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

набора всей подачи диск опускается на 400—500 мм и начинает быстро вращаться (от электропривода). При нормальной работе печи диск вращается сначала равномерно-ускоренно, а затем равномерно­ замедленно. При нарушении хода печи скорость его вращения под­ бирается соответствующей и шихта будет ложиться концентриче­ ским кольцом на заданном расстоянии от защитных плит колошника. Если направляющую конусообразную воронку подвешивать шар­ нирно к куполу печи, то путем ее смещения относительно оси колош­ ника можно до некоторой степени дифференцировать загрузку шихты (авт. свид. СССР, № 191591, 1964 г.). Для ликвидации ярко выражен­ ного «канального хода» печи воронку смещают гидродомкратами относительно оси диска в заданном направлении.

Диапазон радиального распределения шихты быстровращающимся диском значительно расширяется, если под диском поместить коническую воронку (авт. свид. СССР, № 223829, 1967 г.). При остановленном диске и отсутствии центробежных сил материалы будут ссыпаться через коническую воронку-юбку (рис. 125, б) в центральную часть печи. Если воронку закрепить на отдельной штанге и с помощью балансира опускать и поднимать на различную высоту, то шихтовые материалы можно размещать концентрическими кольцами на различном расстоянии от оси печи. Это еще, более расширит возможности регулирования газового потока по верти­ кальным и горизонтальным плоскостям сечения доменной печи. Наличие газовых затворов в виде быстросменяемых тарельчатых клапанов указывает на то, что в этом засыпном устройстве решены вопросы стойкости оборудования, т. е. вопросы распределения шихты и стойкости засыпного аппарата (как и в конструкции Челя­ бинского металлургического завода) решены комплексно.

Исследования на модели в натуральную величину показали, что степень неравномерности распределения материалов по окружности

а по количеству фракции <10 мм—4,7%. Следовательно, можно считать, в своем проектном режиме этот аппарат обеспечивает до­ статочно равномерное распределение материалов по окружности печи [271 ].

К основным недостаткам этого распределителя следует отнести значительное и не контролируемое перераспределение материалов газовым потоком во время их ссыпания тонким слоем с вращающе­ гося диска, значительное нарушение в распределении материалов и газов даже при малейшем децентрировании диска, а также слож­ ность конструкции и эксплуатации механизмов опускания и вра­ щения его.

Засыпные герметичные устройства

Сложность длительной герметизации загрузочных устройств до­ менных и других шахтных печей существующими типовыми кон­ струкциями засыпных аппаратов и возросшие технические возмож­

230

ности промышленности явились причиной возникновения новых идей загрузки сыпучих материалов при полной изоляции печного пространства.

В 1956 г. в Советском Союзе предложен питатель для герметич­ ных аппаратов, в том числе и для шахтных печей (авт. свид. СССР, № 111126, 1956 г.). Такой питатель с полым корпусом и вращаю­ щимся в нем порционером, по мнению создателей, обеспечивая пол-

Рис. 126. Схема последовательности заполнения порднонера сыпучими мате­ риалами

ную герметичность загружаемого агрегата, исключает возможность дробления или кострения материалов. Его особенностью является порционер, имеющий вид незамкнутого пружинящего цилиндра со щелью для пропускания материалов во время вращения, и карман, расположенный на корпусе со стороны поступления материала. Наличие такого кармана в значительной мере уменьшает дробление или заклинивание шихты между кромками порционера и корпусом питателя.

Схема последовательности заполнения порционера шихтой (iа — г) представлена на рис. 126. Вращение порционера осуще­ ствляется электроприводом, расположенным у его торцовой стенки. Предполагается, что при вращении порционера герметичность не

231

нарушится, так как стенка всегда будет закрывать отверстие или для загрузки или для выгрузки шихты. Уплотнение достигается пружинящим действием порционера.

