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

ции, № 1260319, 1960 г., приоритет ФРГ от 23.05. 1959 г.). В данном загрузочном устройстве используется также тепловая и химическая энергия печных газов, что в значительной мере способствует увели­ чению производительности печи и снижению себестоимости выплав­ ляемого материала (рис. 148).

Питающий бункер такого устройства имеет кольцевой канал,

вкоторый через боковые патрубки поступает восстановительный газ.

Вэтот канал можно вводить жидкие, газообразные или твердые мате­ риалы, обладающие восстановительной способностью. Это увеличит

эффективность предварительного восстановления плавильных мате­ риалов. Преимуществом загрузочного устройства является также надежная герметизация печного пространства с помощью конусного газового затвора. Для мощных электропечей можно применять двой­ ной конусный затвор с транспортерной подачей сырых материалов.

В рассмотренном устройстве надо учитывать возможность раз­ мягчения и спекания шихты в трубах. Однако современный уровень развития техники позволяет строго контролировать узкий темпера­ турный интервал, в котором будут интенсивно восстанавливаться окислы железа и окислы других элементов без их оплавления. Кроме того, трубы можно делать расширяющимися книзу под углом есте­ ственного откоса шихты, что значительно улучшит равномерность распределения материалов и газов в печном пространстве.

Наиболее важное значение герметизация плавильного простран­ ства имеет для вакуумных электродуговых печей. На рис. 149 по­ казана схема устройства вакуумной электропечи с нерасходуемым

274

электродом [281 ]. Загрузка компонентов шихты в нее осуществляется специальным питателем из бункера, находящегося под вакуумом. Представляет интерес аппарат для загрузки вакуумной печи, пред­ ложенный в США (пат. США, № 2733912, 1956 г.). В нем бункер

сшихтой отделяется от плавильного пространства двойным газовым затвором. Верхний газовый затвор состоит из шарообразного кла­ пана, а нижний — из обычно применяемого питателя с герметизирую­ щим устройством. Шихта в верхнем бункере удерживается дроссель­ ным клапаном, находящимся над верхним газовым затвором. Бункер

сшихтой не находится под разрежением, поэтому для создания не­ обходимого вакуума требуется меньший расход энергии. Это осо­ бенно важно при переплаве больших слитков.

Загрузочные устройства ватержакетов

Для выплавки меди из богатых сульфидных руд, агломерата, брикетов, вторичных цветных металлов и другой кусковой шихты применяют шахтные печи прямоугольного сечения (ватержакеты). Выплавку меди из мелких концентратов ведут в отражательных пе­ чах. Если сравнивать отражательную и шахтную печи, то по произ­

Рнс. 150. Схемы загруз­ ки ватержакетов для по-

лупирнтной (я) и иприт­ ной (б) плавок;

пространство; 6 — верх­ ний конус; 7 — прием­ ная воронка

водительности, использованию тепла и десульфурации шахтная печь значительно эффективнее. Следовательно, использование ватержаке­ тов в медеплавильной промышленности перспективно.

Ватержакеты, как и все шахтные печи, работают по принципу противотока, поэтому подготовка шихтовых материалов и распре­ деление их в плавильном пространстве в значительной мере влияют на результаты работы. Наиболее часто применяемая система за­ грузки ватержакетов показана на рис. 150, а. Шихту загружают в ва­ гонетки послойно в определенном количестве и последовательности и подают составами по 6—8 штук на колошник, где выгружают в за­ грузочные окна печей. Герметизируют печи подвесными дверцами, которые открываются под действием силы тяжести руды. Иногда устанавливают дополнительные наружные футерованные за­ слонки, поднимающиеся с помощью противовесов или сжатого воздуха.

Для медно-серной плавки 1 применяют двухконусный засыпной аппарат (рис. 150, б), исключающий подсос воздуха и разубоживанне газов. К приемным воронкам шихту подают вагонетками или лен­ точным транспортером с послойной загрузкой материалов.

Для обеспечения постоянного воздушного режима плавки необ­ ходимо поддерживать уровень заполнения печи шихтой на 0,5—10 м ниже загрузочных плит. Работа печи с более низким уровнем за­ грузки приводит к горению кокса в верхних зонах, отчего у фурм из-за недостатка тепла образуются настыли, уменьшающие площадь поперечного сечения печи и ухудшающие сход шихтовых материалов. Кроме того, повышается температура отходящих газов, а степень ис­

целесообразно загрузку ватержакетов производить засыпным

и загрузочной тележки, перемещающейся вдоль приемной воронки желоба. Распределительный щит разделяет нижнюю воронку на два бункера и является одновременно газовым затвором. При ссыпании шихты из приемной воронки на одну из полок щита центр тяжести щита сместится и он займет одно из рабочих положений. Материалы попадут сначала на стенку нижней воронки, а затем на распредели­ тельную гребенку. В зависимости от угла наклона и длины гребенки шихта распределится на различном расстоянии от стен колошника. Таким образом, гребенка служит для регулирования сегрегации ма­ териалов по окружности во время ссыпания их из нижней воронки.

Загрузочное устройство А. А. Чертищева непригодно для за­ грузки печей круглого сечения, но его можно применять для всех

1 Плавка, при которой печные газы подвергают дополнительной обработке угле­

родом с целью извлечения серы в элементарном виде.

