Устройство методической печи стана 5000

Методические печи являются печами непрерывного действия с противоточным движением нагреваемого металла и продуктов сгорания в рабочем пространстве. Нагреваемый сляб передается на рольганг на участок загрузки по загрузочным роликам, в ходе чего измеряются длина, ширина и вес сляба, а сляб останавливается в точном положении на рольганге перед отправкой в печь с помощью загрузочного устройства. Ширина сляба измеряется на загрузочном устройстве. Нагретый сляб выдается на ось рольганга на участке выдачи разгрузочным устройством и отправляется на прокатный стан.

Печи спроектированы с учётом современных требований по качеству нагрева заготовок. Печи отапливаются коксовым газом, который поступает с бустерной станции.

Бустерная станция предназначена для повышения и стабилизации давления коксового газа поступающего с коксовых батарей коксохимического производства. Также для отопления предусмотрена возможность использования природного газа, который является резервным и используется в случае перебоев подачи коксового газа.

Печь имеет одну неотапливаемую (зона предварительного нагрева) и четыре отапливаемые зоны (1,2,3 зоны нагрева и зону выдержки) с двусторонним обогревом разделенных на восемь зон автоматического регулирования. Система отопления боковая с горелками импульсного типа, общим количеством сорок-четыре штуки. Также применена система торцевой загрузки и выдачи заготовок. Транспортирование заготовок в рабочем пространстве печи осуществляется при помощи системы водоохлаждаемых шагающих балок.

В печи предусмотрены 4 шагающие балки и 4 неподвижные балки. Они спроектированы в соответствии с требованиями к загрузке слябов и для предотвращения прогиба сляба между двумя опорными балками и вынос длины на одной опорной балке и для предотвращения столкновения двух концов сляба с продольными балками, а также для облегчения расположения горелок нижнего нагрева.

В печах шагающего типа заготовки укладывают с зазором. В результате при транспортировке заготовки не соприкасаются друг с другом и не скользят по подине, поэтому их поверхность не повреждается, а первоначально образовавшийся слой окалины не осыпается и защищает ме­талл от дальнейшего окисления и обезуглероживания. Механизм шагающих балок имеет сдвоенное колесо и наклонный рельс, оборудованные подъемной и передающей рамой центрирующего и направляющего устройства прочной и надежной конструкции. Этот механизм надежен в эксплуатации и мало прогибается от веса сляба Загрузка и выдача за­готовок в этих печах независимы, и, следовательно, печи можно легко осво­бождать от заготовок для ремонта, а также выводить заготовки из зоны вы­соких температур при нерегламентированных остановках печи или стана. Укладка заготовок с раздвижкой повышает интенсивность и равномерность их нагрева.

Энергосберегающая система гидравлики применяется в механизме шагающих балок, снижая потребления электроэнергии. Различные цилиндры перемещения и пропорциональные клапаны и устройства слежения и управления перемещением в системе позволяют реализовать «мягкое касание» при подъеме и опускании слябов, предупреждая повреждение изоляции глиссажных труб. Футеровка печи сложной конструкции обеспечивает достаточную изоляцию и снижает теплопотери.

Технические характеристики печи представлены в таблице 1.

Таблица 1- Технические характеристики печи

Характеристики	Значение
Ширина печи, м - активная - габаритная	10,5 11,5
Длина печи, м - активная - габаритная	40,5
Площадь пода, м^2 - активного - габаритного	388,8
Высота верхних зон от уровня стационарных балок, м	1,7
Высота нижних зон от уровня стационарных балок, м	2,5
Производительность печи, т/ч - максимальная - расчетная (эксплуатационная)	172-175
Тепловая мощность печи, МВт	137,28
Топливо	Коксовый газ (природный газ в резерве)
Теплота сгорания топлива, МДж/м^3	14,65
Тип рекуператора для подогрева воздуха	металлический
Температура подогрева воздуха, °С

Система сгорания включает в себя горелки, трубопровод и нагнетатель горячего воздуха, трубопровод коксового газа и природного газа и трубопровод продувки азотом.

Газопровод азота предусмотрен для продувки газопроводов коксового газа или природного газа при запуске и остановке печи и отключении газа при низком давлении. Продувочный азот является промышленным с чистотой 99.0 % и давлением в точке подключения 0,1 МПа. Расход азота составляет 400 м³/час. Время каждой продувки: ~15 минут. Продувочная система азота должна продувать каждую рабочую зону независимо в автоматическом режиме, в то время как другие участки газопровода продуваются вручную.

Воздух для горения подогревается до ~500^oC металлическим трубчатым рекуператором со ставками, расположенными на выходе дымохода для снижения температуры дымового газа. Рекуператор выполнен несколькими группами по ширине дымохода. Для защиты труб рекуператора также предусмотрена система выпуска горячего воздуха в атмосферу для увеличения объёма проходящего через рекуператор.

