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

Если надо уменьшить газовый поток в какой-то области окруж­ ности печи или ликвидировать преимущественный ход газа в опре­ деленном районе колошника, то целесообразно загружать туда агло­ мерат со стороны впадины в воронке малого конуса без каких-либо осадок шихты. Так же надо поступать и в случае слабо выраженного канального хода газов.

Случаи, когда агломерат из гребней шихты, загруженный в опре­ деленный сектор окружности печи, не только не понижал в нем высо­ ких температур, но еще более способствовал их увеличению, известны практикам доменного производства давно. Однако в связи с отсут­ ствием экспериментальных данных о распределении материалов по окружности печи это явление толковалось неверно. Так, А. Н. Чечуро и И. Л. Колесник [85] считали, что температура периферийных газов самая низкая там, где поток их и материалов достигает максимальной интенсивности, и самая высокая там, где шихта «подстаивает», или сходит медленно. Этим они объяснили эф­ фективность загрузки в область высоких температур периферии агломерата не из гребня, а из откоса в воронке малого конуса (за­ грузки по системе «наоборот»). Из практики известно, что наибольшие температуры находятся именно в зонах интенсивного хода газов. Успешное применение загрузки «наоборот» на металлургическом заводе им. Дзержинского объясняется тем, что в этом случае в область минимальной температуры попадал агломерат из гребня и газопрони­ цаемость столба шихты в этом районе увеличивалась. На противопо­ ложную сторону с высокой температурой и максимальным количе­ ством газов попадали мелкие фракции из откоса, поэтому газопрони­ цаемость здесь уменьшалась. Таким образом происходило выравни­ вание газового потока.

И. Г. Половченко [117] и А. Б. Шур [127] объяснили такое явле­ ние примерно следующим образом. Распределение газа по секторам над фурмами неравномерно и зависит как от сечения самих фурм, так и от газопроницаемости столба шихтовых материалов над ними. Из этого правильного утверждения сделан, по нашему мнению, не­ верный вывод о том, что канал чаще всего проходит мимо точек рас­ положения термопар и поэтому они фиксируют в этой области печи не повышение, а понижение температуры. Такие случаи маловеро­ ятны, так как сомнительно, чтобы восемь—двенадцать термопар, замеряющих температуру газов на периферии, не попали в область канала и не позволили судить о характере распределения газового потока по всей окружности колошника. И. Г. Половченко правильно указывает на отсутствие существенной разницы давлений газа по горизонтальным сечениям печи. Некоторые авторы [128—130] влияние загрузки «наоборот» объясняли перекосом шихты, централь­ ным ходом газов и т. д., что также неправильно отражало сущность рассмотренного явления [85].

Автор считает, что объемная неравномерность при загрузке агло­ мерата прямо противоположна качественной и количественной не­ равномерностям. Поэтому при загрузке агломерата применили оправ­ давшую себя при работе на железных рудах систему подачи в зону

канала агломерата из гребней. В большинстве случаев ход печей при этом не выравнивался. Поэтому во всех технологических ин­ струкциях появился пункт об исправлении канального хода печей и хода с большим перекосом глубокой осадкой шихты с медленным вы­ ходом на нормальное дутье.

Правильность ранее сделанных автором выводов о качественном и количественном распределении метериалов шихты по окружности лечи [118] полностью подтвердились впоследствии исследованиями А. Б. Шура и Л. А. Вялого [131 ] на Череповецком металлургическом заводе, где впервые было исследовано количественное и качественное распределение агломерата по окружности непосредственно на домен­ ной печи, а не на модели. Агломерат при опускании малого конуса попадал в восемь подвесных брезентовых секторов. Материал из секторов извлекали, рассеивали на фракции н взвешивали. В данном случае применяли методику исследования, аналогичную ранее при­ нятой на большой модели. Различие заключалось только в нумерации секторов, сдвинутых на 90°.

Гребень агломерата из правого скипа смещается на 65—70° от оси печи (слева со стороны пылеуловителя). На модели соответ­ ствующий угол 2а составлял 45°, т. е. был меньше на 20—25°, чем

впредыдущем исследовании на модели. Это объясняется различным объемом печей и соответственно другими конструктивными размерами приемной воронки. Изучение поверхности засыпи материалов в во­ ронке верхнего конуса череповецкой доменной печи показало, что перемещение гребня шихты в основном зависит от массы агломерата

вскипах. Точно такая же закономерность была ранее выявлена при загрузке агломерата на большой модели типового засыпного устрой­

ства [62].

