Мультифурма

     По  мере нагрева лома его тепловоспринимающая  способность снижается, и коэффициент  полезного действия факела уменьшается  до значений 0,1- 0,15.  Для повышения коэффициента полезного действия факела стеновые  горелки Консорциума «Техносталь» устанавливаются на манипуляторы, с помощью которых сканируют пространство печи, нагревая, а затем и подрезая очередные порции лома. КПД факела повышается благодаря этому до 0,87.

     Для повышения КПД режущего факела применена  подача угольного порошка (дополнительно  может использоваться кварцевый  песок). Угольный порошок на стадии нагрева и резки лома бомбардирует оксидную пленку и препятствует окислению  металла. Кварцевый песок является флюсом,  интенсифицирующим  резку лома. Коэффициент использования кислорода при этом возрастает до 0,90.

    Мультифурмы являются универсальными многофункциональными устройствами. Уже на стадии резки  лома генерируется шлак, т.е. реализуется технология высокого шлака. Примененные в горелках ступенчатые сопла кислорода генерируют струи, превышающие по дальнобойности и степени усвоения кислорода жидкой ванной все известные разработки зарубежных и отечественных фирм, в том числе и рекламируемые в качестве бренда составные  струи Ко- Джет.  Коэффициент усвоения кислорода от стеновых мультифурм Консорциума «Техносталь» не ниже 0,65-0,90, а от оконной мультифурмы не ниже 0,90-0,95.

     Сканирование  пространства кислородными струями  и факелами стеновых и оконных мультифурм позволяет обеспечить высокоэффективное дожигание оксида углерода в пространстве печи и повысить термический КПД печи.  

 

3. Эффективна  ли используемая у  Вас система интенсификации плавки ?!

     Консорциумом  «Техносталь» разработаны 6 критериев оценки эффективности систем интенсификации плавки. Только комплексное соответствие этим принципам может гарантировать эффективность и соответствие современному уровню требований.

• зона воздействия факела на скрап должна полностью покрывать холодные зоны печи;
• факел горелки должен проходить максимально длинный путь внутри шихты, полностью отдавать тепло. Недопустимо работать на режимах, когда факел какой либо из горелок, отражается от поверхности скрапа «всплывает» и большую часть энергии тратит на разогрев крышки и стеновых панелей печи, системы дымоудаления;
• факел горелки должен отдавать тепло преимущественно нижним слоям шихты. Плавление шихты должно осуществляться на минимальной высоте от болота;
• по мере расплавления шихты мультифурма должна углубляться в печь для поддержания оптимальной дистанции до шихты;
• в соответствии с современными требованиям безопасности установка должна быть оборудована интеллектуальной системой защиты от прогара, блокирующей ошибки ручного управления;
• используемые в мультифурме сопла должны обеспечивать КПД истекающих струй в пределах 60%-90% в диапазоне расходов 40% - 100% от номинального значения;

 

     Все системы и устройства, спроектированные, изготовленные и поставляемые Консорциумом «Техносталь», на 100% соответствуют заявленным критериям.

 

      На стадии разработки системы интенсификации плавки специалисты Консорциума  «Техносталь» ставили перед собой  две принципиальные задачи:

• создать горелочные устройства, превосходящие по всем газодинамическим показателям российские и зарубежные аналоги;
• создать механический манипулятор с автоматическим отслеживанием оптимального расстояния от дутьевого устройства до расплавляемой шихты и тем самым еще больше повысить производительность и улучшить металлургические показатели;

     Результатом выполнения этих задач явилось появление МУЛЬТИФУРМ и серии уникальных манипуляторов мультифурм. Наши манипуляторы позволяют вводить мультифурму в печь наиболее глубоко и сканировать наибольшее пространство печи. Манипуляторы применяются как для оконной, так и для стеновых мультифурм.

     Сочетание высокой проникающей способности  струи и возможности обеспечения  оптимального расстояния между горелкой и ломом дает значительное повышение  производительности мультифурмы за счет интенсификации теплоотдачи от факела к нагреваемому лому. Также повышается эффективность рафинирования и усвоения кислорода ванной.

     Комплексный подход к решению задач интенсификации плавки ставит продукцию Консорциума  «Техносталь»  на лидирующие позиции  на рынке металлургического оборудования.

 

4. Мультифурма.

1. Описание  конструкции мультифурмы.

      Мультифурма представляет собой водоохлаждаемую  многотрубную конструкцию с медным многосопловым блоком. Сопла кислорода - ступенчатые сверхзвуковые, сопла  природного газа - цилиндрические трансзвуковые. Ступенчатые сопла предназначены для формирования струй с устойчивыми и неустойчивыми ударно-волновыми структурами и достижения благодаря этому многорежимности работы мультифурмы.

     Кислородные струи на режиме номинальной мощности горелки истекают из сопел в трансзвуковом режиме (Ма=0,95) под оптимальным углом к оси мультифурмы, обеспечивающим минимальные потери кинетической энергии струй при взаимодействии со струями газа и эффективное смешение компонентов.

