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

Засыпные аппараты с двойным нижним конусом для двухколь­ цевой засыпи шихты целесообразно применять в мощных доменных печах, работающих с обычным давлением газа на колошнике и с по­ вышенным давлением, если нижнй конус не будет выполнять функ­ ции газового затвора.

Д. Андерсон и К. Миллер предложили под малым нижним кону­ сом подвешивать кольцо с внешним и внутренним скатами, чтобы струя ссыпающихся материалов попадала на его верхнюю кромку (пат. США, № 1846826, 1932 г.) и разделялась на два потока, один из которых направлялся бы к стенкам печи, а другой — в централь­ ную часть кольцевого конуса. Таким образом получается двухколь­ цевая засыпь материалов. Расстояние между гребнями шихты зави­ сит от угла наклона и длины внутренней поверхности ската коль­ цевого конуса.

Подбором диаметров нижнего конуса и поверхностей обоих скатов кольцевого конуса можно отрегулировать подачу оптималь­ ного количества материалов, попадающих на периферию и в проме­ жуточную зону. Однако вследствие дополнительного дробления шихты о верхнюю кромку кольцевого конуса и значительного его износа, а также неравномерного распределения материалов по окружности печи (из-за подвесок усеченного конуса) применение такого засыпного аппарата, по-виднмому, нецелесообразно.

Интересное решение для большей растяжки гребня по радиусу печи предложили А. Ф. Борисов, А. Н. Фотев и др. (авт. свид. СССР, № 88833, 1950 г.). В этом аппарате нижний конус выполнен с вы­ резами и при каждом подъеме поворачивается на определенный угол. Поворот осуществляется противовесом, который поднимается балансиром большого конуса. Можно поворачивать конус и электро­ приводом. Так на одном из заводов Юга такой поворот производится автоматически для увеличения срока службы большого конуса. Никаких затруднений при этом не наблюдается.

Подобный же принцип для большей растяжки гребня материалов по радиусу печи применил X. Тибаут (пат. ФРГ, № 956960, 1957 г.).

Внижней части конуса его аппарата имеется не менее двух выступов

ввиде спиральных плоскостей, благодаря чему материалы ссыпаются на значительную ширину площади колошника, исключая осевую часть. После загрузки в печь очередной подачи конус в опущенном

положении поворачивают на определенный угол.

Применение подобных аппаратов маловероятно, так как они ухудшают распределение материалов по окружности печи. Кроме того, неравномерное ссыпание шихты с конуса способствует его раскачиванию при подъеме, ухудшая плотность прилегания к чаше. Очевидно, раскачивание не будет полностью устранено и во время поворота конуса, т. е. после некоторой выдержки после ссыпания материалов. Это подтверждает практика южных заводов нашей страны, на которых во время закрытия нижних конусов делалась пауза и после этого все равно слышались два-три удара конуса о чашу.

172

Фирма «Копперс компани» (США) для загрузки доменной печи, работающей на сортированном, офлюсованном агломерате (размер кусков не более 50 мм) и сортированном на отдельные фракции коксе, предложила распределительное устройство, показанное на рис. 87 [225].

Устройство состоит из конической воронки с отверстием, равным 1980 мм, и четырех подвешенных одно над другим цилиндрических колец диаметром от 2134 до 5638 мм. Кольца расположены в виде ступенчатого конуса, образующая которого наклонена к горизонту на угол, больший угла естественного откоса шихты. Кольца служат для уменьшения сегрегации материалов на колошнике. При их

можность управления газовым потоком сверху, необходимость в кото­ ром, как известно, возникает при расстройствах хода доменной печи.

Следует сказать, что впервые засыпной аппарат из цилиндриче­ ских колец предложил О. Риц в 1936 г. (пат. США, № 2050379, 1936 г.). Кольца также предназначались для уменьшения сегрега­ ции материалов по радиусу колошника, а сужающаяся книзу ниж­ няя воронка снижала степень неравномерности в распределении шихты по окружности печи. В этом аппарате, как и в засыпном устройстве фирмы «Копперс компани», основным недостатком яв­ ляется попадание большого количества рудной составляющей шихты в центр печи, вследствие чего, надо полагать, аппарат не нашел применения в промышленности.

173

Комбинированные аппараты типа «колокол—воронка—конус»

В гл. 1 отмечалось, что засыпные аппараты с подвижными ко­ локолами конструкции Лангена и Толандера наряду с известными преимуществами имеют и значительные недостатки, а именно при ссыпании с конической воронки уплотняют материалы и перегру­ жают центральную часть печи рудной составляющей. Аппарат Парри, наоборот, способствует разрыхлению материалов. Этим аппаратом рудная составляющая подачи направляется к периферии печи. Многие специалисты в разное время пытались совместить принципиальные различия этих аппаратов в одном. Так, для за­ грузки шведских древесноугольных доменных печей применяли засыпной аппарат системы Квеннерштедта. Аппарат состоял (рис. 88) из вращающейся на роликах воронки сложной формы, имеющей большую высоту. В верхней части она имела фланец с зуб­ чатой шестерней и проточкамидля ее центрирования в горизонтальной плоскости упорными роликами. Вращалась воронка электроприво­ дом, а герметичность ее обеспечивалась водяным затвором, корпус которого приваривался к кожуху печи. Чтобы вода при осадках не выбрасывалась на колошниковую площадку, корпус выше линии слива имел специальный карман, емкость которого соответствовала объему воды, заполняющей водяной затвор. К нижней части спе­ циальными косынками крепилось коническое кольцо, предназначен­ ное для направления материалов на периферию колошника.

