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

помощью изменять относительные количества периферийного и цен­ трального потоков газа. Таким образом, в предлагаемом загрузоч­ ном устройстве А. Н. Рамма можно регулировать распределение га­ зового потока по радиусу печи не только изменением параметров загрузки сырых материалов, но и изменением соотношения перифе­ рийного и центрального потоков газов. Такое устройство колошника, кроме того, позволит непрерывно регистрировать количество, тем­ пературу и состав газа раздельно на периферии и у оси печи, что зна­ чительно упростит управление ее ходом.

В 1952 г. В. Мурш предложил загрузочное устройство (пат. США,

№2619344, 1952 г.), в котором столб шихты в дополнительной во­

ронке (вместо юбки) используется в качестве газового затвора (рис. 97). Такое загрузочное устройство позволяет непрерывно по­ давать в печь материалы и иметь благодаря этому постоянную струк­ туру столба шихты. Однако отсутствие распределителя шихты не может быть полностью компенсировано дефлектором. Кроме того, распределение материалов по окружности печи будет значительно ухудшаться из-за основных газоотводов, которые проходят через слой шихты; под ними возможно образование «каналов». Исключается также возможность управления газовым потоком по окружности и радиусу печи, без чего немыслима современная доменная плавка. Это устройство непригодно и для работы при повышенном давлении газа на колошнике, что также является его серьезным недостатком.

Рассмотренные различные конструктивные решения распределе­ ния материалов по радиусу печи позволяют размещать мелкие фрак­ ции шихты в промежуточной зоне и частично на периферии, а кокс в центральной области колошника, способствуя увеличению про­ изводительности печи при одновременном снижении расхода кокса.

187

Основными недостатками засыпных аппаратов, обеспечиваю­ щих многокольцевую засыпь материалов, являются: усложнение конструкции, недостаточная герметичность, наличие крепежных деталей на пути потока ссыпающихся на колошник материалов, излишний перегруз центральной зоны мелкими фракциями.

Устройства с центральным и периферийным манипуляторами вертикального распределения материалов

Как уже отмечалось, распределение шихтовых материалов по радиусу колошника зависит от многих факторов: угла наклона ко­ нуса, зазора между его нижней кромкой и защитными плитами ко­ лошника, его высова в печь, очередности загрузки материалов, ве­ личины рудной составляющей колоши, уровня засыпи и т. д. Благо­ даря широкой манипуляции всеми этими факторами в большинстве случаев удается получать оптимальное распределение шихтовых ма­ териалов по радиусу печи, необходимое для ровной и высокопроизво­ дительной ее работы. Однако часто, особенно при непостоянном коли­ честве мелочи в шихте, одних технологических факторов недоста­ точно для достижения оптимального газораспределения. В этом случае на периферию попадает много мелких частиц, которые пере­ брасываются отсюда в центральную часть печи, резко уменьшая газопроницаемость столба плавильных материалов. В результате значительно уменьшается общая газопроницаемость шихты, а в цент­ ральной части печи снижается нагрев, в результате чего нарушаются нормальные процессы шлакообразования и прямого восстановления закиси железа. Жидкие фазы становятся более густыми, тестообраз­ ными, понижая газопроницаемость столба внизу доменной печи. Все это приводит к подвисанию столба плавильных материалов. Во время искусственных осадок шихты еще более усугубляется на­ рушение ее распределения, что приводит к серьезному расстройству хода печи и снижению производительности.

Перемещение мелких частиц с периферии печи в центральную область происходит в основном вследствие осаждения мелочи из псевдогазовой среды, находящейся над уровнем засыпи. Как пока­ зали исследования Г. И. Федоренко [95], количество осаждаемой мелочи в центральной части колошника в 5—6 раз больше, чем на периферии.

Для постоянного перемещения мелких фракций в промежуточ­ ную зону радиального сечения доменной печи на ждановском ме­ таллургическом заводе им. Ильича предложен центральный мани­ пулятор (авторы предложения В. П. Тарасов, Ф. П. Тарасов, Ю. Г. Моисеев, В. А. Долматов, В. И. Литвиненко). Как видно из рис. 98, он состоит из куполообразной воронки, подвешенной на штанге к специальному электроили гидроприводу, обеспечиваю­ щему его опускание или подъем. В куполе манипулятора имеются овалообразные отверстия для выхода газа из центральной зоны печи к газоотводам, а в центральной части сделан прилив с кони­ ческой расточкой для соединения со штангой. Штанга нижнего ко­

188

нуса (как и в обычном засыпном аппарате) выполняется полой и крепится к нему при помощи двух клиньев. Такое крепление осуще­ ствлено на засыпном аппарате с центральным зондом на одной из печей завода «Азовсталь».

Манипулятор работает следующим образом. После опускания материалов с нижнего конуса в печь манипулятор опускают на шихту. Мелкие фракции шихтовых материалов, перемещаясь с периферии к центру, встречают на своем пути стенки манипулятора и по ним смещаются в промежуточную зону. Мелочь не может попасть в осе­ вую зону и через выходные отверстия купола манипулятора, так как вследствие уменьшения проходного сечения скорости газов будут повышен­ ными, что исключит возможность попа­ дания мелочи под манипулятор. Распре­ деление мелких фракций материалов по ширине промежуточной зоны регули­ руется различной высотой опускания манипулятора от верхнего положения вплоть до погружения в шихту. При этом устойчивость манипулятора возрастает.

