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

Т а б л и ц а 2

Состав шихты, %

* Н. о. — нерастворимый остаток.

ния прямых и обратных подач (с различным их соотношением в цикле) не дали положительных результатов. Тогда печь перевели на работу с загрузкой по системе: четыре подачи с коксом массой 4,8 т -)- одна подача с коксом массой 7,2 т. Скиповый подъемник полностью обес­ печивал автоматизацию загрузки. По программе А набиралась пяти­ скиповая подача с коксом массой 7,2 т. Она состояла из трех скипов кокса по 2,4 т в каждом и двух скипов железной руды вместе с мар­ ганцевой рудой, известняком и различными добавками. По программе Б набиралась четырехскиповая подача, состоящая из двух скипов кокса и двух скипов рудной составляющей с добавками. При этой загрузке неавтоматизированным участком являлись вагон-весы, где машинисту приходилось через каждые четыре подачи с коксом массой 4,8 т набирать одну подачу с коксом массой 7,2 т. Так как на циферблате имелись зажимы для двух навесок, то машинисты быстро освоились с новой системой загрузки и производительность вагон-весов не понизилась.

Сразу же после перехода на такую загрузку материалов газорас­ пределение в печи улучшилось. Зона высокого содержания двуокиси углерода в газе повысилась, расширилась и придвинулась к пери­ ферии, т. е. газы стали обрабатывать большее количество руды на большей площади (рис. 42). Общее содержание двуокиси углерода в газе увеличилось с 9,7 до 11,0%.

Согласно показаниям контрольно-измерительной аппаратуры, а также диаграммам давления горячего дутья и работы шомполов, ход доменной печи при новой системе загрузки шихты не ухудшился, хотя содержание двуокиси углерода у стен печи увеличилось с 6—7 до 10,5-—11 %. Содержание ее у стен в дальнейшем возросло до 12,8%, поэтому пришлось увеличить количество больших подач с 20 до 33,3%, в результате чего интенсивность плавки выросла до 1,18 т/(м3-сут).

72

Лучшее газораспределение обеспечило лучшую подготовку мате­ риалов в верхней части печи и стабилизировало нагрев горна. Благо­ даря этому увеличилась рудная нагрузка и снизился расход кокса. Сразу же после перехода на цикличную загрузку нагрев печи повы­ сился и за сутки в подачу добавили 500 кг железной руды (в пере­ счете на 4,8 т кокса в подаче) при тех же самых расходах сырых материалов и выносе колошниковой пыли, которые имели место при обычной работе. В дальнейшем такую рудную нагрузку удержать не удалось, однако в среднем в подачу стали загружать на 300 кг руды больше. Технико-экономические показатели доменной плавки при обычной загрузке и цикличной, содержащей 4,8 и 7,2 т кокса, приведены в табл. 3.

Как видно из табл. 3 производительность печи после перехода на новую загрузку увеличилась с 1134,7 до 1305,2 т чугуна/сут, расход кокса снизился соответственно на 4,4%. Повышение производитель­ ности произошло только в результате увеличения рудной нагрузки, так как число подач в обоих периодах одинаково, а расход металлодобавок во втором периоде ниже. Преимущество работы доменной печи с новой системой загрузки было очевидным, поэтому на такой режим загрузки перевели вторую доменную печь. При этом рудная составляющая подачи возросла в течение суток на 500 кг при сохра­ нении уровня нагрева горна. Ход печи стал ровнее, хотя избыточное давление газа на фурмах увеличилось с 2,3 до 2,38 ат.

Для сравнения результатов работы доменной печи № 2 при обыч­ ной и при цикличной системах загрузки взято три периода. Произво­ дительность печи при переходе на цикличную загрузку увеличилась по сравнению с первым периодом с 1079,6 до 1221 т/сут, расход кокса уменьшился на 2,2%. По сравнению же с лучшим (третьим) периодом работы печи производительность ее осталась примерно той же, а расход кокса снизился на 5,8%. Небольшой прирост про­ изводства в этом случае объясняется тем, что в третьем периоде проплавлялись более богатые руды.

Несмотря на явную выгоду при работе доменных печей по циклич­ ной системе загрузки, на Ждановском металлургическом заводе им. Ильича от нее отказались, так как за это время было несколько случаев похолодания печей, причиной которых, по мнению админи­ страции цеха, послужил перебор машинистами вагон-весов тяжелых подач.

При транспортерной подаче материалов к скипам или при подаче шихты автоматическими вагон-весами можно полностью автоматизи­ ровать загрузку печи по системе цикличных подач. Тогда отпадет опасность перебора или недобора рудной составляющей по­ дачи.

Роль цикличной загрузки доменных печей подачами с различным содержанием кокса особенно возрастает при работе с распределите­ лями, обеспечивающими равномерное размещение материалов по окружности колошника. Сочетание подач с большим и малым коли­ чеством кокса будет способствовать рациональному распределению материалов по окружности и по радиусу печи [90].

73

Кривая / на рис. 42. *2 Кривая 2 на рис. 42.

Такая загрузка будет целесообразной и при увеличении избыточ­ ного давления газа на колошнике, а также при значительном сокра­ щении удельного расхода кокса, когда объемы рудной и коксовой частей подачи примерно равны.

74

Влияние газового потока на радиальное распределение материалов

Во время ссыпания шихты с большого конуса в печь мелкие ча­ стицы имеют более крутую траекторию падения, чем крупные. При этом нужно учитывать такой важный фактор, как подъемная сила газа, движущегося вверх [45].

Для определения предельной скорости падения частиц в газовой

выше (рм — рг), постольку в уравнении (30) принято, что (рм — рг) =

причем для шарообразных частиц о — 1, для округлых 0,77, для угловатых 0,66, для продолговатых 0,58, для пластинчатых 0,43. Для частиц неправильной формы А. Г. Касаткин рекомендует опре­ делять эквивалентный диаметр d3 из уравнения

75

Из уравнений (30), (33) и (34) можно определить wn, а затем по формуле, предложенной В. К. Грузиновым [45], найти путь частицы в проекции на вертикаль 5 В:

где wH— вертикальная составляющая скорости, с которой материал ссыпается с конуса, м/с;

т — время движения частиц до стены печи, с.

Из формул (18) и (21) определяют дон, а время т находят из урав­ нения [45]:

а к — угол наклона конуса, град.

При определении 5 Ви т по формулам (36) и (37) пренебрегают скоростью опускания конуса, которая мала по сравнению с величи­ нами wn и тшя. Вычисления траектории падения кусков руды, агло­ мерата и кокса были проделаны В. К. Грузиновым [45]. Уменьшение диаметра частиц кокса до 25, агломерата и руды до 10 мм еще не вызывает существенных отклонений траекторий падения от траекто­ рий в неподвижной газовой среде и от траектории при свободном паде­ нии. Кусочки диаметром 5 мм ударяются о стены на 500 мм выше, чем при свободном падении; для частиц размером 3 мм эта разница составляет 1800 мм.

Резкое изменение траектории падения частиц наступает при зна­

где wr — скорость газа, м/с.

Это позволяет определить критический диаметр частиц dKp, при котором изменяется траектория падения материалов. Подставим в уравнение (34) значение wn из формулы (38) и решим его относи­

Определим число Re из уравнений (30) и (33):

Приравнивая уравнения (39) и (40) и решая их относительно dKp, получим [45]

76