Бесконусные загрузочные устройства
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
. БЗУ С ЛОТКОВЫМ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЕМ
ШИХТЫ (№ 1)
. БЗУ С РАСПРЕДЕЛИТЕЛЕМ ШИХТЫ ТИПА
«ВОРОНКА - СКЛИЗ»
.1 Кольцевая загрузка
.2 Многокольцевая загрузка
.3 Веерная загрузка
.4 Секторная загрузка
.5 Точечная загрузка
. БЗУ С ЛОТКОВЫМ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЕМ
ШИХТЫ (№ 2)
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ВВЕДЕНИЕ
В бесконусных загрузочных устройствах (БЗУ)
технологические функции разделены между соответствующими его элементами [1],
что позволяет вынести газозапирающую часть ЗУ за пределы печного пространства
(при этом газозапирающие элементы выполняют в виде тарельчатых клапанов
небольшого диаметра) и расположить распределительную часть ЗУ непосредственно
над колошником печи. В этом случае полностью исключено контактирование клапанов
с потоком шихты в результате установки над ними шихтовых затворов, которые
выполняют также функцию регулирования расхода шихты.
Благодаря небольшим поперечным размерам клапанов
и затворов, шлюзование шихты осуществляется в двух параллельно расположенных
шихтовых трактах, что повышает пропускную способность БЗУ.
На рисунке 1 изображены наиболее известные
варианты распределителя шихты бесконусного устройства [2], обеспечивающие
регулирование в широких пределах распределения шихты по радиусу колошника,
равномерную укладку ее по окружности либо создание требуемой иногда окружной
неравномерности распределения.
Рисунок 1 - Принципиальные схемы распределителей
шихты безконусного загрузочного устройства:
- стационарная воронка; 2 - труба с круговым
качанием; 3 - вращающаяся воронка; 4 - наклонно-поворотный желоб; 5 - подвижная
воронка; 6 - вращающаяся воронка с боковым выгрузочным отверстием и тарельчатым
дозатором; 7 - стационарная течка; 8 - вращающаяся воронка с боковым
выгрузочным отверстием; 9 - вращающиеся лотки разной длины; 10 -вращающийся
конический склиз; 11 - вращающийся тарельчатый питатель
. БЗУ С ЛОТКОВЫМ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЕМ ШИХТЫ (№ 1)
Рисунок 2 - БЗУ фирмы «Поль Вюрт»
Подаваемые ленточным конвейером (скипом)
шихтовые материалы посредством передвижной воронки 1 с поворотными заслонками
направляются в один из двух параллельно расположенных шлюзовых накопительных
бункеров 3, оборудованных верхним 2 и нижним 5 газоуплотнительными тарельчатыми
клапанами с резиновым уплотнением, а также шихтовым затвором 4 секторного типа.
Последний служит для защиты нижнего клапана от истирания шихтой и регулирования
времени опорожнения бункера, который рассчитан на прием порции железорудного
материала или кокса. Для контроля за истечением материала из бункеров 3
предусмотрено непрерывное взвешивание их с помощью месдоз.
При загрузке одного бункера производится
выгрузка в печь материала из другого бункера через коническую воронку 6,
направляющую вертикальную течку 8 трубчатой формы и вращающийся относительно
оси печи распределительный лоток 10, угол наклона которого к горизонту может
изменяться, независимо от вращения, в пределах от 40 до 74 град. Наличие двух
указанных движений лотка позволяет вести селективную загрузку колошника,
регулировать в широком диапазоне распределение шихты по его радиусу и
окружности, укладывая каждую порцию одним или несколькими кольцами разного радиуса,
а также в заданные сектор или точку. Благодаря высыпанию в печь порции шихты за
6 - 10 оборотов лотка достигается равномерное окружное распределение ее.
Привод приемной воронки, газоуплотнительных
клапанов и шихтовых затворов - централизованный гидравлический. Поворот
заслонок рабочих органов, клапанов и затворов осуществляется от качающихся
гидроцилиндров. Лоток получает движения от установленного на куполе печи
электромеханического привода 9, кинематическая схема которого показана на
рисунке 3.
Рисунок 3 - Кинематическая схема привода
распределителя шихты БЗУ фирмы «Поль Вюрт»
Лоток 32 подвешен к валам 30, смонтированным во
вращающейся относительно оси печи гильзе 31, которая опирается на упорный
подшипник 20 и снабжена зубчатым венцом 18. При вращении гильзы 31 происходит
вращение лотка, а при повороте валов 30 - изменение угла его наклона. Внутри
гильзы 31 соосно с ней и печью расположена стационарная течка 21, направляющая
шихту на лоток.