Нижний газовый затвор этого аппарата состоял из пустотелого колокола, прикрепленного через кронштейны к штанге. Колокол плотно запирал вращающуюся воронку в месте ее нижнего пережима. Внизу он свободно опирался на неподвижный центральный конус, который через специальные кронштейны закреплялся на распреде­ лительном кольце. Во время работы колокол центрировался удлине­ нием его штанги, проходящей через нижний центральный конус.

Верхний газовый затвор представлял второй пустотелый коло­ кол. Внутри него была закреплена коническая воронка со свободно опирающимся на нее конусом, который через пустотелую штангу подвешивался к балансирам.

Плотность прилегания верхних колокола (к вращающейся во­ ронке) и конуса (к конической воронке) обеспечивалась их весом и расклинивающими усилиями, зависящими от угла наклона кони­ ческих поверхностей воронок.

Загружали шихтовые материалы в печь следующим образом: с помощью балансира сначала поднимали верхний конус, вследствие чего находящиеся на нем материалы ссыпались в нижний пустоте­ лый колокол. При дальнейшем движении конуса вверх его штанга своим фланцем упиралась в траверсу верхнего колокола и подни­ мала его. Находящиеся между вращающейся воронкой и верхним колоколом материалы при этом ссыпались в пространство между той же вращающейся воронкой и нижним колоколом. Затем верхние колокол и конус опускали для набора очередной подачи материалов, а нижний колокол поднимали и шихта двумя кольцами (между вра­

174

щающейся и нижней конической воронками, а также между колоко­ лом и центральным нижним конусом) ссыпалась на колошник печи.

Поступление руды и древесного угля на периферию и в проме­ жуточную зону можно регулировать в зависимости от распределения газового потока в печи. Поворот воронки на определенный угол после загрузки очередной подачи позволял получать хорошее рас­ пределение материалов не только по радиусу, но и по окружности печи.

загрузки. Доменные печи, оборудованные такими аппаратами, отли­ чались ровным ходом и имели самый низкий расход древесного угля. Однако сложность конструкции и недостаточно надежная герметизация аппарата ограничивали широкое его применение в про­ мышленности.

Другое комбинированное засыпное устройство, системы В. А. Со­ рокина (авт. свид. СССР, кл. С21в, № 54311, .1936 г.), показано на рис. 89. Этот аппарат конструктивно выполнен проще, чем аппарат Квеннерштедта. Ссыпающаяся шихта в нем пересекает металлокон­ струкции только в одном месте (в аппарате Квеннерштедта в трех местах), и он более отвечает основным требованиям безопасной работы. По окружности печи в этом аппарате материалы размещаются обычным распределителем шихты типа Мак-Ки. Под малым конусом р нем расположена подвижнад коническая воронка, благодаря ко­

175

торой можно направлять шихту на периферию или в центр межко­ нусного пространства. Манипулируя промежуточной конической воронкой и очередностью загрузки древесного угля и железной руды, можно комбинировать распределение материалов и газов по радиусу печи в широком диапазоне.

Усложнение конструкции рассматриваемого аппарата оправдано теми преимуществами, которые он дает при работе древесноуголь­ ных печей. Для загрузки доменных печей, работающих с повышен­ ным давлением газа, он также малопригоден.

Примерно такой же засыпной аппарат, только без подвижной воронки, был предложен в США (пат. США, № 1938580, 1933 г.). Его нижний конус в верхней части переходит в воронку, закрытую вторым (малым) конусом. Оба конуса подвешены цепями к спе­ циальным барабанам, при вращении которых и производится их опускание или подъем. В центр печи материалы загружаются опу­ сканием центрального малого конуса, а на периферию — совмест­ ным опусканием обоих конусов. Возможна и двухкольцевая засыпь, если вначале опускать оба конуса совместно (до упоров большого конуса), а затем только центральный (малый) конус. В качестве распределителя шихты предусмотрена узкая воронка, из которой шихта высыпается в центр воронки большого конуса. Этот аппарат имеет те же конструктивные недостатки, которые присущи аппара­ там Квеннерштедта и В. А. Сорокина.

В1956 г. в ФРГ взят патент на засыпной аппарат (пат. ФРГ,

№1044129, 1956 г.), который в своей основе также имеет большой конус, переходящий в верхней части в воронку, закрытую снизу конусом меньших размеров. Большой конус может контактироваться с чашей по образующей или по конической поверхности своей во­ ронки. В первом случае при опускании верхнего конуса шихта будет располагаться между стенками большого конуса и чаши, а затем при опускании нижнего конуса она ссыплется к стенкам колошника. Во втором случае перед опусканием верхнего конуса опускают ком­

бинированный большой конус до упора конической поверхности и его верхней воронки на стенки горловины чаши. Затем опускается верхний конус и шихта из распределителя попадает в дополнитель­ ную воронку большого конуса, а при опускании нижнего малого конуса она ссыплется в промежуточную зону. Для лучшего фикси­ рования гребня шихты в промежуточной зоне под большим конусом предусмотрена цилиндрическая «юбка», составляющая с ним одно целое. Подбирая соответственно диаметры большого конуса, его юбки и нижнего малого конуса, можно обеспечить рациональное размещение шихты по радиусу печи.

Большим преимуществом такого засыпного аппарата является возможность манипулирования во время засыпки шихты с помощью одной штанги. При этом не ухудшаются условия распределения материалов по окружности колошника. Для работы с повышенным давлением газа в печи этот аппарат также непригоден.

В 1958 г. Г. Шумахер предложил засыпной аппарат, комбини­ рованный из систем Парри и Лангена (пат. ФРГ, № 1034207, 1958 г.),

176