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

но при соответствующем подборе диаметров среднего и внешнего колец возможно получение достаточно удовлетворительного газорас­ пределения по радиусу шахты. Его недостатками являются низкая герметичность, особенно в момент ссыпания материалов в печь, и нахождение механизмов в зоне высоких температур. Это в значи­ тельной мере усложняет эксплуатацию загрузочного устройства.

Оптимального газораспределения в печи можно добиваться и ра­ циональным размещением дутьевых фурм или газовых горелок. Так, в США применили два ряда водоохлаждаемых брусьев с горел-

Рис. 164. Профиль поверхности засыпн в шпхте прямоугольной печи:

/ — середина печи: 2 — правая сторона: 3 — левая сторона печи (со стороны скипа)

нами, расположенными в шахматном порядке и обеспечивающими равномерную подачу топлива по всему сечению шахты [289]. Благодаря этому производительность печи увеличилась в три раза п повысилось качество обожженной извести, что особенно важно для конвертер­ ного производства [290].

Кроме круглых печей, для обжига известняка и доломита исполь­ зуют щелевые шахтные печи. Загружают их обычно по схеме, пред­ ставленной на рис. 146. Профиль поверхности материалов в печи на уровне засыпи показан на рис. 164, из которого видно, что имеется их перекос от правой стороны к левой. Кроме того, в центральной части печи находится воронка глубиной ~1000 мм, несколько боль­ шая глубина засыпи была и у торцовых стен [291 ].

Следует отметить, что, несмотря на почти равномерный сход шихты по сечению шахты в этих печах и большую высоту столба обжигаемого материала, полного выравнивания полей состава газов по отдельным сечениям шахты (даже на уровне засыпи) не происходит. Из этого следует, что достижение равномерного газораспределения

294

в печи только путем распределения материалов в прямоугольных печах весьма сложно. Лучшие результаты дает загрузочное устрой­ ство конструкции А. А. Чертищева (см. рис. 151), которое больше других устраняет рельефную неравномерность.

Большое влияние на газораспределение оказывают способы под­ вода горючих газов в нижней части печи и отвода использованных га­ зов в верхней части шахты. Так, имеется предложение в разделитель­ ных стенках печей прямоугольного сечения устанавливать в не­ сколько рядов специальные отверстия, соединенные с общей камерой горения (авт. свид. СССР, № 172225, 1964 г.). Использованный газ в верхней части шахты целесообразно отводить по центру печи через несколько газоотводов. Это позволит значительно улучшить каче­ ство обжига известняка при одновременном увеличении производи­ тельности печей.

Шахтные печи с успехом применяют и для обжига сидеритов. Было установлено, что наиболее экономичный обжиг сидеритов по­ лучается при конвейерной системе подачи и выдаче материалов из печи. Так, продольное расположение конвейера с перемещением тележки (воронки) вдоль печи позволяет получать вполне равномер­ ное (по крупности) распределение материалов по ее длине. Однако при этом следует также обращать внимание как на сегрегацию мате­ риалов в поперечном сечении печи [292], так и на улучшение герме­ тичности воронки. Конструктивно это решается сравнительно просто.

Представляет интерес конструкция шахтной каскадной печи в США [293]. Руда в нее для магнетизирующего обжига загружается через две концентрические воронки. Предварительно руда проходит грохочение до крупности 20—6 мм, а затем ее подают на периферию печи навстречу газам, выходящим из топочного пространства. Газы через систему направляющих каналов из жароупорной хромоникеле­ вой стали интенсивно нагревают руду, что позволяет сократить зону нагрева в несколько раз по сравнению с обычными печами.

Более мелкую руду (6—0 мм) подают по течкам, расположенным по оси печи, в пространство с уже нагретой до 700° крупной рудой. Мелкая руда, нагреваясь, снижает температуру в восстановительной зоне до 370—590° С. Влажность мелкой руды должна быть постоян­ ной, а ее количество не должно превышать 30% от массы крупной руды, иначе крупную руду надо нагревать до температуры выше 750° С (при этом выходят из строя металлические каналы). Объем рабочего пространства печи составляет 23 м3, а производительность 250 т/сут при расходе тепла около 3,9—4,4% условного топлива от массы обожженной руды.

Из опыта эксплуатации обжиговых печей известно, что шахтные печи в теплотехническом отношении являются наиболее совершен­ ными и требуют меньших капиталовложений, чем другие. Удельный расход условного топлива в них составляет 3,5—4,5% от массы обо­ жженной руды, но удельная производительность не превышает 5— 10 т/(м3-сут). Увеличение же диаметра печи ухудшает радиальное газораспределение и приводит к неровному сходу шихты, следствием чего является некачественный обжиг.