Круговое движение лоток получает от
электродвигателя 5 через муфту 6, цилиндрические зубчатые передачи 7 - 8, 14 -
15 и 16 - 18. Качание лотку сообщается от электродвигателя 1 через муфту 2,
червячную передачу 3 - 4, цилиндрические зубчатые передачи 11 - 12, траверсу
13, вал 17 цилиндрические зубчатые передачи 19 - 23 и 24 - 25, червячные
передачи 26 - 27 и передачи 28 - 29, зубчатые сектора которых неподвижно сидят
на валах 30. В связи с равенством общих передаточных отношений передач 9 - 10,
10 - 11, 11 - 12, 19 - 23 (при заторможенной шестерне 12) и передач 1 - 15, 16
- 18 при вращении электродвигателя 5 зубчатые венцы 18 и 23 вращаются с
одинаковой частотой и лоток сохраняет свой угол наклона. При включении
электродвигателя 1 шестерня 12 начинает вращаться, что нарушает синхронность
вращения этих венцов; зубчатый венец 24 вращает шестерню 25, которая через
передачи 26 - 27 и 28 - 29 поворачивает валы 30. При этом происходит изменение
положения лотка в вертикальной плоскости.
Кольцевые зазоры (1 - 2 мм) между неподвижными и
вращающимися элементами привода лотка со стороны печного пространства
герметизированы за счет непрерывной подачи в корпус привода большого количества
(до 20 тыс. м3/ч) азота под давлением, превышающем давление колошникового газа.
Протекающий азот одновременно охлаждает детали привода, благодаря чему
поддерживается их температура на уровне, не превышающем 70 °С. Часть выходящего
в печь азота охлаждает лоток.
Между конической воронкой 6 (смотреть рисунок 2)
и приводом 9 установлено гидрофицированное отсечное устройство 7 с сильфонным
компенсатором, позволяющее герметично отделять от печи приемную и шлюзовую
части устройства для их ремонта и замены отдельных элементов, например, тарелей
газоуплотнительных клапанов.
Замена изношенного лотка 10 производится через
люк в куполе печи с помощью специального манипулятора. Каждый из бункеров 3
снабжен уравнительными (наполнительным и выпускным) клапанами.
Опыт эксплуатации загрузочных устройств с
вращающимся и качающимся распределительным желобом (фирмы «Поль Вюрт») показал,
что они позволяют гибко и оперативно управлять распределением материалов по
радиусу печи. В результате снижается удельный расход кокса на 3 - 4 % и
повышается производительность доменной печи на 2 - 3 %.
. БЗУ С РАСПРЕДЕЛИТЕЛЕМ ШИХТЫ ТИПА «ВОРОНКА -
СКЛИЗ»
На рисунке 4 показано БЗУ с распределителем
шихты типа «воронка - склиз», созданное ВНИИметмашем совместно с
производственным объединением (ПО) «Уралмаш».
Рисунок 4 - Принципиальная схема БЗУ конструкции
ВНИИметмаша - ПО «Уралмаш»
Устройство состоит из приемной воронки, двух
параллельных шихтовых трактов, распределителя шихты и основания,
смонтированного на опорном кольце купола печи и несущего шихтовые тракты и
распределитель.
Приемная воронка выполнена в виде установленного
на откатной рельсовой платформе 2 бункера 1 с двумя выгрузочными окнами,
закрываемыми тарельчатыми заслонками 3 с гидрореечными двух плунжерными
приводами (рисунок 5). Каждый шихтовый тракт содержит бункер 7 для накопления
порции шихты (в объеме одного или двух скипов), верхний 4 и нижний 9
тарельчатые газоуплотнительные клапаны, шихторегулирующий двухчелюстной затвор
8, отсечное шиберное устройство 12 для герметичного отделения от печного
пространства шихтового тракта (при необходимости проведения на нем ремонтных
работ на работающей печи) и наклонную течку 13, вмонтированную в верхнюю часть
металлоконструкции основания 14. Бункер 7 оборудован предохранительным 5 и
уравнительными 6 клапанам и, снабжен герметизированными люками для доступа в
него и установлен на стойках, закрепленных на металлоконструкции основания 14,
защищенного от перегрева термофутеровкой.
Газоуплотнительные клапаны имеют металлические
контактные поверхности тарели и седла. Предусмотрен обдув этих поверхностей
азотом. Привод клапана аналогичен приводам заслонки приемной воронки.
