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

Мечи как в количественном, так и в качественном отношениях. Хотя усложнение конструкции загрузочного устройства нежелательно, но учитывая его большие технологические возможности (значительное повышение производства чугуна при одновременном снижении рас­ хода кокса), применение центрального и периферийного манипулято­ ров весьма целесообразно, особенно в случае автоматического регу­ лирования распределением материалов и газов по радиусу доменной печи.

Увеличение стойкости засыпных аппаратов

Как уже отмечалось, с повышением давления газа на колошнике стойкость засыпных аппаратов резко снизилась и были рассмотрены различные конструктивные изменения нижних конуса и чаши с целью увеличения срока их службы. В настоящей главе рассматриваются новые конструкции засыпных устройств, устойчивые в условиях ра­

стойкости 5,3 мес. Для предотвращения смещения балансира малого конуса при обрезке контактных колец между гайкой тяги и тра­ версой штанги устанавливали регулировочные шайбы. (Д. А. Сторбжик, С. А. Резниченко и А. И. Дикалов. Авт. свид. СССР, № 135498, 1960 г.).

Третий и четвертый трехконусные засыпные аппараты простояли соответственно 24,8 и 20,5 мес. Для замены контактных колец про­ стои печи за это время составили 97,4 и 89 ч соответственно. Следова­ тельно, общие простои доменной печи с трехконусным аппаратом несколько больше, чем простои печи при замене аппаратов обычной конструкции. Однако следует учитывать некоторую экономию средств на стоимости сменного оборудования. Кроме потерь в производстве

192

чугуна (вследствие больших простоев), имеют место потери произ* водительности печи из-за дополнительного измельчения агломерата и кокса, высота падения которых увеличивается на 5—6 м по сравне­ нию с типовой конструкцией.„Потери в этом случае оказались намного больше, чем потери чугуна из-за простоев на смене дополнительных контактных колец и ремонтах III разряда.

Несмотря на последующее уменьшение высоты трехконусного аппарата (вариант Гипростали), его эксплуатация не дала положи­ тельного эффекта.

На металлургическом заводе им. Дзержинского в трехконусном аппарате в качестве второго малого конуса использовали промежу­ точную быстровращающуюся воронку (Г. Г. Орешкин, В. К. Чайка, В. И. Сивак, И. Л. Кордабнев. Авт. свид. СССР, № 113490, 1957 г.). Это позволило не увеличивать габариты колошникового устройства обычной конструкции, а следовательно, и высоту падения материалов [236—238]. Однако двукратная эксплуатация этого аппарата на доменных печах заводане выявила существенных преимуществ по сравнению с обычными засыпными аппаратами.

Трехконусное засыпное устройство испытывали также в Японии и в США [239—242]. На американском заводе в Дукейне верхний малый конус устройства мог вращаться совместно с воронкой и нахо­ дящимися в ней материалами на заданный угол. Воронка, кроме того, могла вращаться самостоятельно во время высыпания материалов из скипа. Наибольшему износу был подвержен промежуточный конус. Хотя сведений о простоях печи нет, существенного увеличения стой­ кости такого аппарата, очевидно, получить не удалось, так как трех­ конусные аппараты в США не получили дальнейшего распростране­ ния.

В Японии оба малых конуса сделаны стационарными, а материалы распределялись быстровращающейся воронкой и расположенной под ней распределительной плитой. По имеющимся сведениям, такие аппараты с тремя конусами работали более удовлетворительно, но и они достаточной стойкости не показали.

На основании изложенного можно считать, что трехконусные за­ сыпные аппараты не решают проблемы стойкости при работе печи

сповышенным давлением газа на колошнике.

Вмашиностроительной промышленности при изготовлении за­ сыпных аппаратов имелись затруднения при шлифовке наплавлен­ ных твердым сплавом контактных поверхностей конуса и чаши с точ­ ностью, допускающей зазоры между ними не более 0,03 мм. До изго­ товления «гибких» чаш такая плотность прилегания обычно не дости­ галась. Это побудило рационализаторов как в Советском Союзе [243, 244], так и за рубежом [225, 245] делать нижние конусы и во­

ронки небольших размеров (авт. свид. СССР, № 123980, 1959 г.).

Впредложении Н. С. Щиренко [243] при этом использована идея

онаборе на верхний конус полной подачи, состоящей из двух и более

скипов (авт. свид. СССР, № 153282, 1958 г.). Засыпное устройство с двумя малыми конусами было предложено и работниками Жда­ новского металлургического завода им. Ильича. (И. В. Котельни-

ков, Ю. Г. Моисеев, А. М. Экзархо. Авт. свид. СССР, № 168737, 1963 г.). В их аппарате малый нижний конус совместно с воронкой можно менять отдельно. Распределитель шихты при этом не меняется, что позволяет при соответствующей подготовке производить ремонт III разряда за 10—12 ч.

По мнению автора, уменьшение размеров конусов и чаш не может повысить их стойкости, скорее наоборот, срок их службы уменьшится. Основной причиной продувов засыпных аппаратов, исключая случаи «кинжальных» продувов по трещинам наплавленного слоя, является появление неплотностей по линии контакта вследствие абразивного

истирания шихтой. Поэтому с умень­ шением диаметра конуса и чаши при прочих равных условиях через еди-

ницу контактной поверхности будет проходить большее количество шихтовых материалов и их абразивное воздействие будет возра­ стать. Появление неплотностей в местах стыка конуса с чашей по­ влечет за собой быстрый износ их стенок, независимо от величины диаметра. Известно также, что малые конусы выходят из строя бы­ стрее, чем большие, хотя работают в более благоприятных условиях [29, 62]. Следовательно, применение малых конусов для загрузки доменной печи, работающей с повышенным давлением газа на колош­ нике, очевидно, не сократит общего времени простоев на замену засыпных аппаратов.