Однако, по мнению автора, такое устройство неприменимо для загрузки доменных печей, работающих с высоким давлением газа на колошнике, так как не обеспечит при вращении цилиндра боль­ шого диаметра такой герметичности, которая полностью исклю­ чила бы переток газа. Образование даже незначительных пропусков газа приведет к быстрому абразивному износу конструкции; поло­ жение усложняется еще и тем, что аппарат находится в зоне высоких

Рис. 127. Загрузочно-дози- рующее устройство конст­ рукции В. И. Козлова:

1 — корпус; 2 — малый пор­ шень; 3 — загрузочная во­ ронка; 4 — большой пор­ шень; 5 — фиксатор; 6 — шток; 7 — контргруз с бло­ ком и канатом; 8 — саль­ никовое уплотнение; 9 — разгрузочная воронка

температур и смазка его будет выгорать. По этой же причине невоз­ можно применение сальникового уплотнения. Кроме того, шихта поступает в центральную часть печи, что противоречит основным принципам оптимального распределения материалов по ее радиусу.

Иную конструкцию загрузочно-дозирующего устройства пред­ ложил В. И. Козлов (авт. свид. СССР, № 136050, 1960 г.). Оно со­ стоит из цилиндрического корпуса, внутри которого имеются два последовательно расположенных поршня, а также загрузочное и разгрузочное окна. Один поршень закреплен на штоке неподвижно, а другой подвижно и связан гибким тросом с противовесом (рис. 127).

Принцип работы устройства заключается в следующем: через верхнее загрузочное отверстие межпоршневое пространство запол­ няют шихтой. Затем включают электропривод, и шток вместе с порш­ нями и порцией материала движется к разгрузочной воронке. В край­ нем положении оба поршня останавливаются, а транспортируемый материал проваливается в рабочее пространство печи. Большой поршень в этом положении фиксируется электромагнитным стопо­ ром, поэтому при движении штока назад сначала движется только малый поршень и вытесняет газ из межпоршневого пространства обратно в печь. При соприкосновении малого поршня с большим электромагнитный стопор выключается и оба поршня идут назад совместно. В крайнем заднем положении шток вместе с малым порш­ нем останавливается у передней стенки загрузочного отверстия, а большой поршень продолжает двигаться под действием контр­ груза.

232

Такой загрузочно-дозирующий питатель обладает тем же недо­ статком, что и рассмотренный выше порционер. Однако герметич­ ность в нем более надежна, так как торцовые стенки дозатора сплош­ ные, а горизонтально-движущнйся поршень герметизировать легче, чем поворачиваемый в корпусе цилиндр-порционер. В этом устрой­ стве шихтовые материалы также поступают в центральную часть доменной печи, что не соответствует основным правилам рациональ­ ного размещения шихты по радиусу колошника.

Внастоящее время оба дозатора могут найти применение при загрузке таких агрегатов, давление газа в которых сравнительно низкое, а температура в районе за­ грузки не слишком высокая.

ВФРГ для шахтных печей пред­

терны те же недостатки, что и для рассмотренных ранее конструкций. В США предложено непрерывное загрузочное устройство (пат.

США, № 3198628, 1961 г.), в котором газовым затвором является противодавление чистого газа, нагнетаемого специальным насосом (рис. 128). Загрузка доменной печи предусматривается следующим образом. Очищенный колошниковый газ нагнетающим насосом соз­ дает в свободном отверстии давление, превышающее давление газа на колошнике. Затем открывается отсечной шибер и включается шне­ ковый питатель. Загрузка идет непрерывно и отсечной шибер закры­ вают только в случае непредвиденных остановок печи. Предпола­ гается, что материалы в шнековом питателе будут довольно плотно закрывать тракт перемещения шихты и подсоса воздуха в нем не будет. Рассматриваются и другие схемы подачи материалов к загру­ зочному отверстию.

Преимуществом такой непрерывной загрузки является высокая производительность, простота устройства и эксплуатации, компакт­

233

ность механизмов и высокая их стойкость. Основным недостатком, очевидно, следует считать неполную герметизацию устройства по­ током ссыпающихся материалов, особенно при повышенном давлении газа на колошнике. Неудачной следует считать также и схему подачи шихты в центральную часть печи. Целесообразно расширяющуюся

в шнековом питателе материалы будут сильно измельчаться и по­ этому целесообразно заменить конструкцию тракта подачи шихты.

