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

ставленйя данных анализа с заданием. Сигнал of измерительной головки передается в вычислительную машину, которая определяет средний состав шихты за заданный интервал времени (4—8 ч).

В зарубежной практике все большее значение получает анализ продуктов плавки с помощью фотоэлектрических спектрографов прямого отсчета (оптических квантомеров). Имеется несколько конструкций квантомеров, отличающихся способами возбуждения спектра, измерения и регистрации интенсивности линий спектра

грузки бункеров; 2 — 4 — информа­ ция об уровне материалов (соответ­ ственно агломерата, кокса и доба­

представительных проб для тех же компонентов шихты, а также для шлака (15) и чугуна (16)', 12 —

установка для определения влаж­ ности кокса; 13 — то же, для определения выноса пыли; 14 — анализатор химического состава сырых материалов и продуктов до­ менной плавки

и т. д. Работают квантомеры надежно и с достаточной степенью точности [217].

Имея в наличии действенную систему автоматического управле­ ния ходом печи и шихтовкой материалов доменной плавки, можно сравнительно легко управлять ее тепловым состоянием. Для этого можно воспользоваться показателем скоростного теплового ба­ ланса М, предложенного А. Н. Похвисневым [147]:

Л1254(100 —ш)(100 — 0,124фд — 6) (СОг + СО) ’

q и р — соответствующие параметры, определяемые по урав­ нениям (146) и (152).

Регулирование теплового состояния печи сводится к расчету величины М и приближению ее значения к Л40ПТ, т. е. к расходу

162

тепла на единицу отнимаемого от шихты кислорода или на единицу чугуна, при котором обеспечивается получение заданного его со­ става с оптимальным расходом кокса. Величина Мопт определяется в результате анализа работы печи за прошедшее время. При этом особое внимание должно уделяться обработке данных запомина­ ющего устройства ЭВМ, соответствующих наиболее экономичным периодам работы печи.

Комплексная схема автоматического управления ходом печи, которая объединит локальные схемы, вначале может оказаться громоздкой и сложной. Со временем она упростится за счет исклю­ чения параллелизма и дублирования при определении отдельных параметров, учитываемых в нескольких локальных системах. Кроме того, вероятно, появится возможность объединения отдельных алгоритмов в более общие закономерности. Большую роль при этом сыграет точное описание математико-кинетической модели доменной печи.

И*

Р А З Д Е Л В Т О Р О Й

КОНСТРУКЦИИ ЗАСЫПНЫХ УСТРОЙСТВ

Г л а в а б АНАЛИЗ

КОНСТРУКТИВНЫХ РЕШЕНИЙ ЗАСЫПНЫХ АППАРАТОВ

Ранее отмечалось, что воронка и конус Парри не всегда обеспе­ чивают рациональное распределение материалов по радиусу ко­ лошника. Особенно это относится к доменным печам, работающим на древесном угле. Поэтому в различных странах были предложены конструкции засыпных аппаратов, отличающихся от аппарата Парри радиальным размещением шихтовых материалов.

Всвязи с переводом доменных печей на работу с повышенным давлением газа на колошнике снизилась стойкость засыпных аппа­ ратов типовой конструкции, вследствие чего появились предложения, направленные на увеличение срока службы всех элементов загрузоч­ ного устройства, в том числе и засыпного аппарата.

Вданной главе рассмотрены различные конструкции засыпных устройств, предназначенных для решения указанных задач.

Засыпные аппараты с неподвижными и подвижными конусами и кольцами

В конце прошлого века в Швеции был впервые применен засып­ ной аппарат системы Шарлевилля с неподвижным конусом, жестко закрепленным на траверсе (рис. 81, а). Однако такая конструкция не обеспечивала достаточной плотности прилегания подвижного (кольцевого) конуса к приемной воронке и к центральному конусу, в результате сильная загазованность колошниковой площадки яви­ лась значительным недостатком данной конструкции. Так, на метал­ лургическом заводе им. Дзержинского, где в двадцатых годах на старых печах стояли аппараты Шарлевилля, имело место угорание рабочих на колошнике. Если же газ загорался, то происходило коробление аппарата и дальнейшая его эксплуатация затруднялась.

Кроме того, нельзя признать рациональным и ссыпанне части материалов кучей в центр доменной печи, что обеспечивало сравни­ тельно неплохое газораспределение и невысокий расход древесного угля только в малых печах с небольшими горнами. В больших печах газовый поток в центральной части резко уменьшался вследствие периферийного подвода дутья. Это приводило к тугому сходу шихты с подстоями и осадками и к частому горению охладительной аппа­ ратуры (воздушных фурм и шлаковых «паучков»).

По свидетельству американских доменщиков Мак-Ки и Хейвена, переход в США с засыпных аппаратов Шарлевилля на аппараты

164

Парри способствовал улучшению технико-экономических показате­ лей наиболее мощных в то время печей, работающих на коксе.

