Файл: Тарасов, В. П. Загрузочные устройства шахтных печей.pdf

ходит по схемё, изображенной на рис. 31, б. Мелочь по-прёжнему располагается на гребне, но он образуется сравнительно далеко от стены и поэтому часть крупных кусков попадает непосредственно

кней, а остальная часть размещается на противоположном откосе.

Вслучае, когда гребень пирамиды образуется у самой стены (рис. 31, в), вся мелочь будет располагаться непосредственно у нее, а в центральной зоне (под конусом) окажутся наиболее крупные куски.

Таким образом, как большое, так и малое расстояние между конусом и стенкой колошника нежелательно. В первом случае обра-

Рис. 31. Распределение материалов при ссыпаннн их с наклонной плоскости:

а — без ограничения; б — ограничение стенкой на большом расстоянии; в — то же, на ма­ лом расстоянии; 1 , 3 — размещение крупных фракций; 2, 4 — размещение мелочи

зуется чрезмерно развитый периферийный, а во втором — осевой поток газов.

Для современных доменных печей полезным объемом 1000— 4000 м3 расстояние между конусом и стенами колошника должно быть равным 800—1000 мм (меньшее расстояние для печей меньшего объема и наоборот). При этом следует учитывать степень подготовки шихтовых материалов и угол наклона поверхности конуса к гори­ зонтали.

Следует отметить, что отклонение расстояния между конусом и стенами колошника от оптимального значения даже на 50—70 мм приводит к нежелательному нарушению радиального потока газа. Это нарушение нельзя устранить не только изменением уровня засыпи, но и соответствующими изменениями порядка загрузки и величины коксовой колоши.

Так, на одной из печей Ждановского металлургического завода им. Ильича во время капитального ремонта I разряда уменьшили диаметр колошника на 60—80 мм [66]. Это привело к перегрузке периферии рудной частью шихты, поэтому ни изменением уровня

57

рительного распределения базового потока пб радиусу печи. Только после замены нижнего конуса диаметром 4200 конусом диамет­ ром 4000 мм доменная печь стала работать ровно, с высокими пока­ зателями плавки. Подобные случаи имели место и на других метал­ лургических заводах Союза.

Регулирование газового потока по радиусу печи изменением уровня засыпн возможно только в том случае, когда расстояние от стен колошника до конуса имеет оптимальные размеры.

На радиальный газовый поток оказывают также некоторое влия­ ние скорость опускания и высов конуса в печь (за чашу). При уве­ личении скорости опускания конуса или уменьшении его высова в печь гребень материалов перемещается от стен к. центру. Если же уменьшить скорость опускания конуса или увеличить его высов, то параболы падения материалов станут более пологими и гребень шихты расположится ближе к стенам колошника. Однако влияние этих факторов на распределение шихты в современных условиях незначительно.

Влияние величины подачи на радиальное распределение шихты

Как уже отмечалось, шихтовые материалы располагаются на колошнике под определенным углом откоса в виде перевернутого конуса. В обычных условиях угол откоса руды, кускового агломе­ рата и кокса составляет 40—43°. В доменной печи углы откоса этих материалов различаются значительно. Долгое время считали, что угол откоса кокса в печи равен 26—29, а руды 34—43°. Исследо­ ваниями последнего времени было установлено, что угол откоса материалов в печи зависит от многих факторов и изменяется в широ­ ких пределах [41, 48, 72, 73 и др. ]. Мелкие составляющие шихты —• железная и марганцевая руды, а также агломерат — образуют больший угол откоса, чем кокс. Поэтому при совместной загрузке рудная часть шихты относительно больше сосредоточивается на периферии, а кокс — в центральной зоне печи (рис. 32).

Во время загрузки печи небольшими порциями слои руды и агломерата выклиниваются к центру (рис. 32, а). Поэтому основная масса мелких фракций остается на периферии, а к центру скаты­ ваются крупные куски кокса, что обусловливает плохую газопро­ ницаемость у стен и в промежуточной зоне и хорошую в централь­ ной части печи. Таким образом, загрузка малыми подачами способ­ ствует центральному ходу газов. Чем меньше при этом подача, тем больше центральный ход печи.

С увеличением подач рудные линзы удлиняются и часть руды или агломерата смещается к центру печи. Соответственно доля руды на периферии уменьшается и газопроницаемость столба плавильных материалов здесь возрастает.

Следовательно, загрузка большими подачами способствует пери­ ферийному ходу газов, несмотря на то, что из каждой такой подачи на периферию попадает больше руды, чем при загрузке малыми подачами.

58

При работе доменных печей на неподготовленных рудах с высоким расходом кокса (750—900 кг/т чугуна) шихту загружают преиму­ щественно большими подачами. Это связано с небольшим объемом рудной части подачи, большим углом откоса руды и малой глубиной воронки засыпи шихты на колошнике.

При использовании подготовленной шихты (грохоченые руды, агломерат, окатыши) объем подач повсеместно уменьшали. Это связано, во-первых, со значительным снижением расхода кокса

(550—650 кг/т чугуна) и, во-вторых, с большим объемом агломерата по сравнению с железной рудой. Так, насыпная масса железной руды равна 2,0—3,5, а агломерата 1,5—1,7 г/см3. Дальнейшее уменьшение подач шихты связано с повышением давления газа на

а внутреннее трение в самой шихте возрастает. Угол откоса загру­ жаемых материалов увеличивается и происходит перераспределе­ ние скорости опускания шихты по радиусу печи. При этом углубле­ ние воронки материалов получается в основном из-за увеличения угла откоса кокса, сравнительно более легко реагирующего на пони­ жение скорости движения газов в доменной печи.

По мере повышения давления газа на колошнике углы откоса шихтовых материалов все время увеличиваются, приближаясь

59

к их значениям перед задувкой печи, а скорость опускания увели­ чивается к центру. Так, по данным М. А. Стефановича [47, 53], при увеличении избыточного давления газа на колошнике до 0,6 ат глубина воронки засыпи шихты возросла с 500 до 700 мм. Угол откоса шихты увеличился с 17° 25' при нормальном давлении до 24° 15' при повышенном (рис. 33). Из рис. 33 видно также, что скорость опускания шихты у стен с повышением избыточного давле­ ния до 0,6 ат уменьшилось до 70 против 80 мм/мин по сравнению с работой печи при нормальном давлении.

Значительное увеличение угла откоса перед опусканием очеред­ ной подачи способствует большему скатыванию шихты к центру.

Как видно из рис. 33, толщина слоя материалов после их опускания на периферии с повышением давления уменьшается значительно (на 20—30%), что способствует большему перемещению мелких фракций в промежуточную зону, вследствие чего ход газов становится более периферийным.

Для уменьшения периферийное™ хода печи при переходе на работу с повышенным давлением газа на колошнике на Жданов­ ском металлургическом заводе им. Ильича пробовали менять уро­ вень засыпи и порядок загрузки материалов (периферию больше загружали рудой). Это позволило временно стабилизовать газовый поток, который затем медленно снова изменялся в сторону увеличе­ ния периферийное™ хода. Для устранения периферийного хода газов наиболее рациональным оказалось уменьшение подачи шихты. Так, с увеличением избыточного давления газа на колошнике сна­ чала до 0,8, а затем до 1,2 ат коксовую колошу уменьшили с 7,2 т соответственно до 6,0 и 4,8 т. При этом распределение материалов по радиусу печи было вполне удовлетворительным и отвечало опти­ мальным условиям по существующим в настоящее время предста­ влениям (рис. 34). На рис. 34 показаны характерные кривые рас­

60