бункера понижающего давления, где благодаря сопротивлению слоя шихтовых материалов давление газа, равное давлению на колошнике, понижается до атмосферного давления. Бункер смонтирован на куполе печи выше газоотводов. Над ним предусмотрен еще один бункер сложной формы, переходящий затем в две приемные воронки. Горловина нижней части фасонного бункера может перекрываться ромбовидной пробкой, подвешенной на специальной штанге.

Остаток колошниковых газов из бункера понижающего давле­ ния отводится через специальные газопроводы. В приемные воронки шихта поступает с транспортерной ленты. Кольцеобразная горло­ вина бункера понижающего давления имеет конусообразные напра­ вляющие под углом 60° к горизонтальной плоскости для обеспече­ ния равномерности потока ссыпающейся из бункера шихты.

Это засыпное устройство имеет целый ряд существенных недо­ статков. Несмотря на утверждение автора изобретения, окружной газовый поток, по-видимому, будет весьма неравномерным вплоть до образования «канального» хода. Кроме того, при повышенном давлении газа на колошнике надежная герметичность устройства весьма сомнительна. Большим недостатком является также полное

отсутствие возможности регулирования газового потока по радиусупечи.

В последнее время во многих странах, в том числе и в СССР, испытывают загрузочные устройства доменных печей без вращаю­ щихся распределителей шихты и с тарельчатыми клапанами, выпол­ няющими функции газовых затворов. Распределителями шихты служат узкие воронки или сужающиеся к центру конические воронки.

234

На рис. 129 показана схема распределения материалов на нижнем конусе с использованием высоких воронок (а, б) и сужающейся воронки (в, г). Наиболее равномерное распределение шихтовых материалов по окружности печи получается в случае применения сужающейся воронки (рис. 129, в), через которую материалы пол­ ностью пересыпаются на нижний конус [247].

По мнению автора, даже при хорошо подготовленной шихте отсутствие регулярного перераспределения материалов по окруж­ ности доменной печи вызовет перерасход кокса, что не может ком­ пенсироваться простотой изготовления засыпного устройства и обслуживания его в процессе эксплуатации.

Г л а в а 7

ЗАСЫПНОЕ УСТРОЙСТВО С ДВУМЯ БОЛЬШИМИ КОНУСАМИ

И МНОГОРЕЖИМНЫМ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЕМ ШИХТЫ

Устройство и принцип работы засыпного аппарата

В 1958 г. на Ждановском металлургическом заводе им. Ильича было предложено новое засыпное устройство, состоящее из засып­ ного аппарата с двумя большими конусами и многорежимного ра­ спределителя шихты. (В. П. Тарасов. Авт. свид. СССР, № 122756, 1958 г.; № 153282, 1958 г.; № 132652, 1960 г.).

Схема этого засыпного устройства показана на рис. 130. Его нижний конус со штангой и чашей, а также газовый затвор и опор­ ное колошниковое кольцо имеют обычную типовую конструкцию с некоторым изменением геометрических размеров. Размеры верх­ него конуса и нижней чаши рассчитаны таким образом, чтобы ссы­ пающиеся с него материалы попадали на стык чаши с нижним ко­ нусом. Для удобства монтажа штанга нижнего конуса сделана разъ­ емной. Обе ее половины соединяются с помощью специальной втулки и клиньев, наподобие крепления штанги с большим конусом. Это упростило замену засыпного аппарата во время ремонтов III раз­ ряда, а также позволило изготовлять вращающуюся воронку цель­ ной. Верхний конус засыпного устройства имеет такую же конструк­ цию, как и большой конус типового засыпного аппарата. Конус жесткости выполнен толстостенным и гладким, что позволило отка­ заться от защитного кожуха. Для уменьшения износа вся поверх­ ность верхнего конуса наплавлена твердым сплавом. В нижней его части, как и в типовой конструкции, установлена направляю­ щая бронзовая втулка, удерживаемая в рабочем положении разъ­ емным корпусом. Для предотвращения продувов газа между разъ­ емным корпусом и конусом предусмотрено асбестовое уплотнение.

Увеличение размеров верхнего конуса и набор на него полной подачи материалов вызвало опасение о надежности резьбового (ти­ пового) соединения его со штангой. Поэтому, в рассматриваемом устройстве верхний конус соединен с полой штангой при помощи

235