Техника - молодёжи 1977-05, страница 37

окись углерода может сыграть роль отличного топлива, вполне заменяющего природный газ. Действительно, при горении окиси углерода, раскаленной до 1550° С, в холодном воздухе уже достигается температура 2800° С — та же, что и при горении газа в воздухе, нагретом до 1000° С. Если же холодный воздух предварительно обогатить кислородом, то температура намного повысится.

Эти цифры приведены не случайно. Как известно, в мартенах часть тепла, уходящего с «дымом» (в основном азот и углекислый газ), утилизируется в регенеративных насадках для подогрева воздуха. Тот затем поступает в печь, где сжигают природный газ. Так вот, степень повторного использования тепла составляет примерно 50%, и каждый кубометр нагретого до 1000° С воздуха приносит обратно всего 340 ккал. Во «время интенсивной продувки кислородом «дым» насыщен уже окисью углерода, раскаленной до 1550° С. А при ее горении эти величины достигают соответственно 75% и 2800 ккал. Невольно напрашивается мысль: а что, если осуществить возврат тепла не в регенераторах, а прямо в печи, нагревая не насадки, а непосредственно ШИХТ1У?

Надо сказать, что сама идея использования тепла газов, образующихся при плавке, для прямого подогрева шихты была выдвинута еще в начале века. Предлагалось установить последовательно, в линию, две ванны и газы из первой, в которой идет плавка, направлять во вторую, где только приступили к завалке. Затем, когда во второй ванне шихта расплатится, а в первой после выпуска расплава начата загрузка, направить газы в противоположную сторону. Однако на практике выяснилось: поскольку в газах отсутствует окись углерода, они отдают очень мало тепла, а в результате эффективность подогрева шихты весьма низкая.

Иное дело теперь, когда благода

ря интенсивной кислородной продувке газы насыщены СО и приносят примерно в 5 раз больше тепла. Напомним, при такой продувке сокращается продолжительность плавки. В общем, складывается благоприятная ситуация: один положительный фактор влечет за собой другой — чем сильнее продувка, тем выше производительность агрегата и степень подогрева шихты.

Расчеты показали, что теоретически идеальная двухванная печь, обладающая минимальными потерями тепла, может перерабатывать до 43% лома в шихте без затрат дополнительного топлива. Таким образом, эта конструкция наиболее соответствует решению поставленных задач, позволяя совместить, казалось бы, взаимоисключающие требования. Действительно, сжигание окиси углерода не в ванне с расплавом, а в соседней с шихтой резко увеличивает теплоусвоение, ибо тепловому потоку we приходится преодолевать слой шлака. При этом футеровка не перегревается и стойкость печи возрастает. Исключение регенераторов (намного упрощает конструкцию, сокращает объемы ремонтных работ, экономит огнеупоры. Конечно, ничто не мешает при необходимости использовать и природный газ, когда, скажем, нужно переработать больше металлолома.

Если в обычной печи уровень продувки кислорода на тонну расплава составляет: умеренной 0,12 и повышенной интенсивности 0,25 м³/т.мин, то в двухванной — соответственно 0,5 и 1,0. Плавка в каждой ее половинке занимает вдвое меньше времени, чем в мартене такой же емкости. И за то время, как он выдает одну плавку весом, скажем, 600 т, она — четыре плавки по 300 т, то есть 1200 т. Другими словами, производительность (нового агрегата в 2 раза выше.

Промышленные опыты го освоению столь необычного процесса провели летом 1965 года сталевары Магнитогорского металлургического комбината: они просто разделили

600-тонный мартен огнеупорным (порогом — (получились ванны примерно то 200 т. А (в декабре того же года на Череповецком металлургическом заводе была пущена первая отечественная двухванная (по 280 т) печь, построенная по проекту нашего .института. iK тому (времени в технической литературе 'появились публикации, из которых стало ясно: новым (мартеном заинтересовались и специалисты других стран. А в США, Франции >и Канаде такие «тандемы» даже были опробованы.

До 1970 года у (нас действовали лишь две печи (к череповецкой в 1967 году присоединилась магнитогорская емкостью также 2X280 т). Это был как 1бы период выжидания. Дело в том, 'что сначала у двухван-ного (процесса (как, впрочем, (И у любой новой технологии) оказалось немало авторитетных противников, которые 1не верили в его возможности. Однако /полученные практические результаты говорили сами за себя. Так, если первый агрегат в 1966 году выплавил 770 тыс. т стали, то 'через четыре года каждая печь выдала свыше 1 млн.

В 1976 году в стране 'насчитывалось уже 11 «тандемов» на пяти предприятиях. Их суммарная выплавка составила 11 млн. 850 тыс. т. Иначе говоря, на 7,5 млн. т больше, чем если бы работали обычные мартены такой 1же емкости. Не менее впечатляет и сопоставление по другим характеристикам. Так, затраты топлива уменьшились в 4—6 раз, что (позволило сохранить 700 млн. кубометров природного газа. Без ремонта удалось провести 770 (плавок против 190 (речь идет о стойкости печи). Это сэкономило 100 тыс. т огнеупоров, а в денежном выражении (считая и оплату ремонтников) 6 (млн. руб. Причем благодаря простоте конструкции трудоемкость ремонта сократилась в 2—3 раза. Правда, расход металлолома на тонну плавки пока «иже (на 102 кг. Но ведь производительность «тандемов» фактически выше иногда даже в 3 раза (реальные мартены функцио-

«СКОРОВАРКА» ДЛЯ МЕТАЛЛА

На центральном развороте журнала (стр. 32 — 33) изображена двухванная сталеплавильная печь емкостью 2x300 т. Запечатлен момент, когда в левой занне идет кислородная продувка расплава (дополнительный подогрев осуществляется с помощью топливной горелки), а в правой — выпуск готового металла. При этом образующаяся в левой ванне окись углерода переходит в правую, где и сгорает в обогащенном кислородом воздухе, поступающем через дожигающую фурму. Дым отсасывается в шлаковик — там он оставляет захваченные частицы шлака и охлаждается до 1000° С за счет впрыска

воды. Затем следует в боров, где снова охлаждается уже до 600° С в потоке воздуха, создаваемом вен* тилятором, после чего через открытый шибер устремляется в общий боров, газоочистку и, наконец, в трубу.

Принцип действия этого «тандема» поясняют и схемы (справа внизу). Посмотрите на первую: газы, насыщенные СО, поступают из левой ванны в правую, где, сгорая, нагревают шихту. Теперь на вторую: после выпуска готовой стали в левую ванну загружают шихту, а в правую заливают чугун, после чего начинают продувку и с помощью шиберов ме

няют направление газов и дыма.

Из диаграммы (справа вверху) видно, что на один цикл плавки в мартеновской печи (такой же емкости) в двухванной при одинаковой последовательности операций приходится четыре цикла. Другими словами, за то время, как мартен приготовит 600 т металла, «тандем» — четырежды по 300 т. А на графиках (слева внизу) показан рост выплавки стали в отечественных двухванных печах по годам, а также сопоставлена проектная производительность мартенов и «тандемов» при различных режимах продувки кислородом.

34