Утилизация тепла готового продуктов производства основных процессов металлургии

Потери физического тепла с готовым продуктом в черной металлургии характеризуются следующими показателями, ГДж на 1 т продукции: с агломератом 0,63, с коксом (пос­ле печи) 1,26; с жидким чугуном 1,05; с жидкой сталью 1,26; с жидким шлаком 0,84; с прокатом 0,5.

Физическое тепло горячих продуктов в общем случае может быть использовано по одному из следующих направ­лений: регенерация тепла с его возвратом в данный про­цесс, технологическое использование тепла в последующем процессе, энергетическое использование тепла.

Для металлургического производства наиболее харак­терно последующее технологическое использование тепла. Так, жидкий чугун, полученный в доменной печи, поступа­ет в мартеновские печи или конвертеры. В этом случае фи­зическое тепло жидкого чугуна доменных печей входит в тепловой баланс последующего передела в качестве одной из приходных его статей. Использование тепла жидкой ста­ли возможно в печных установках прокатного цеха (го­рячий посад) или в машинах непрерывного литья загото­вок (МНЛЗ).

Рассмотрим способы утилизации тепла продукции раз­ных видов в последовательности, соответствующей техно­логии металлургического производства.

В области подготовки сырья для доменного производст­ва значительным физическим теплом располагают агло­мерат, окатыши и особенно раскаленный кокс.

Агломерат, в конце процесса спекания имеет среднюю массовую температуру 600–900^оС. Физическое тепло аг­ломерата может использоваться непосредственно в техно­логическом процессе и для энергетических нужд. На неко­торых отечественных аглофабриках тепло горячего возвра­та используется при смешении его с аглошихтой для ее подогрева.

На рис. 7.1 представлена схема охлаждения агломе­рата продувом воздуха снизу вверх с перетоком горячего воздуха под укрытием агломашины в зону спекания.

Рис. 7.1. Схема охлаждения агломерата продувом воздуха снизу вверх с перетоком горячего воздуха под укрытием агломашины в зону спекания:

1 – зона спекания: 2 – зона охлаждения; 3 – газоочистка; 4 – экс­гаустер; 5 – вентилятор; 6 – укрытие

 

В этой схеме тепло агломерата используется непосредственно в технологическом процессе, что дает снижение расхода топ­лива в шихту на 15%, уменьшает содержание мелочи в годном агломерате, а значит, повышает качество продук­та и сокращает выбросы пыли в атмосферу. Температура воздуха в зоне охлаждения 500–600°С.

Железорудные окатыши в процессе производства теря­ют с физическим теплом 13 % тепла. Разработана схема утилизации тепла железорудных окатышей, обожженных на конвейерной машине, путем охлаждения их в аппарате с псевдоожиженным слоем. Схема охладителя представле­на на рис. 7.2.

 

Рис. 7.2. Схема охладителя же­лезорудных окатышей с кипящим слоем

 

Охладитель состоит из корпуса 1, разделенного перего­родкой на зону № 1 предварительного охлаждения и зону № 2 окончательного охлаждения, каждая из которых имеет автономную воздухораспределительную камеру.

Рис. 7.3. Принципиальная схема использования физи­ческого тепла кокса при су­хом тушении:

1 – камера тушения; 2 – ко­тел-утилизатор; 3 – цирку­ляционный дымосос

 

В состав оборудования охладителя входят две турбовоздуходувки 2 и 3, вентилятор 4, циклоны 5 к 6, питатель 7, регулирую­щая аппаратура и измерительные приборы. Предусмотрена работа охладителя в двух режимах: по перекрестной и перекрестно-противоточной схемам теплообмена.

Кокс – готовый продукт процесса коксования, он вы­дается из печи при температуре 1000–1100°С. Физическое тепло 1 т раскаленного кокса эквивалентно 50 кг условного топлива. Охлаждение кокса может производиться мокрым способом – водой и сухим – инертными газами. При мок­ром тушении содержащееся в коксе физическое тепло пол­ностью теряется с водяным паром атмосферного давления. Сухое тушение кокса (рис. 7.3) производится в установ­ках тушения (УСТК) инертными газами, циркулирующими в контуре камера тушения – котел-утилизатор. При сухом тушении используется до 70 % тепла раскаленного кокса. Удельный выход пара составляет 0,4 т/т кокса.

Физическое тепло чугуна полностью теряется, если рас­плав разливается в формы, а застывшие отливки транспор­тируются затем в сталеплавильные цехи других заводов. Тепло чугуна может использоваться в цехах того же заво­да, если в мартеновскую печь или в конвертер заливать его ковшами в жидком состоянии.

Жидкая сталь из сталеплавильных агрегатов уносит зна­чительное количество тепла. Каждый килограмм стали при температуре 1600 °С содержит до 1300 кДж тепла. Если допустить остывание слитков в изложни­цах до температуры цеха, то тепло жидкой стали полностью теряется. Горячий посад слит­ков в нагревательные колодцы при температуре 800–900°С снижает эти потери на 50 %, что соответственно приводит к уменьшению расхода топлива на обогрев колодцев и повы­шению их производительности. Более полное использова­ние физического тепла жидкой стали происходит при ее раз­ливке на машинах непрерыв­ного литья заготовок (МНЛЗ). На рис. 7.4 представлена схема МНЛЗ.

Рис. 7.4. Схема машины непре­рывного литья заготовок

 

Сталь из разливочного ковша 1 через промежуточные емкости 2 посту­пает в кристаллизатор 3, представляющий собой металличе­ский колодец с охлаждаемыми стенками. Сечение колодца имеет такую форму, какую хотят придать металлу (обычно квадратная или прямоугольная). В кристаллизаторе жидкая сталь у охлаждаемых стенок затвердевает, остава­ясь в центре в расплавленном состоянии. Дальнейшее ох­лаждение осуществляется при опускании слитка путем подачи воды на поверхность в оросительных холодильниках 4. это тепло не используется. Движение остывающего ме­талла вниз обеспечивается механизмом вытягивания заго­товок 5. Полное затвердевание слитка наступает на рас­стоянии нескольких метров от кристаллизатора. МНЛЗ выполняют двух и четырехручьевыми. Охлажденный и вы­тянутый металл выпрямляется роликами 8 и по рольгангу 7 подается к газокислородным резакам 6, которыми режет­ся на заготовки необходимой длины, поступающие затем на прокатные станы.

Впервые МНЛЗ была применена в 1953 г. на Новотуль­ском металлургическом заводе. В последнее время разра­ботаны и применяются более эффективные машины с ради­альным кристаллизатором. Радиальный кристаллизатор обеспечивает поворот слитка в горизонтальном направле­нии и уменьшает высоту машины и здания, что и определя­ет меньшую их стоимость.

Применение непрерывного литья заготовок позволяет во вновь строящихся цехах исключить установку обжимных станов, нагревательных колодцев и другого оборудования, что значительно сокращает капитальные затраты и расход топлива на промежуточный нагрев перед прокаткой.

 

⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: