Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ АСПИРАЦИИ ПЫЛЕОБРАЗУЮЩЕГО ОБОРУДОВАНИЯ ЛИТЕЙНОГО ДВОРА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

Изобретение относится к аспирации и может быть использовано в пылеобразующей промышленности в частности в черной металлургии в доменном производстве, а именно в литейных дворах.

Способ аспирации пыле-газообразующего оборудования заключается в том, что пыле-газовыбросы от каждой единицы оборудования вводят в отводящие трубопроводы, воздействуя на них разреженным воздухом с образованием аэросмеси, которую с помощью вентилятора подают на очистные фильтры, дымосос с системой автоматического регулирования и в промышленную вентиляционную трубу с факелом.

Литейные дворы доменных печей являются самыми мощными неорганизованными источниками загрязнения атмосферного воздуха на предприятиях черной металлургии. Все источники выделения загрязнений имеют высокую температуру, поэтому над источниками тепла образуются мощные конвективные потоки воздуха (газа), которые поднимаются в верхнюю зону литейного двора и представляют собой бурый дым (окислы железа), образующийся при контакте кислорода воздуха с расплавом. Проблемы создания эффективных систем и способов аспирации остаются до настоящего времени актуальными.

В известных существующих системах аспирации, содержащих воздуховоды (газоходы), расположенные под площадкой литейного двора, все оборудование закрыто емкими укрытиями - арочными крышками, футерованными огнеупорами, из под которых производят отсос воздуха (газов), отсосы над главным желобом, скиммером и качающимися желобами, а на газоходах, идущих от отсосов, установлены отключающие клапаны, позволяющие системе работать в заданном режиме, удалять пыль и газы только от того конца качающего желоба, где идет слив металла и шлака в ковши, очистку аспирационных выбросов производят на горизонтальных электрофильтрах. (Технические решения по повышению эффективности аспирации литейных дворов доменных печей, В.Т. Стефаненко и др. бюллетень «Черная металлургия», №10, 2018, с. 82-86).

Недостатками известных способов аспирации является:

- не возможность эффективного удаления пыли и газов с помощью применяемых боковых отсосов от места выпуска металла из летки, мощная конвективная струя выбросов поднимается по всей длине не укрытой части главного желоба в верхнюю часть литейного двора без очистки;

- удаление нагретых пыле-газовыделений через боковые отсосы не обеспечивают эффективную аспирацию, из-за несовпадения их с направлением конвективной струи;

- протяженные участки горизонтальных участков воздуховодов способствуют осаждению в них пыли, что снижает скорость всасывания пыле-газовыделений, а также приводит к их абразивному износу.

Известна аспирационная система литейного двора непрерывного действия для локализации отсоса газов и пыли, образующихся при выпуске чугуна и шлака из доменной печи. С помощью данной системы обеспечивают отсос пыле-газовыделений от леток для выпуска чугуна, включая участок главного желоба, примыкающий к печи, от мест слива чугуна, от укрытий главного желоба в районе скиммера, шлаковых желобов. Регулирование режима работы в зависимости от выпуска чугуна на те или иные летки в сети воздуховодов производят с помощью установленных дроссель-клапанов. Аспирацию обеспечивают дымососами, установленными на вытяжной станции (Система аспирации доменного цеха. М.Ю. Суханов, А.Д. Ухов, Ю.И. Косенков, М.А. Скшидло, Металлург, №6, 2005, с. 39-40).

Недостатками данного способа аспирации являются:

- для обеспечения эффективности улавливания пыли необходимо значительное увеличение мощности и производительности вентилятора;

- недостаточно эффективное удаление пыли и газов с помощью применяемых боковых отсосов от места выпуска металла и шлака из леток;

- высокие затраты электроэнергии на тонну улавливаемой пыли;

- с увеличением производительности вентиляторов растут диаметры и габаритные размеры, вес и стоимость воздуховодов и фильтрующего оборудования.

Известен способ аспирации пылеобразующего оборудования, заключающийся в том, что запыленный воздух от каждой единицы оборудования отводят, воздействуя на него разрежением, через боковой отсос в коллектор-сборник, из которого крупные фракции под воздействием гравитационных сил направляют в технологическую емкость, а мелкие фракции пыли поступают на дальнейшую доочистку и отделение их от воздуха в рукавных фильтрах (патент РФ №2341438, пр. 02.10.2006, B65G 53/24). Недостатками данного способа является необходимость создания высоких скоростей (до 70 м/с) и больших объемов (до 1200 тыс. м³/час) всасывания запыленного воздуха, исключающих распространение пыли по рабочей зоне. Указанные недостатки не позволяют оптимизировать режим аспирации и минимизировать материальные затраты на ее реализацию и энергетические затраты при ее эксплуатации.

Данный способ наиболее близок по технической сущности, решаемой задаче и достигаемому результату и принят за прототип.

Техническим результатом изобретения является оптимизация режима работы системы аспирации, минимизация материальных затрат на ее реализацию и энергетические затраты при ее эксплуатации, повышение степени очистки аспирационных газов.