На уральских древесноугольных печах некоторое распростране­ ние имел засыпной аппарат системы Поносова (рис. 81, б), который по принципу работы сходен с аппаратом Шарлевилля. Коническое распределительное кольцо (подвижный конус) поднимали и опу­ скали двумя штангами, соединенными через траверсу с балансир­ ным устройством. Приемная воронка в нижней части имела съемное кольцо, которое позволяло сменять аппарат, не вынимая воронки. Для выравнивания распределения материалов по окружности печи

Рис. 81. Засыпной аппарат системы Шарлевилля (а) и системы Поносова (б):

1 — приемная воронка; 2 — подвижный конус; 3 — крепежные лапы; 4 — неподвижный конус; 5 — траверса; 6 — штанга; 7 — конус-«разбойннкэ; 8 — коническое распределитель­

ное кольцо; 9 — центральный конус; 10 — опорные швеллеры; I I — крышка; 12 — штанги распределительного кольца; 13 — траверса; 14 — съемное кольцо воронки

воронку делали узкой и высокой. В отличие от аппарата Шарлевилля, в аппарате Поносова под центральным конусом жестко подвешен еще один конус («разбойник»), меньшего размера. Он предназначался для отбрасывания материалов от оси печи в промежуточную зону.

Герметизация колошника во время загрузки шихты осуществ­ лялась закрыванием засыпного аппарата сверху специальной крыш­ кой, которая опиралась своим бортом на коническую заточку верх­ него края приемной воронки.

Руду в приемную воронку загружали с двух сторон из ваго­ неток с открывающимся передним бортом, а древесный уголь — из подвесных вагонеток с кольцевого бимсового пути. После очеред­ ной подачи шихты в приемную воронку коническое распределитель­ ное кольцо опускали; вместе с ним вначале опускался и центральный конус с «разбойником». Шихтовые материалы в это время ссыпались, как и в аппарате Парри, на периферию колошника. После упора головки штанги на опорные швеллеры, центральный конус с «раз­ бойником» останавливались, а распределительное кольцо продол­ жало опускаться. В этот момент шихта ссыпалась по обеим плоско­ стям распределительного кольца, т. е. и к периферии, и к центру

165

печи. Непосредственно к оси печи мелкие материалы не попадали, так как отбрасывались «разбоииком» в промежуточную зону. Нали­ чие трапецеидальных вырезов в распределительном кольце также способствовало попаданию большего количества мелочи в проме­ жуточную зону. Гребень материалов растягивался шире, что спо­ собствовало лучшему использованию физической и химической энергии печных газов. В случае правильного подбора диаметра и хода центрального конуса с «разбойником», а также формы и размеров трапецеидальных вырезов на распределительном кольце засыпной аппарат Поносова обеспечивал лучшее радиальное распре­ деление материалов, по сравнению с аппаратами Парри и Шарлевилля. Так, расход древесного угля на доменных печах с аппаратом системы Поносова был на 10—15% ниже, чем при загрузке аппара­ том Парри [224]. Однако из-за отсутствия распределителя шихты даже при небольшом диаметре приемной воронки не обеспечивалось достаточно ровного размещения материалов и газов по окружности печи. При двусторонней подаче шихты из вагонеток получались две зоны преимущественного хода газов, расположенные под углом 90° от мест загрузки материалов. Поэтому в этих зонах не полностью использовалась восстановительная и тепловая энергия доменного газа, что приводило к повышенному расходу древесного угля и эллиптическому разгару огнеупорной кладки.

Другим существенным недостатком аппарата Поносова являлась значительная сложность его конструкции и недостаточно надежная герметизация. Особенно значительные утечки газа происходили при осадках столба шихтовых материалов, так как центральный конус подбрасывался вверх и в образовавшийся между ним и рас­ пределительным коническим кольцом зазор вырывались на рабочую площадку газы и пламя, а нередко и куски шихты. Для устранения этого недостатка на штангу центрального конуса под направляющими швеллерами ставилась шайба, которая ограничивала, но не устра­ няла полностью подбрасывания центрального конуса при осадках.

На металлургических заводах Южного Урала применяли засып­ ной аппарат, сходный по конструкции с аппаратом Поносова (рис. 82). Над воронкой его большого конуса проходил узкоколей­ ный рельсовый путь, по которому вагонетками в центральную часть аппарата загружали руду и флюсы. Они попадали вначале на конускрышку и после заполнения малой воронки ссыпались на большой конус. Во время загрузки рудной части подачи двойным кольцом на периферию колошника поступало 60—75% руды, а остальные 25—40% руды попадали в промежуточную и центральную зоны печи. Древесный уголь загружали обычно с кольцевого бимсового пути. Вначале уголь попадал только в периферийную область колош­ ника, что противоречило основам рационального распределения газа по радиусу — умеренно развитые потоки на периферии и в централь­ ной части печи.

Периферийный подвод дутья, меньшее сопротивление движению газа у стен и загрузки в эту область большого количества пористого древесного угля способствовали развитию в этой части печи значи­

166