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

высыпаемого из скипа материала всегда больше крупных фракций, чем в последующих. Таким образом, в первый момент из скипа высы­ пается небольшая порция крупных кусков, затем быстро (не более чем за 1 с) ссыпается основная масса материалов и в конце высыпается сравнительно небольшая их часть. При таком характере высыпания практически невозможно получить равномерное распределение ма­ териалов по окружности печи даже при вращении воронки со ско­ ростью 30 об/мин. Большая скорость вращения воронки практически неосуществима. Следовательно, быстровращающиеся распределители шихты должны иметь предварительное на­ копление шихтовых материалов во вра­ щающейся воронке с последующим равно­ мерным их ссыпанием. Время ссыпания должно быть достаточным для того, чтобы они легли по окружности большого ко­ нуса не менее чем четырьмя-пятью вит­

вращающимися воронками, не закрытыми конусами или односкатными днищами, неравномерность размещения материалов по окружности печи увеличивается. В этом случае положительного результата молено добиться прилеатием материалов центро­

беленой силой к стенкам воронки во время щейся воронки их ссыпания из скипа с последующим

медленным уменьшением скорости вращения распределителя для ссыпания материалов по всей окружности сразу.

При движении кусков шихты по наклонной поверхности вращаю­ щейся воронки на них действуют силы веса Р, центробежная сила Се, сила трения F и нормальная реакция стенки N (рис. 117). Проекти­ руя эти силы на оси абсцисс и ординат при равновесии, будем иметь

Сила трения пропорциональна нормальной реакции стенки и равна:

Подставляя в уравнение (155) значение Р из формулы (157),

217'

После соответствующих преобразований уравнение (162) примет следующий вид:

= яп/30 и решая уравнение (163) относительно скорости вращения п, получим

4, 11, 62]. Угол наклона образующей воронки составляет обычно 84—85°, а средний радиус равен 1,1—1,2 м. Угол трения для раз­ личных шихтовых материалов доменной плавки различен и колеб­ лется от 12 до 35°.

Из уравнения (164) можно определить наименьшую скорость вращения воронки, при которой все материалы будут прижиматься

Это выполнимо только для материалов с нулевой начальной ско­ ростью. В действительности же куски шихты при падении из скипа приобретают некоторую скорость, равную:

Где v0 — начальная скорость движения кусков материалов по

Следовательно, скорость вращения распределительной воронки, при которой основная масса материалов будет прижата центробеж­ ной силой к стенкам, должна быть несколько выше, чем полученная по формуле (164).

218

Быстровращающиеся распределители шихты применяют, как правило, при высоком уровне развития доменного производства, что само собою подразумевает и высокую степень подготовки ших­ товых материалов к доменной плавке. Однако в некоторых случаях быстровращающиеся распределители могут применяться для за­ грузки неподготовленных или агломерированных руд со значитель­ ным количеством мелочи. В таких случаях выбор режима работы

смешивании двух фракций с раз­ личным соотношением размеров кусков газопроницаемость слоя умень­

шается при добавлении более крупных кусков вплоть до содержания их в смеси в количестве 67%. При дальнейшем увеличении доли круп­ ной фракции объем пустот значительно возрастает. Наиболее силь­ ное различие в объеме пустот при смешивании двух фракций бывает в том случае, когда диаметр крупных кусков в 50 раз больше диа­ метра малых частиц. Если диаметры смешиваемых фракций разли­ чаются в 5—10 раз, то уменьшение пустот при их смешении выражено менее ярко. В случае же смешивания двух фракций, различающихся размером диаметров кусков в 2,0—2,5 раза, снижение газопрони­ цаемости весьма незначительно в любом количественном соотноше­ нии этих фракций.

Если смешиваются несколько фракций, то закономерности по­ нижения газопроницаемости слоя будут сложными. Но и в этом слу­

219

чае большее снижение газопроницаемости будет при большем раз­ личии частиц по своим размерам. Эффект от смешивания различных фракций в общем виде характеризуется кривой, представленной на рис. 118,6, которая наглядно показывает, что происходит в слое при смешивании крупных кусков с небольшими частицами.

Итак, при загрузке агломерата без отсева мелочи (содержание фракции 5—0 мм 20—30% от общего количества) или железной руды, содержащей 20—30% фракции 10—0 мм, нужно работать в режиме распределения по станциям. Ссыпаясь в кучу, агломерат и желез­ ная руда будут сегрегировать по крупности. В середине кучи будут располагаться преимущественно мелкие частицы, а по краям — бо­ лее крупные. И в том и в другом случае смесь слоя рудной части по­ дачи будет сдвигаться от критического соотношения, характери­ зующегося наименьшей газопроницаемостью.

Если содержание мелочи в агломерате и в железной руде ме­ нее 20%, то быстровращающийся распределитель шихты должен работать в режиме равномерного распределения, так как это будет способствовать улучшению условий для взвешивания мелких ча­ стичек в слое и повышению его газопроницаемости [135, 198—208, 214, 231 ]. При работе доменных печей с равномерным распределением материалов по окружности печи количество дутья повышается на

7—18% [62, 118, 214, 2601.

Последнее, что нужно учитывать при загрузке печи быстровращающимися распределителями, это радиальное размещение газового потока. Во время работы доменной печи с загруженной периферией периодическое смещение по окружности более проницаемой части шихты в воронке Мак-Ки создает как бы «отдушины» для прохода газа. Во время же равномерного размещения сырых материалов по окружности колошника таких «отдушин» нет и поэтому работа с за­ гружённой периферией менее желательна. Применение быстровращающихся распределителей шихты требует более тщательного рас­ пределения шихты по радиусу печи. Основное количество мелочи следует располагать в промежуточной зоне, а в центральной части печи и у стен размещать крупные фракции материала, причем в центре должен находиться преимущественно кокс, а у стен — кусочки руд­ ной составляющей шихты,

Быстровращающиеся воронки с закрытым днищем

Опыт работы быстровращающихся распределителей на отече- ' ственных металлургических заводах и за рубежом показал, что ско­ рость вращения воронки в условиях колошника не превышает 20— 22 об/мин, следовательно, материалы не прижимаются центробеж­ ной силой к ее стенкам. По этой причине воронку делают с закрытым днищем.

Начиная с 1948 г. в Днепропетровском металлургическом инсти­ туте под руководством проф. Н. С. Щиренко проводились исследова­ ния на моделях одно-, дву- и трехскатных быстровращающихся во­ ронок [264]. Наиболее удовлетворительные результаты распределе­

220