Охладители конверторных газов

Конструктивно охладители конверторных газов на различных металлургических заводах не различаются между собой.

В данной работе для исследования были взяты образцы материалов поверхностей нагрева охладителя конверторных газов ОКГ-100-3Б, установленного за 100-тонным конвертором на Челябинском металлургическом заводе.

Схема котла-охладителя конверторных газов ОКГ-100-3Б показана на рис.1.

Рис. 1. Принципиальная схема котла ОКГ-100-3Б: 1 – кессон (откатная часть котла); 2 – стационарная часть котла; 3 – радиационные поверхности нагрева; 4 – конвективные поверхности нагрева; 5 – бункер сбора конверторной пыли

Нижняя часть ОКГ-100-3Б – кессон 1 может отъезжать в сторону от стационарной части 2 на специальной тележке в период перефутеровки конвертера.

Котел имеет радиационные экранные поверхности нагрева 3 и конвективные поверхности нагрева 4. Для улавливания и удаления части конвертерной пыли имеется бункер 5.

На схеме (рис. 1) также приведены уровни температур охлаждаемых пылегазовых потоков по газоходу котла ОКГ-100-3Б.

Химический состав загрязняющих отложений был следующий (в % по массе):

откатная часть: Fe 2 O 3 = 73,4; СаО = 15,5; FeO = 2,2; SiO 2 = 1,6; MnO = 1,3; ZnO = 0,7; истинная плотность ρ = 4,5 г/см³ ;

конвективные поверхности: Fe 2 O 3 = 73,2; СаО = 8,5; FeO = 7,2; SiO 2 = 2,3; MnO = 0,9; ZnO = 1,5; истинная плотность ρ = 3,9 г/см³ .

Химический состав веществ загрязняющих отложений определялся в химической лаборатории НПО ЦКТИ им. Ползунова И.И.

Характеристики шероховатости поверхности образцов, с которыми проводились интегральные и спектральные измерения, приведены в табл. 5.1.

Образцы представляли собой твердые спеки, толщиной 5-10 мм, вырезки из экранных поверхностей не имели наружных загрязняющих отложений.

Образцы во время опытов нагревались со скоростью 0,21 град/с в диапазоне температур 600-1000 К.

Так как в условиях эксплуатации при образовании отложений имеют место более высокие температуры, в температурном диапазоне нагрева во время экспериментов в образцах не происходило никаких физикохимических превращений, которые могли бы оказывать влияние на надежность получаемых данных по излучательной способности.

Шлак с поверхностей нагрева откатной части (образец № 1) имеет, по сравнению с отложениями стационарной части, более высокие излучательные способности.

Общая закономерность к росту интегральной излучательной способности с повышением температуры сильнее выражена у загрязнений с поверхностей нагрева откатной части (образец № 1).

Значения направленной излучательной способности ε ( θ ), представленные в виде отношения ε ( θ )/ ε n в табл. 5.3 [75], показывают, что излучение загрязняющих отложений подчиняется закону Ламберта.

Таблица 1

Характеристики образцов загрязнений поверхностей нагрева ОКГ-100-ЗБ [75]

№ образца	Точка отбора	Cостояние поверхности	Ra, мкм	Sm, мм
1	Шлак   с   поверхности нагрева откатной части	Твердый спек	40-220	1-2
2	Вырезка  из  экранной поверхности	Окисленная без отложений	37,5	0,55
3	Отложения с поверхностей нагрева стационарной части	Твердый спек	36	0,64

Измерения спектральной излучательной способности проводились на образцах отложений конвективной части ОКГ-100-ЗБ. Средние значения параметров шероховатости этих образцов были следующие: Ra = 13 мкм, Sm = 0,32 мм.

Из представленных на рис. 2 данных следует, что для котла ОКГ-100-ЗБ в области длин волн 8–12 мкм спектральная излучательная способность достигает высоких значений 0,80-0,97, а в области длин волн 2–5 мкм понижается до 0,70.

Ελ

0,8

0,6

0,4

— — — -

• ^ ^» ^ж

- — * *

ОКГ - 100 -3Б

λ мкм

Рис. 2. Спектральная степень черноты загрязняющих отложений конвективной части ОКГ–100–3Б: 700 К.; 800 К; 900 К; 1000 К

С целью уточнения влияния технологической наследственности на излучательную способность материала поверхностей были проведены дополнительные опыты. На подложку из материала поверхностей нагрева наносились дисперсные отложения различной толщины и измерялась излучательная способность в зависимости от толщины слоя и температуры Из сопоставления данных следует, что дисперсные отложения толщиной 0,51,0 мм непрозрачны для инфракрасного излучения. Имеющиеся заметные расхождения по степени черноты для приведенных толщин можно объяснить погрешностями измерения температуры поверхности сыпучих отложений.