     Используемые  ступенчатые сопла формируют  кислородные струи, которые в зависимости от величины давления в предсопловом объеме истекают со среза сопла на следующих основных режимах, перечисленных по мере повышения давления:

• при докритическом перепаде давления на сопле:

     -с  дозвуковой скоростью;

• при критическом перепаде давления на сопле:

     -со  скоростью звука;

• при сверхкритическом перепаде давления на сопле:

     -в  виде струи со сверхзвуковым  ядром, окруженным дозвуковым  потоком;

-в  виде пульсирующей струи с  автоколебательной перестройкой  со сверхзвуковой скорости на  дозвуковую и обратно;

     -с  дозвуковой скоростью, в виде  стабилизированной дозвуковой струи;

-со  сверхзвуковой скоростью, в виде  дальнобойной стабилизированной  струи с индуцированной стенками  ступенчатого сопла оптимальной  системой  газодинамических разрывов;

      Перечисленные выше режимы истечения струй необходимы для управления процессами истечения, смешения и горения компонентов, формирования многорежимного газокислородного факела и кислородных струй и позволяют на принципиально новом технологическом уровне интенсифицировать процессы нагрева, плавления лома и рафинирования расплава.

     Сочетание различных по характеру истечения  струй газа и кислорода позволяет  реализовать многообразие режимов  работы мультифурмы. 

     Кроме того:

• оконная кислородная фурма выполнена в едином блоке с горелочным устройством и может работать одновременно с горелкой. Благодаря этому достигается наиболее раннее начало окислительного периода;
• увеличен максимально допустимый расход дутья кислородом (до 4250 м³/час);
• в мультифурме используются ступенчатые сопла, дающие стабилизированные струи с повышенным КПД динамического и химического воздействия на ванну, обеспечивающие степень усвоения кислорода свыше 90% в широком диапазоне расходов и интенсивное перемешивание расплава без выбросов;
• одноствольная мультифурма имеет возможность совмещения во времени нескольких режимов работы мультифурмы:

• горелка;
• кислородная фурма;
• порошковый инжектор;
• режущий факел;
• факел с подачей углеродосодержащего порошка;
• кислородная подрезка шихты под факелом;

• наиболее раннее начало окислительного периода за счет вдува кислорода с первого момента работы мультифурмы;
• только применение мультифурмы позволяет использовать технологию «сталкивания» тяжеловеса от окна к центру ванны;

 

 

 
 
 

Наличие нижних наклонных  кислородных сопел  на мультифурме позволяет подрезать скрап за тяжеловесом во время работы газокислородной горелки. Тяжеловес соскальзывает в образовавшуюся лунку под действием собственной тяжести. 
 
 
 
 

 

2. Интеллектуальная  система защиты.

 
 

      Впервые горелочные устройства снабжены интеллектуальной системой защиты от прогара. На наиболее ответственных участках соплового блока установлены быстродействующие термосенсоры. По показаниям термосенсоров компьютерная  система управления оценивает температурный режим работы мультифурмы и автоматически временно снижает мощность факела.

Применение интеллектуальной системой защиты позволяет предотвратить  аварийные ситуации и повысить ресурс оборудования.

 

5. Оконный манипулятор мультифурмы.

     Оконный манипулятор мультифурмы конструкции  Консорциума «Техносталь» (одноствольный) имеет следующие очевидные достоинства:

• управление манипулятором и мультифурмой осуществляется оператором с помощью пульта дистанционного управления из любой точки, обеспечивающей наилучшую видимость. Оператор имеет хороший обзор и может осуществлять направленное воздействие на металл;
• увеличена зона проплавления шихты и зона воздействия на жидкую ванну металла. За счет этого имеется возможность наиболее эффективно и быстро реализовать технологию пенистого шлака, а также добиться более равномерного ввода кислорода в ванну;

Характеристики  перемещения манипулятора:

• максимальная глубина проникновения

в окно печи типового манипулятора     876 мм

(максимальная  глубина проникновения в окно  печи на 676 мм больше существующей);

• угол поворота в горизонтальной плоскости   ±15°;
• угол возвышения       5°;
• угол склонения       15°;

• отсутствуют потери времени на ввод-вывод двух манипуляторов за счет объединения в одно целое горелки, кислородной фурмы и порошкового инжектора;

• с помощью кислородной горелки увеличенной мощности (до 15 МВт), установленной на манипуляторе, оператор проплавляет проем в шихте в сторону дуг и вдувает туда углеродосодержащий порошок. При этом шлак вспенивается и закрывает дуги. Преимущества работы на дугах, закрытых шлаком, хорошо известны. Кроме этого, в окислительный период оператор сканирует ванну путем перемещения оконной кислородной фурмы по большой площади, что повышает эффективность продувки и уменьшает продолжительность окислительного периода;
• благодаря увеличенной рабочей зоне, в которой может функционировать манипулятор и свойств факела, имеется возможность расчистки окна от шлака без механического вмешательства, что даёт выигрыш времени около 1 минуты;

 

     Таким образом, с помощью оконного манипулятора мультифурмы (одноствольный) конструкции Консорциума «Техносталь» достигается экономия электроэнергии, снижение длительности плавки, расхода электродов и пр.

     В процессе многолетней эксплуатации систем интенсификации фирмой  накоплен богатый опыт конструирования и  изготовления устройств данной тематики. В исходную конструкцию оконного манипулятора было введено более 40 существенных изменений и инноваций, продиктованных накопленным опытом эксплуатации, условий  монтажа, обслуживания, ППР в России и за рубежом.

6. Стеновой манипулятор мультифурмы.

1. Какими  недостатками обладают  системы других фирм?