276

низкошахтных печей прямоугольного сечения, имеющих незначи­ тельное давление газа на колошнике. При этом можно улучшить качество распределения путем-принудительного перераспределения шихтовых материалов по отсекам полок качающегося щита и до­ полнительной гребенки. Потери колошникового газа в атмосферу в момент качания щита останутся, но они будут меньшими по сравне­ нию с потерями при загрузке материалов через открытые загрузоч­ ные окна (в том числе, и окна, закрытые заслонками). Недостатком аппарата А. А. Чертищева, кроме потерь газа в атмосферу во время качания щита, является неконтролируемое количество материалов

вподаче, так как на их массу будет влиять состояние трущихся ча­ стей щита. Поэтому целесообразнее перекидку щита осуществлять принудительно, с помощью электропривода, что позволит загружать шихту определенной массы и в заданном соотношении. Движение загрузочной тележки вдоль фронта печи можно запрограммировать и управлять газовым потоком по окружности. Это позволит еще более улучшить ход печи и показатели ее работы.

Идея использования доски, качающейся под действием определен­ ного веса шихты, может быть с успехом применена при транспортер­ ной загрузке сырых материалов для подачи определенных их порций

вразличных направлениях (например, для загрузки нескольких

печей).

В качестве загрузочных устройств ватержакетов можно приме­ нять и. другие, рассмотренные ранее конструкции, предназначенные для загрузки низкошахтных печей прямоугольного сечения.

Г л а в а. 9.

ЗАГРУЗОЧНЫЕ УСТРОЙСТВА ВАГРАНОК

ИОБЖИГОВЫХ ПЕЧЕЙ

Вчугунолитейном производстве основным плавильным агрегатом является вагранка, получившая более или менее законченное кон­ структивное оформление в конце XVIII в. Первоначально она пред­ ставляла собой уменьшенную и упрощенную копию доменной печи. Поэтому при ведении ваграночной плавки старались копировать до­ менный процесс. Открытие благотворного влияния перегрева чугуна на его механические свойства, более глубокое изучение влияния от­

дельных составляющих чугуна на его структуру и механические качества по-новому поставили проблему плавки чугуна в вагранке. Из теплотехнического агрегата вагранка постепенно превратилась в металлургическую шахтную печь. Умение выплавлять чугун требуемого химического состава и определенных механических свойств является наиболее важной частью ваграночного процесса.

Для получения перегретого чугуна в настоящее время разрабо­ таны соответствующая технология с оптимальным количеством дутья, а также конструкции вагранок с подогревом дутья, вдуванием при­ родного газа, обогащением дутья кислородом и т. д. Не последнюю

277

роль при этом играет развитие конструкций загрузочных устройств вагранок.

Желание использовать тепло ваграночных газов и значительное увеличение их мощности привели к созданию закрытых вагранок. Это, в свою очередь, предопределило дальнейшее развитие и совер­ шенствование загрузочных устройств. Ниже будут рассмотрены кон­ струкции загрузочных устройств вагранок, а также шахтных печей для переплава вторичного металлургического сырья и различных обжиговых (шахтных) печей.

Загрузочные устройства вагранок открытого типа

В вагранках открытого типа колошниковый газ дожигают в искро­ гасителях и затем выпускают в атмосферу. Необходимость искрогаси­ теля в верхней части печи предопределила боковую загрузку вагра­ нок открытого типа. Такая загрузка усложняет получение рацио­ нального распределения материалов и газов по окружности и радиусу вагранки, а также условия герметизации плавильного пространства, что приводит к загрязнению окружающей воздушной среды. По этой причине в загрузочном отверстии стали устанавливать наклонную плиту (так называемый «склиз»), чтобы шихтовые материалы попадали в центр вагранки. Благодаря такому устройству предполагалось полностью исключить перекос в размещении шихты по окружности колошника и значительно снизить износ огнеупорной кладки от уда­ ров шихты о стенки вагранки. Однако полного выравнивания в рас­ пределении материалов по горизонтальным и поперечным сечениям вагранки не получилось. Для устранения загазованности окружаю­ щей атмосферы в соответствии с действующими правилами охраны труда и техники безопасности в литейных цехах завалочные окна вагранок оборудовали заслонками.

С увеличением мощности вагранок потребовалась коренная рекон­ струкция всей линии шнхтоподачи и загрузочного устройства. В оте­ чественной технической литературе широко представлены работы по механизации набора, дозирования и автоматизации системы шихтоподачи. Поэтому указанные вопросы будут рассмотрены схе­ матично в той мере, в какой это относится к собственно загрузочному устройству самой вагранки и качеству распределения в шахтной печи материалов и газов.

Для вагранок средней мощности обычно применяют бадьевую загрузку. Бадью в вагранку подают специальными монорельсовыми тележками, шаржирными кранами или подъемниками по наклонным мостам различной конфигурации. Монорельсовые тележки и краны хотя еще и применяются на многих заводах, но неперспективны, так как не дают возможности полной автоматизации и имеют малую производительность. Поэтому во всех строящихся литейных цехах, а также при реконструкции старых устанавливаются бадьевые или скиповые подъемники. Такая загрузка по сравнению с монорельсо­ выми тележками и шаржирными кранами имеет существенные пре­ имущества: простоту конструкции подъемника, полуавтоматический

278