаев первым отключали не выступ, а вертикальную плиту.

В результате сочетания новой технологии отливки с хорошим качеством охлаждающей воды можно значительно удлинить кампанию печи (например, доменные печи № 3 Череповецкого металлургического завода и № 3 завода им. Ильича).

Однако опыт ряда доменных печен показывает, что плитовые вертикальные холодильники без опорных выступов по своим техническим возможностям могут самостоятельно обеспечивать значительную длительность межремонтного периода работы, равную кампании горна и лещади. Решение применять в обязательном порядке вторую линию защиты перед вертикальными плитами является излишеством и данью неуверенности в надежной работе периферийных плитовых холодильников. Применение холодильников комбинированной конструкции, кроме того, исключает такое перспективное решение, как тонкостенная шахта, особенно на действующих доменных печах.





Яндекс.Метрика