Количество фракции < 3 мм в трех секторах, соответствующих откосу материала в распределительных воронках череповецкой домны и модели, составило соответственно 51,3 и 53,2% от общего количе­ ства мелочи в агломерате. Крупных кусков со стороны откоса в обоих случаях было не более 22—25%. В трех секторах, соответствующих гребню агломерата, находилось основное количество крупных фрак­ ций: 53,1% фракции 40—25 мм, 63,1% фракции > 40 мм для чере­ повецкой печи и соответственно 56,3 и 60,0% для модели. Суммарная масса агломерата со стороны откоса и гребня в данном случае со­ ставляла соответственно 39,4 и 33,0% для череповецкой домны, а также 39,9 и 36,0% для модели. Таким образом, в обоих случаях максимальное количество агломерата находилось со стороны откоса, а не со стороны гребня.

Сопоставление распределения агломерата по окружности печи на большой модели и на доменной печи Череповецкого металлурги­ ческого завода показывает, что результаты почти аналогичны. Наибольшая разница в общей массе со стороны откоса объясняется только различием гранулометрического состава агломератов Чере­ повецкого металлургического завода и ЮГОКа. Это является хоро­ шим подтверждением правильности моделирования и достоверности полученных данных.

98

Позднее результаты исследований автора были подтверждены В. Л. Мельничуком [132], В. М. Паршаковым, Н. М. Бабушкиным, В. Н. Тимофеевым [133, 134], Г. И. Федоренко и др.

При загрузке агломерата, как и при загрузке железной руды, большое значение имеет распределение отдельных подач, так как доменные печи загружаются именно такими порциями. На рис. 55 показаны результаты распределения подач агломерата при загрузке

агломерата было со стороны, противоположной гребню. Наибольшая масса агломерата при загрузке на станцию 0° (У%) Должна была бы быть в секторах 135; 180 и 225°, где располагались гребни материала, однако там обнаружили 35,7% агломерата, в то время как со стороны впадины (секторы 45; 0 и 315°) находилось 41,2%. При загрузке на станцию 180° (S isо) в тРех секторах со стороны гребня располага­ лось 36,7% всего количества агломерата, а в трех секторах впадины — 41,8% . Примерно такие же количественные соотношения масс агло­ мерата со стороны гребня и впадины наблюдали при загрузке на остальные станции.

При сопоставлении количественной неравномерности по окруж­ ности колошника во время загрузки железной руды и агломерата видно, что материалы в обоих случаях распределяются крайне не­ равномерно. Для агломерата степень неравномерности возрастает

с увеличением содержания в нем мелочи. Так, при загрузке агломе­ рата, содержащего 28% фракции < 10 мм, максимальная разность масс по секторам составляла 1,6% (Sow)•а при загрузке агломерата, со­ держащего 38% мелочи, эта величина равнялась 5,0% (У]180)- Следовательно, в случае загрузки агломерата получается более рез­ кое различие количественного распределения по окружности печи между отдельными подачами, чем для железной руды. Из практики известно, что при работе доменных печей на агломерате непостоян­ ного гранулометрического состава ход печей становится неустойчи­ вым и снижаются экономические показатели не только от снижения общей газопроницаемости, но и от ухудшения распределения газо­ вого потока по окружности печи.

Качественное распределение агломерата, как и при загрузке руды, более неравномерно, чем количественное. Результаты рассева агломерата во время его загрузки на станции 90 и 180° показаны на рис. 56. Выбор двух этих станций объясняется тем, что при загрузке агломерата на станцию 90° получилось наиболее ровное его распре­ деление, а при загрузке на станцию 180° распределение было наи­ худшим и наиболее представительным. Это объясняется тем, что в практике редко встречается агломерат, содержащий менее 28%

(не менее двух скипов в каждой подаче) со стороны впадины находится большее количество материала. Несмотря на то, что разница масс между тремя секторами гребня агломерата и тремя секторами впадины сравнительно небольшая (около 4%), газопроницаемость данных об­ ластей различна. Это обусловлено сегрегацией материала по круп­ ности в воронке малого конуса. Количественная и качественная не­ равномерности во время загрузки агломерата в значительной степени

по восьми секторам составила 1,4%. Наименьшее количество мелочи (фракция < 10 мм) находилось во втором секторе и составляло 10,4% от суммы мелочи за весь цикл. Наибольшее количество мелочи < 10 мм располагалось в пятом секторе и равнялось 14,2% от массы всей мелочи. Максимальная разность в распределении по окружно­ сти колошника фракции 25—10 мм составила 2,2%, а фракции 40— 25 мм 4,0%.

После суммирования количества агломерата по секторам модели колошника за восемь подач имеется значительная количественная и особенно качественная неравномерности. При этом максимальная неравномерность наблюдается в распределении мелких и крупных

100