Указанный технический результат достигается за счет того, что предлагается способ аспирации пылеобразующего оборудования литейного двора доменной печи, заключающийся в том, что запыленный воздух от каждой единицы оборудования отводят, воздействуя на него разрежением, через боковой отсос в коллектор-сборник, из которого крупные фракции под воздействием гравитационных сил оседают в технологической емкости, а мелкие фракции пыли поступают на дальнейшую доочистку и отделение их от воздуха в рукавных фильтрах, причем для увеличения начальной скорости воздушного потока, над источниками пылевыделения - чугунной и шлаковой летками, устанавливают воздушный нож с направляющим аппаратом, с помощью которого отсекают распространение запыленного воздуха в рабочую зону литейного двора и направляют его в боковой отсос. При этом направляющий аппарат воздушного ножа выполняют в виде вариантов: в виде нескольких рядов круглых отверстий диаметром 10-20 мм.; в виде нескольких рядов прямоугольных отверстий размером 15×85 мм с перекрытием воздушных струй, либо в виде нескольких рядов прямоугольных отверстий шириной 10 мм, наклонных под углом 30-60°, мм с перекрытием воздушных струй.

Предлагаемый способ аспирации пылеобразующего оборудования литейного двора доменной печи иллюстрируется фигурами 1-4.

Фиг. 1 общая схема системы аспирации литейного двора доменной печи.

Фиг. 2 вид воздушного ножа с направляющим аппаратом с круглыми отверстиями.

Фиг. 3 вид воздушного ножа с направляющим аппаратом с прямоугольными отверстиями размером 15×85 мм, выполненными в несколько рядов с перекрытием воздушных струй.

Фиг. 4. вид воздушного ножа с направляющим аппаратом, выполненным в виде нескольких рядов прямоугольных отверстий шириной 10 мм, наклонных под углом 30-60°, мм с перекрытием воздушных струй.

Способ осуществляется с помощью аспирации пылеобразующего оборудования литейного двора доменной печи, заключающийся в том, что запыленный воздух от каждой единицы оборудования отводят, воздействуя на него разрежением, через боковой отсос 1 в коллектор-сборник 2, из которого крупные фракции под воздействием гравитационных сил оседают в технологической емкости 3, а мелкие фракции пыли поступают на дальнейшую доочистку и отделение их от воздуха в рукавных фильтрах 4, причем для увеличения начальной скорости воздушного потока, над источниками пылевыделения - чугунной и шлаковой летками, устанавливают воздушный нож с направляющим аппаратом 5, с помощью которого отсекают распространение запыленного воздуха в рабочую зону литейного двора и направляют его в боковой отсос.

В способе используются воздушные ножи с направляющим аппаратом разных вариантов. Размеры и конфигурация отверстий выбраны с учетом расчетов эффективности удаления запыленного воздуха в рабочую зону литейного двора и направления его в боковой отсос.

В направляющем аппарате воздушного ножа выполняют в виде нескольких рядов круглых отверстий диаметром 10-20 мм. При размере диаметра менее 10 мм снижается дальнобойность воздушной струи, подаваемой направляющим аппаратом, при диаметре отверстия более 20 мм струя сильно раскрывается, увеличивается расход воздуха.

В направляющем аппарате воздушного ножа выполняют в виде нескольких рядов прямоугольных отверстий размером 15×85 мм с перекрытием воздушных струй. Такое исполнение позволяет снизить расход воздуха, потребляемого ножом, на 10-15% и увеличить отсекающую ширину воздушного ножа.

В направляющем аппарате воздушного ножа выполняют в виде нескольких рядов прямоугольных отверстий шириной 10 мм, наклонных под углом 30-60°, с перекрытием воздушных струй. Такое исполнение обеспечивает более полное отсечение мощных конвективных потоков и исключить возможность проскока запыленного воздуха в рабочую зону литейного двора.

Конкретный пример выполнения предлагаемого способа.

Для эффективного удаления пыли и газов на литейном дворе доменного цеха с помощью применяемых боковых отсосов от места выпуска металла и шлака из леток для увеличения начальной скорости воздушного потока, над источниками пылевыделения - чугунной и шлаковой летками, устанавливают воздушный нож с направляющим аппаратом 5, с помощью которого отсекают распространение запыленного воздуха в рабочую зону литейного двора и направляют его в боковой отсос.

При ширине отсекающего потока воздушного ножа 2500 мм и дальнобойности 3000 мм, расчетный расход воздуха давлением 0,55-0,62 МПа составляет 8,5-10 нм3/мин. Количество воздуха, удаляемого боковыми отсосами от леток, составляет 60-80 тыс. м3/час.

Использование предлагаемого способа аспирации пылеобразующего оборудования литейного двора доменной печи позволит улучшить режим работы аспирационной системы, минимизировать материальные затраты на его реализацию и энергетические затраты при эксплуатации, повысить степень очистки аспирационных газов, выбрасываемых в атмосферу.