Рисунок 5 - Гидрореечный двухплунжерный привод
клапанов и затворов БЗУ ВНИИметмаша - ПО «Уралмаш»:
- плунжерный гидроцилиндр; 2 - крышка; 3 -
корпус; 4 - зубчатая рейка; 5 - шестерня; 6 - ролик поддерживающий
Шихторегулирующий затвор 8 выполнен в виде
заключенных в закрытый корпус корытообразных челюстей, которые сидят на валах
гидромеханического привода, смонтированного на наружном кронштейне корпуса.
Привод, состоящий из гидрореечного двухплунжерного блока и шестеренной клети,
помимо крайних положений челюстей, обеспечивает остановку и фиксацию их в
задаваемых программой промежуточных положениях. Так же, как и в приводах
заслонок приемной воронки и газоуплотнительных клапанов, гидроцилиндры
закреплены неподвижно и имеют жесткие подводы рабочей жидкости.
Отсечное устройство 12 представляет собой
листовую задвижку открытого типа с приводом от гидроцилнндра двухстороннего
действия. Стыки собственно задвижки, выполненной водоохлаждаемой, с патрубками,
между которыми она находится, уплотнены резиновым шнуром. Замыкание патрубков -
пружинное, разжим - с помощью гидравлических домкратов. Подвижность по
вертикали верхнего патрубка обеспечена наличием между ним и нижним патрубком 11
газоуплотнительного клапана 9 сильфонной вставки 10, которая служит также
температурным компенсатором тракта.
Распределитель шихты, выполненный в виде единого
монтажного узла, состоит из вращающейся воронки 15 и расположенного под ней
вращающегося распределительного склиза 16, подвешенных на соосных вертикальных
штангах 17 и 18 соответственно, а также электромеханического привода 20.
Последний смонтирован на сварной раме 19, являющейся одновременно крышкой
центральной горловины основания. Штанга 18 выполнена водоохлаждаемой;
предусмотрены сальниковые уплотнения межштангового зазора и зазора между
штангой воронки и рамой 19.
Воронка 15 служит для распределения шихты по
окружности, а склиз 16 - по радиусу колошника. Воронка имеет коническую форму и
смещенное относительно оси вращения выгрузочное отверстие, образованное съемным
носком. Склиз представляет собой коническую оболочку, усеченную цилиндрической
поверхностью, ось которой параллельна оси оболочки и смещена относительно нее.
Ось конической оболочки и ось ее вращения совпадают с осью печи. Благодаря
этому длина склиза по образующей переменна по его окружности. Поворачивая склиз
относительно выгрузочного отверстия воронки, можно направлять поток шихты в
любую радиальную и центральную зоны колошника.
Электромеханический двухдвигательный привод
распределителя шихты (рисунок 6) расположен вне печного пространства и включает
в себя тихоходную и быстроходные редукторные группы с цилиндрическими зубчатыми
передачами. Необходимое для создания различных режимов работы распределителя
синхронное вращение воронки и склиза, а также вращение их с заданной разностью
скоростей обеспечивается специальной электрической системой управления.
Рисунок 6 - Кинематическая схема привода
распределителя шихты БЗУ конструкции ВНИИметмаша - ПО «Уралмаш»:
- электродвигатель; 2 - тихоходный редуктор; 3 -
выходной полый вал тихоходного редуктора; 4 - выходная втулка-стакан
тихоходного редуктора; 5 - штанга склиза; 6 - склиз; 7 - штанга воронки; 8 -
воронка; 9 - быстроходный редуктор; 10 - кинематический редуктор; 11 -
бесконтактный путевой выключатель; 12 - сельсин-датчик
Для управления гидрофицированиыми механизмами
предусмотрена насосная станция, расположенная в отдельном помещении на колошниковой
площадке печи.
Устройство оборудовано изотопными датчиками,
фиксирующими вид шихтового материала и сход его по шихтовым трактам, а также
месдозами для непрерывного взвешивания материала в воронке распределителя
шихты.
Предусмотрена защита элементов шихтовых трактов
и рабочих органов распределителя от абразивного, а деталей газоотсекающих
клапанов - от газоабразивного износа.
Основным режимом работы устройства является
загрузка шихты через два тракта, работающих поочередно. Распределительная воронка
может работать с накоплением и без накопления шихты. При необходимости загрузка
может осуществляться через один шихтовый тракт. Пропускная способность
устройства при этом обеспечивает работу печи с проектной производительностью.
Проектом предусмотрено несколько режимов работы
распределителя шихты, определяемых взаимным расположением воронки и склиза при
их вращении или остановке и обеспечивающих различные виды укладки шихтовых
материалов на колошнике (рисунок 7).