295

Дальнейшая интенсификация процесса обжига в шахтных печах заключается в использовании повышенных скоростей движения газов в рабочем пространстве печи, что приводит к увеличению коэффи­ циента теплопередачи и уменьшению времени нагрева руды [293]. При магнетизирующем обжиге увеличение скорости газа способствует сокращению времени восстановления, но до определенного предела,

Рнс. 165. Шахтная печь для обжига материа­ лов в кипящем слое:

после которого дальнейшее увеличение перестает влиять на ход воестановления [2, 4, 55 и др.]. Для загрузки шахтных обжиговых печей применяют поворотные лотковые загрузочные устройства [294 ]. Однако в литературе об этом имеется мало сведений.

Шахтные обжиговые печи с кипящим слоем загружают при по­ мощи устройства, состоящего из питающих труб и воронок с кону­ сами (авт. свид. СССР, № 141798, 1961 г.). Верхним газовым затво­ ром в нем является общий колпак, соединенный газоотводом с цикло­ ном для улавливания колошниковой пыли (рис. 165). Применяют и другие схемы загрузки и выгрузки шихтовых материалов в шахтную печь с кипящим слоем. Одна из них, представленная на рис. 166, состоит из приемных бункеров, воронки-весов, скипового подъем­

296

ника и засыпного аппарата Парри. Разгрузочное устройство также выполнено по схеме воронка-конус [295].

Вследствие большой производительности и высокого качества обжига шахтные печи с кипящим слоем получают широкое распро­ странение. В частности, намечается реконструировать некоторые обжиговые шахтные печи обычной конструкции в печи с кипящим слоем. При сравнительно небольших затратах можно значительно увеличить производство извести с одновременным улучшением ее качества. Как видно из табл. 35 [295], себестоимость извести, полу­ ченной в печах с кипящим слоем на Макеевском металлургическом заводе, примерно равна себестоимости извести, получаемой в шахт­ ных печах.

Т а б л и ц а 35

Технико-экономические показатели различных печей для обжига известняка

**Макеевский металлургический завод.

**Стоимость комплекса сооружений без внешних сетей.

*3 Стоимость установленного оборудования. ** С учетом стоимости зданий н сооружений.

Если вместо трехзонной печи применить четырехзонную, то обжиг извести будет в среднем дешевле на 12%, чем в шахтных печах, и на 16%, чем во вращающихся печах. При этом капитальные затраты на строительство печей с кипящим слоем ниже, а качество обжига зна­ чительно выше.

Следует, однако, учитывать, что в настоящее время освоен обжиг в кипящем слое сравнительно мелких фракций известняка. Время обжига известняка т в зависимости от степени обжига р можно опре­

297

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Материалы XXIV съезда КПСС. М., Госполитиздат, 1972. 320 с.

2.К р а с а в ц е в Н. И., С е р о в с к и й И. А. Очерки по металлургии чугуна. М., Металлургиздат, 1947. 491 с. с ил.

3.Н о в о с п а с с к и и А. Ф. Современная доменная печь. М., Металлургиздат, 1950. 394 с. с ил.

8 . 3 е н к о в Р. Л., П е т р о в М. М. Конвейеры большой мощности. М., «Ма­

шиностроение», 1964. 428 с. с ил.

9. В е s t С. Н., G г е a v е s М. I. — «Steel Int.», 1970, v. 6 , № 3, р. 120—129.

[Экспресс-информация. Черная металлургия, 1970, № 36, реф. 157—160, с. 7 -8 ].

12.Л е о н и д о в Н. К- Сооружения и оборудование доменных цехов. М., Ме­ таллургиздат, 1955. 400 с. с ил.

13.Е ф и м е н к о Г. Г., Г и м м е л ь ф а р б А. А., Л е в ч е н к о В. Е. Метал­ лургия чугуна. Киев, Изд-во «Вшца школа», 1970. 487 с. с ил.

19.Н а з а р о в И. С. Основы теории промышленных печей. Ч. 1. Свердловск— Москва, Металлургиздат, 1941. 311 с. сил.

20.Ч е р н о в Н. Н., Т ы л к и и М. А., К о р д а б н е в И. Л. Засыпное устрой­ ство доменных печей. М., Металлургиздат, 1962. 240 с. с ил.

21.О с т р о у х о в М. Я-, Т и м о ф е е в И. Г. Служба засыпных аппаратов до­

299