Центральный манипулятор может быть использован не только для перемещения мелочи в промежуточную зону, но и для

руды манипулятор опускают на поверхность материалов, а перед за­ сыпкой кокса — поднимают вверх. Кроме того, можно замерять уро­ вень засыпи в центре печи. В комбинации с замером уровня засыпи на периферии можно постоянно контролировать глубину воронки за­ сыпи шихты на колошнике, что имеет большое значение для опреде­ ления очередности загрузки рудной и коксовой составляющих подачи.

Центральный манипулятор, по сравнению с рассмотренными в этой главе конструкциями, обладает целым рядом преимуществ. Он не снижает герметичности засыпного аппарата, не имеет деталей на пути ссыпающихся материалов и, следовательно, не ухудшает их горизонтального распределения. Конструкция его проста. Широ­ кое применение таких манипуляторов, по мнению автора, позволит значительно стабилизировать ход доменных печей и улучшить по­ казатели их работы.

На заводе им. Ильича разработана конструкция периферийного манипулятора (рис. 99). Оба его кольца отлиты из стали 35Л или Г13 и дополнительно могут быть футерованы ситалловыми плитками или наплавлены износостойкими сплавами. На верхнем конце сделаны два прилива для крепления со штангами. Штанги в верхней части имеют сальниковое уплотнение. Перемещают манипулятор электроили гидроприводом обычной конструкции. Во избежание его раска­

189

чивания во время работы штанги заключены в специальные направ­ ляющие трубы, наглухо закрепленные в фиксаторах. В них уста­ новлены бронзовые втулки для фиксации вертикального перемеще­ ния штанг и всего манипулятора в целом. Фиксаторами служат мощные швеллеры или двутавровые балки, наглухо приваренные к металлоконструкциям купола доменной печи. Всего их четыре — два для вертикального перемещения штанг и два для горизонтальной фиксации.

Предусматривается три режима работы периферийного манипу­ лятора: в верхнем, нижнем и среднем положениях. Для работы в пер-

и загрузка производится обычным способом. В этот момент большая часть мелких фракций попадает в периферийную зону, уменьшая ее газопроницаемость и увеличивая газопроницаемость осевой зоны. Для второго режима (рис. 99, б) манипулятор опускают в нижнее рабочее положение, вследствие чего шихтовые материалы при ссыпании с большого конуса попадут на верхнее кольцо манипулятора и большая часть мелких фракций оттянется от стен печи в промежу­ точную зону. При работе манипулятора в третьем режиме (среднее положение) (рис. 99, в) шихта попадет на нижнее кольцо манипуля­ тора и газопроницаемость периферийной зоны будет промежуточной между первым и вторым режимами.

Следовательно, периферийный манипулятор позволяет иметь трехкольцевую засыпь шихты, устойчивое распределение газового потока по радиусу печи и эффективное его регулирование в случае необходимости. По своему устройству он более сложен, чем централь­ ный манипулятор, но у него нет тех основных недостатков, кото­ рые присущи засыпным аппаратам с многокольцевой засыпкой шихты.

190

На рис. 100 показана Схема распределения материалов при сов­ местном использовании центрального и периферийного манипуля­ торов. При нормальной работе доменной печи центральный манипу­ лятор держат в нижнем положении, а периферийный манипулятор то опускают, то поднимают на одно кольцо (рис. 100, а, б). При этом мелкие фракции располагаются в промежуточной зоне, а в центре печи и частично на периферии размещаются более крупные фракции. Таким образом регулируют газопроницаемость шихты в осевой зоне и у стен печи. Соотношение подач подбирают опытным путем. Такое распределение радиального потока газов полностью исключает обра-

Рис. 100. Схема распределения материалов при совместном использовании цент­ рального н периферийного манипуляторов

зование настылей и, безусловно, будет способствовать увеличению степени непрямого восстановления окислов железа, снижению рас­ хода кокса и увеличению производства чугуна.

При необходимости усиления центрального потока газов пери­

загрузку на разных уровнях засыпи, что значительно расширяет регулирование размещения материалов по радиусу печи. Для уве­ личения потока газов у стен центральный манипулятор поднимают в нерабочее положение, а периферийный опускают вниз (рис. 100, г, д). При загрузке шихты на верхнее кольцо манипулятора периферия быстрее освобождается от мелких фракций, а при загрузке на нижнее кольцо — медленнее. В зависимости от условий работы печи пери­ ферийный манипулятор можно опустить в промежуточное или в ниж­ нее рабочее положение. После восстановления оптимальных условий радиального распределения газового потока устройство переходит на нормальный режим работы. Из этого следует, что устройство рас­ считано на три режима работы: нормальный, при загруженном центре и при загруженной периферии печи. Возможен и типовой режим работы засыпного аппарата. В этом случае оба манипулятора подняты вверх и материалы ссыпаются с нижнего конуса, как обычно,

Таким образом, применение указанных манипуляторов позволяет иметь практически любое распределение материалов по радиусу

191.