Технічні науки / Металургія

Іванов В.І., Усенко Ю.І., Березовський В.Т., Очинський В.М., Моісейко Ю.В.

ПОЛІПШЕННЯ ТЕПЛОВОЇ РОБОТИ ТУНЕЛЬНОЇ ПЕЧІ ДЛЯ ВИПАЛЮВАННЯ МУЛІТОКОРУНДОВИХ ВОГНЕТРИВІВ

Запорізька державна інженерна академія,

Національна металургійна академія України,

ВАТ «Запоріжвогнетрив»

Якість випалювання вогнетривів у тунельних печах значною мірою залежить від реалізації заданого температурного режиму та забезпечення рівномірного розподілу температури за обсягом напівфабрикатів виробів на пічній вагонетці. При цьому велике значення мають організація спалювання палива та вибір типорозмірів пальникових пристроїв.

На ВАТ «Запоріжвогнетрив» мулітокорундові вогнетриви випалюють у тунельній печі за температури 1610…1630 °С. Піч опалюється сумішшю природного та доменного газів з теплотою згоряння 23,0 кДж/м³ за допомогою однопровідних інжекційних керамічних пальників з діаметром газового сопла 60 мм, встановлених на позиціях № 24-32. До всіх пальників підведено первинне повітря, що відбирають за допомогою інжекційних пристроїв на позиції № 34 зони охолоджування печі. Разом з цим пічним каналом для спалювання палива до зони випалювання здійснюють подавання постійної кількості вторинного повітря. Надмірне повітря відбирають із зони охолоджування на позиції № 42 та подають до тунельної сушарки, розташованої на одній віссі із піччю.

Вивчення теплової роботи зони випалювання даної печі дозволило встановити, що на позиціях № 31 і 32 невелику кількість палива спалюють під час змішування з нагрітим повітрям, що подають каналом печі, завдяки чому тут зафіксовано максимальні температури горіння. На позиціях № 24-30 спалювання палива відбувалося практично з використанням первинного повітря та залишків канального повітря, забрудненого продуктами горіння. Значні коливання теплоти згоряння суміші природного та доменного газів і низька швидкість її витікання з пальників призводять до того, що горіння починається на зрізі газових сопел і супроводжується інтенсивним осадженням шлаків на їх внутрішній поверхні. Як наслідок, зменшується довжина та знижується жорсткість факела пальника, а також спостерігається суттєва нерівномірність температури за перерізом пічного каналу (до 70 °С), що не дозволяє одержувати рівномірне випалювання вогнетривів.

Для поліпшення теплової роботи печі запропоновано здійснити її переведення на опалювання природним газом з теплотою згоряння 33,8 кДж/м³ із створенням такої ж потужності, як і під час опалювання сумішшю природного та доменного газів.

Монтажні роботи, пов'язані із розміщенням вентиляторів високого тиску типу ВВД-9, прокладкою повітропроводів сторонами печі на позиціях № 27-31 і заміною однопровідних пальників двохпровідними з діаметром газового сопла 17 мм, виготовленого із жароміцної сталі, було виконано без зупинки печі.

Під час подальшої експлуатації тунельної печі її теплова робота значно стабілізувалася. Після наладки теплової роботи печі знизилися перепади температури за перерізом пічного каналу та покращали якісні показники випалених вогнетривів. Проте через незадовільний стан пальникових тунелів на ряду позицій зони випалювання печі не була забезпечена стійка робота пальників і готова продукція мала значну неоднорідність за фізико-хімічними показниками.

Тунельну піч зупинили на ремонт і виконали її реконструкцію, що передбачала індивідуальне підведення первинного холодного повітря від вентиляторів ВВД-9 до всіх пальників опалювальної ділянки печі, підвищення тиску в загальному газопроводі до 5 кПа та сторонами печі перед пальниками - до 3,0-3,5 кПа. Подальшим перерахунком діаметр газових сопел пальників зменшили з 17 до 12 мм, діаметр пальникових тунелів – із 285 до 230 мм, що дозволило суттєво збільшити швидкість витікання суміші газу та повітря.

Разом з цим здійснили перенесення місць відбирання гарячого повітря (теплоносія), що подають до тунельної сушарки, з позиції № 42 на стик позицій № 38-39. Температура теплоносія підвищилася до 190-200 °С, що сприяло поліпшенню якості сушіння напівфабрикату виробів.

Під час подальшої експлуатації печі зафіксована достатня рівномірність випалювання виробів. За всіх теплових навантажень на піч значення перепаду температури за обсягом виробів, що випалюють, не перевищувала 30 °С.

Аналіз фізико-хімічних показників контрольних зразків показав, що відхилення від нормативних значень за відкритою пористістю складає 1,5%, за межою міцності під час стиснення відхилень не було.

Набуті значення фізико-хімічних показників свідчать про суттєве поліпшення теплової роботи тунельної печі після її переведення на опалювання природним газом. Зафіксовано зниження витрати палива з 325 до 315 кг умовного палива на одну тонну готової продукції.