В 1961 г. В. Ф. Басанцов и Н. Е. Дунаев предложили разделить приемную воронку на две половины, имеющие газозапирающие та­ рельчатые клапаны (авт. свид. СССР, № 294861, 1961 г.). Как видно из рис. 102, вращающаяся воронка типовой конструкции имеет два сальниковых уплотнения. Применение распределителя шихты с двойным газовым затвором освобождает большой конус от функции газового затвора, что будет способствовать значительному увеличе­ нию срока его службы. Замена тарельчатых клапанов менее трудоем­ кая работа по сравнению с заменой засыпного аппарата. Кроме того, можно предусмотреть для них мягкое уплотнение из силиконовой

194

резины или витона. Основным недостатком такого засыпного устрой­ ства является наличие двойного сальникового уплотнения вокруг вращающейся воронки, что в значительной мере усложнит эксплуата­ цию. Применение в засыпном устройстве в качестве газовых затворов клапанов было использовано также и в предложении Б. Н. Можумбера, Е. Ф. Вегмана и А. А. Вагина.

Засыпной аппарат с тарельчатыми клапанами над конусным за­ твором обычной конструкции был изготовлен и в Японии. Схема его устройства показана на рис. 103, а. Сужающаяся книзу воронка, расположена над малым конусом и находится внутри газового затвора. Клапаны имеют мягкое уплотнение из резины. Их тарелки в откры­ том положении выводятся из потока ссыпающейся шихты и не исти­ раются абразивными материалами. Штанга малого конуса в газовом затворе имеет уплотнение и футеровку защитными кольцами (пат. Японии, № 7809, 1965 г.). Существенным недостатком этого устройства оказалась его значительная высота. Поэтому той же фирмой был пред­ ложен другой вариант засыпного аппарата (пат. Японии, № 7808, 1965 г.), отличающийся от первого тем, что его нижний конус имеет две штанги, расположенные эксцентрично относительно оси печи. Это позволяет более равномерно распределять материалы по окруж­ ности. Кроме того, уплотнительный клапан установлен в отверстии конической воронки, что исключает необходимость в двух верхних газоуплотиительных воронках (рис. 103, б) и освобождает нижний конус от функции газового затвора. Этот аппарат прост по устройству, надежен в эксплуатации и, как показала практика работы на несколь­ ких доменных печах, дает достаточно устойчивое газораспределение в печи [245—247].

Следует иметь в виду, что использование засыпных аппаратов с тарельчатыми клапанами в качестве газовых затворов требует тщательной подготовки шихты с обязательной с;габилизацией агло­ мерата при двух-трехкратном отсеве мелочи. При малопрочном агло­ мерате или окатышах получается много мелочи, которая во время загрузки будет сегрегировать и приводить к образованию настылей, так как периодическое перераспределение материалов по окружности печи с такими аппаратами отсутствует.

Во Франции в качестве верхнего газового затвора применили клапан-крышку (пат. Франции, № 1240287, 1959 г.). Этот клапан (рис. 104) имеет мягкое уплотнение по конически скошенной поверх­ ности с верхней частью вращающейся воронки и сальнико-лабиринт­ ное уплотнение вокруг штанги. Для уплотнения вращающейся во­ ронки предусмотрен водяной затвор, если давление газа на колош­ нике невысокое. При работе доменной печи с высоким давлением газа на колошнике уплотнение воронки, имеющей большой диаметр, весьма затруднительно. Наиболее целесообразно в этом случае при­ менять комбинированное сальнико-водяное уплотнение.

Во время загрузки шихты, подаваемой транспортером, крышку поднимают и роль газового затвора выполняет нижний конус. После набора очередной подачи крышку опускают и плотно закры­ вают вращающуюся воронку; в пространстве между клапаном и ко­

нусом выравнивают давление газа, открывают нижние конусы и материалы ссыпаются в печь. Газовым затвором в это время служит клапан-крышка.

Преимуществом такого засыпного аппарата является уменьше­ ние числа перегрузок шихты до одной, небольшая высота падения материалов и общая простота устройства. Кроме того, контактная поверхность клапана-крышки не подвергается абразивному износу и поэтому ее стойкость высокая. К недостаткам аппарата следует отнести увеличение диаметра уплотнения вокруг вращающейся во-

ронки, что значительно снижает надежность герметизации, использование нижнего конуса в качестве газового затвора и необходимость значительных усилий для прижатия крышки-клапана, особенно при работе с повышенным давлением газа на колошнике.

Существует вариант такого устройства, в котором тарельчатый клапан открывается внутрь надконусного пространства, поэтому в закрытом положении он плотно прижимается к седлу избыточным давлением газа. Для этой же дели в электроприводе клапана преду­ смотрен контргруз. Нижним газовым затвором в нем также служит большой конус с чашей. Его плотное прилегание к чаше обеспечи­ вается соответствующей шлифовкой контактных поверхностей и двойной шарнирной подвеской к штанге, что улучшает центровку во время закрытия. Герметичность надконусного пространства обе­ спечивается сальнико-гидравлическим уплотнением вращающейся воронки с металлоконструкциями колошника и со стационарной крышкой, что является значительным недостатком конструкции. Однако равномерное распределение шихты по окружности печи и отсутствие абразивного износа контактной поверхности конуса-

196