Рисунок 7 - Основные виды укладки шихты на
колошнике печи БЗУ ВНИИметмаша - ПО «Уралмаш»:
К - кольцевая; МК - многокольцевая; В - веерная;
С - секторная; Т - точечная
2.1 Кольцевая загрузка
Воронка и склиз вращаются синхронно с постоянной
скоростью в одном направлении, причем выгрузочное отверстие воронки расположено
вблизи максимального радиуса (вылета) склиза либо смещено от него в сторону,
противоположную направлению вращения. Порция материала, содержащегося в одном
бункере, укладывается в один или несколько кольцевых слоев на заданном радиусе
колошника. При этом форма засыпи близка к получаемой при обычном конусном
устройстве, но не имеет резко выраженного гребня.
Воронка и склиз вращаются синхронно в одном
направлении, но в отличие от первого режима, положение склиза относительно
воронки в процессе высыпания через определенные интервалы времени изменяется.
При этом порция шихты укладывается в несколько колец заданных радиусов. Число
слоев в том или ином кольце определяется программой загрузки.
2.3 Веерная загрузка
Воронка и склиз вращаются синхронно с постоянной
скоростью в одном направлении, причем выгрузочное отверстие воронки смещено
относительно максимального радиуса склиза в направлении вращения. Порция шихты
укладывается на колошник широкой полосой, охватывающей до 80 % его площади. В
зависимости от величины указанного смещения образующийся слой материала может
иметь в радиальном направлении равномерную убывающую либо возрастающую к центру
печи толщину.
2.4 Секторная загрузка
Воронка остановлена в заданном положении, а
склиз в процессе высыпания порции материала поворачивается в одну сторону на
угол от 0 до 180 град. При этом материал укладывается на всей или части площади
заданного сектора колошника.
2.5 Точечная загрузка
Шихта подается в печь через остановленные в
заданных положениях воронку и склиз и сосредотачивается на участке колошника в
районе заданной точки.
При нормальном ходе печи загрузка ее может
производиться при любом из указанных режимов работы распределителя или их
комбинациях. Применение секторной и точечной загрузки целесообразно для
оперативной ликвидации расстройств хода печи.
. БЗУ С ЛОТКОВЫМ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЕМ ШИХТЫ (№ 2)
БЗУ конструкции Гипромеза и ПО «Азовмаш»[3] по
принципиальной схеме идентично БЗУ фирмы «Поль Вюрт», однако имеет ряд
конструктивных отличий (рисунок 8). Быстроходная часть 1 привода распределителя
шихты вынесена в сторону от печи, а на ее куполе 2 установлена лишь тихоходная
часть 3 распределителя. Приемная воронка 4 - стационарная. с двумя затворами
(по схеме воронки БЗУ ВНИИМЕТМАШа - Уралмаша), что улучшает экологические
показатели БЗУ.
Рисунок 8 - БЗУ конструкции Гипромеза - Азовмаша
Газоотсекающие клапаны 5 выполнены с
металлическими контактными поверхностями, наплавленными износостойкими твердыми
материалами.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
бесконусный загрузочный устройство
шихта
В отличие от зарубежного устройства БЗУ
конструкции Гипромеза - Азовмаша не требует сооружения специального
дорогостоящего компрессорного комплекса для непрерывной подачи азота в привод
распределителя шихты, рассчитано на загрузку в печь горячего агломерата, имеет
простые, надежные механизмы и гидравлический привод. Стойкость газоуплотнительных
клапанов и распределительных органов достигает двух лет. Возможность поузловой
замены клапанов и шихтовых затворов на ходу печи создает большие удобства в
эксплуатации.
Создание и расширение масштабов применения
бесконусных устройств следует считать генеральным направлением
совершенствования агрегатов загрузки доменных печей. Использование этих
устройств обеспечивает улучшение основных технико-экономических показателей
работы печей благодаря возможности глубокого регулирования распределения
шихтовых материалов на колошнике, высокой стойкости против износа и лучшей, чем
у других устройств, ремонтопригодности.
В сравнении с двухконусным бесконусные
устройства требуют более высокого (до 7 м) положения точки опрокидывания скипа
при разгрузке (отметки оси барабана конвейера шихтоподачи).
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
Машины
и агрегаты металлургического производства. Т. IV
- 5 / Н. В. Пасечник, В. М. Синицкий, В. Г. Дрозд и др.; Под общ. ред. В. М.
Синицкого, Н. В. Пасечника. 2000. - 912 с., ил.
.
Машины и агрегаты металлургических заводов. В 3-х томах. Т. 1. Машины и
агрегаты доменных цехов. Учебник для вузов / Целиков А. И., Полухин П. И.,
Гребеник В. М. и др. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1987. - 440
с.
.
Современные загрузочные устройства доменных печей / В. А. Авдеев, О. И.
Шайнович, Е. И. Ясаков и др. М.: Металлургия, 1994. - 68 с.