- Расход дымового газа: ~ 94.000 Нм³/час

- Температура дымового газа – выход печи: ~ 850 °C

- Температура дымового газа – перед рекуператором: ~ 850 °C

- Температура дымового газа – после рекуператора: ~ 426 °C

- Расход воздуха: ~ 75,000 Нм³/час

- Температура воздуха на входе: 20 °C

- Температура воздуха на выходе: 500 °C

- Величина теплообмена: ~ 14.000 кВт

- Макс.температура дымового газа: 850 °C

- Макс.температура горючего воздуха: 500 °C

Схема воздушного рекуператора представлена на рисунке 1.

Рисунок 1-Воздушный рекуператор.

Нагнетатель воздуха горения:

- Количествово нагнетателей на каждую печь: 2 (два)

- Расход каждого нагнетателя: ~70,000 м³/час.

- Температура на входе: температура окружающего воздуха

- Статическое давление: 11 кПа

Для каждой печи при низкой производительности используется один нагнетатель, другой находится в резерве. При высокой производительности печи одновременно используются два нагнетателя. На входе воздуха в эти нагнетатели предусмотрены глушители с регулирующими клапанами и пускателем, настраивающими расход воздуха на входе в главный трубопровод горячего воздуха. Кроме того, на выходе воздуха предусмотрены отсечные клапаны для отключения соответствующих труб при отключении подачи питания на нагнетатели.

Мембранная пластина и клапаны регулирования расхода предусмотрены в линиях трубопроводов от главного трубопровода горячего воздуха до каждой рабочей зоны, а перед горелками предусмотрены ручные отсечные клапаны горячего воздуха.

В верхних и нижних зонах применено полностью боковое отопление, установлено сорок четыре импульсных горелки с регулируемой длиной пламени и с низким выбросом NOx. Температура горячего воздуха перед горелками составляет ~500°С, давление газа перед горелками 3000 Па, давление воздуха 3500 Па. При условии содержания в продуктах горения 3% О₂содержание NOx в продуктах горения составляет менее 120 ррn.

Горелки сконструированы на основе принципа сгорания в несколько этапов для продления процесса горения и снижения пика температуры пламени, таким образом, чтобы снизить содержание производимого NOx, который очень вреден для окружающей среды. Схема импульсной горелки представлена на рисунке 2.

Рисунок 2-Горелка с регулируемым факелом

Каждое импульсная горелка имеет два электромагнитных клапана, предназначенные для отдельной подачи воздуха и газа для горения. Печь разделена на восемь зон автоматического регулирования. Мощность горелок достаточна для обеспечения нагрева 230 т/ч. Характеристики зон печи представлены в таблице 2.

Таблица 2- Характеристики зон печи

Номер зоны	Расположение горелок в зоне	Количество горелок в зоне	Расход газа на 1 горелку, м^3/ч	Расход газа на зону, м^3/ч	Тепловая мощность 1 горелки, МВт	Тепловая мощность в зоне, МВт	Температура в зоне, ˚С
Предварит. нагрев	-	-	-	-	-	-	700-1000
		верхнее		622,5		2,52	10,08	1180-1230
	нижнее				3,03	12,12	1190-1240
		верхнее				3,03	36,36	1200-1250
	нижнее				3,03	36,36	1210-1260
		верхнее				1,51	9,06	1200-1250
	нижнее				2,02	12,12	1210-1260
Вы держка		верхнее				1,51	9,06	1180-1230
	нижнее				2,02	12,12	1180-1230
Всего			137,28	-

При нагреве металла неизбежны его потери связанные с окислением и обезуглероживанием стали, вот почему необходимо поддерживать необходимый коэффициент расхода воздуха, оказывающий большое влияние на потери металла, при нагреве заготовок, а также на экономичность сжигания топлива.

Коэффициенты расхода воздуха при сжигании коксового газа:

- для зоны 1 – 1,05-1,10;

- для зоны 2 – 1,05-1,10;

- для зоны 3 – 1,00-1,05;

- для зоны 4 – 1,05-1,10;

- для зоны 5 – 1,00-1,05;

- для зоны 6 – 1,05-1,10;

- для зоны 7 – 1,00-1,05;

- для зоны 8 – 1,05-1,10.

Параметры загружаемых заготовок приведены в таблице 3.

Таблица 3 – Примеры загружаемых заготовок.

Характеристики	Значение
Размеры сляба, мм - толщина - ширина - длина - масса, т	190-300 1200-2700 2500-4800 16,25-60
Температура загружаемых слябов, °С	30-200
Температура заготовок на выходе из печи, °С	1150-1250
Максимальная разность температур по сечению сляба в оси между балками, °С - при максимальной производительности - при производительности 220 т/ч
Максимальная разность температур по длине сляба, учитывая недогретые места, °С
Максимальная погрешность температуры между заданными и текущими значениями, °С	± 15

В печи могут нагреваться различные типовые размеры стальных заготовок, которые, в зависимости от габаритных размеров и веса, нагреваются от трёх до четырёх часов.

Дата добавления: 2015-07-20