Проектные решения для доменных печей и их работы
В нашей стране строились ДП с полезным объемом: 1033, 1386, 1513, 1719, 2000, 2300, 2700, 3000, 3200, 5000,5500 м3. Эффективность повышения объема доменных печей следующая:
Полезный объем печи, м3 ………………………………….3200 5000
Удельные капиталовложения, %.. …………………………95,5 93,3
Производительность, труда, % ...…………………………..117,6 140,0
Себестоимость чугуна, %..………………………………….97,1 95,7
Расходы по переделу, %...………………………………….94,3 88,7.
За 100% приняты; показатели для печи объемом 2000 м3.
Рекомендуются печи с объемом 3200; 4200 и 5500м3
Потребное число ДП в цехе определяется из соотношения n=ПЦ/П, где Пц и П- годовая производительность соответственно цеха и одной печи (т/год).
Годовую производительность цеха определяют на основании баланса металла по заводу. Исходной величиной для составлений баланса является годовой объем производства металлопроката. По этой величине и расходным коэффициентам металл, на прокатных станах определяют потребность прокатных цехов в стальных слитках. По величине расхода чугуна на 1т стальных слитков определяют потребность СЦ в жидком чугуне. К найденной величине добавляют количество товарного чугуна, и потребность вспомогательных цехов завода в литейном чугуне, получая требуемую величину Пц. Учитывают потери чугуна: в скрап в желобах, в чугуновозных ковшах, со шлаком и при разливке на разливочных машинах, которые по нормативам составляют соответственно 0,15; 0,1 и 0,5% и 0,5%.
При выплавке чугунов специального состава производительность печи снижается, поэтому проводят ее пересчет на производительность при выплавке передельного чугуна с помощью пересчетных коэффициентов, которые составляют для: литейного чугуна 1,20; ферромарганца-2,5; феррофосфора 4,0. Для ДП, выплавляющей передельный и специальные чугуны, годовая производительность составит
П =Ппер + 1,2Плит+2,5Пфм + 4,0Пфф,
где Ппер, Плит, Пфф – потребный годовой объем выплавки соответственно передельного, литейного чугуна, ферромарганца и феррофосфора (т).
Годовая производительность ДП
П = ncПсут,
где Псут – среднесуточная производительность печи, т/сут; nс – среднегодовое число рабочих суток печи за кампанию, сут/год.
Среднесуточную производительность ДП определяется
Псут = V/КИПО,
где V– объем печи м3; КИПО = 0,45- 0,385; м3∙сут/т.
Среднегодовое число рабочих суток печи
nc = 365Tp/Tкамп,
где Тр – общее число рабочих суток за кампанию печи, сут; Tкамп – общее число календарных суток за кампанию печи, сут.
Число рабочих суток за кампанию Тр= Пкамп / Псут. Выплавляемое за кампанию печи количество чугуна
Пкамп = V×П0,
где V –объем печи, м3; По– норматив выплавки чугуна за кампанию, т/м3 объема печи.
П0 для печей различного объема в соответствии с нормами следующее:
V,м3………1000–1240 1300–1600 1719–2300 2700–3000 5000
По, т/м3 …..11000 10000 9000 8000 5500
Число календарных суток за кампанию (Tкамп) сумма рабочего времени печи (числа рабочих суток Тр) и времени на кап. ремонты печи. В течение кампании предусмотрены ремонты: один 1-го разряда, два 2-го и 3-го разряда один раз в год:
Tкамп = Тр +Т1+2Т2+ (ТрТ3/365),
где Т1 Т2 и Т3 – длительность ремонтов соответственно 1, 2 и 3-го разрядов.
Длительности ремонтов для печей разного объема приведены в таблице 11.1.
Таблица 11.1 - Длительность капитальных ремонтов доменных печей
| Объем печи, м3 | Длительность ремонта, сут. | ||
| Т1 | Т2 | Т3 | |
| 1000 - 1240 1300 - 1600 1719 - 2300 2700 - 3200 | - |
1- разряд: смена футеровки печи с полным выпуском продуктов плавки и капитальный ремонт оборудования печи; зачастую проводят реконструкцию печи, т. е. полную замену печи методом надвижки.
2- разряд: полная или частичная смена футеровки шахты, смена засыпного аппарата и защитных сегментов колошника, холодильников шахты и заплечиков. 3- разряд: замена засыпного аппарата и защитных сегментов колошника.
Годовая производительность ДП объемом 3200 и 5000 м3 составляет соответственно: 3 и 4,6 млн. т чугуна.
На современных ДП применяют загрузочные устройства бесконусного типа; самонесущий кожух без мораторного кольца, современный профиль, конструкции горна и лещади, комбинированную кладку лещади из углеродистых блоков и высокоглиноземистых огнеупоров и совершенные холодильники и др.
При реконструкции ДП увеличают число чугунных леток и воздушных фурм, совершенствуют профиль, горн и лещадь, системы охлаждения печи, установку бесконусного загрузочного устройства, замену воздуходувных машин на более мощные. В зависимости от объема печи количество леток: 2000 м3 -две; 2700 м3 – три; 3200–5500 – четыре.
Число выпусков чугуна за сутки на печах: с одной леткой oт 8 до 10; с двумя 10–14; с трёмя-четырьмя 15–24.
Планировка доменных цехов и устройство литейных дворов
Цеха с блочным расположением печей имеют ряд расположенных в одну линию ДП со скиповым подъемом; общую бункерную эстакаду; рудный двор; ряд вдоль линии печей жд пути для уборки чугуна, шлака и колошниковой пыли. Особенность: печи попарно, объединены в блоки: две соседние печи имеют один общий литейный двор.
Жд пути для уборки чугуна и шлака располагаются по разные стороны литейного двора.
Рисунок 11.1 - Планировка доменных цехов с блочным расположением печей (а) и островным (б) (I –рудный двор)
Две соседние печи 1 одного блока имеют общий литейный двор 15 с одним мостовым краном. Воздухонагреватели 2 двух соседних печей смежных блоков расположены общей группой на одной площадке, что позволяет иметь для них общие: дымовую трубу 3 и дымовой боров. Над бункерной эстакадой с рудными 6 и коксовыми 7 бункерами и рудным двором 1 перемещается кран - перегружатель 4.
Со стороны бункерной эстакады и скипового подъемника 5 от печей пути 11 для уборки шлака и путь 12 для уборки коксовой мелочи. Спротивоположной стороны пути 16 для уборки чугуна и колошниковой пыли от ходовых путей 16 тупиковые постановочные пути для уборки чугуна 9, уборки пыли 10 и хозяйственный путь 13, пылеуловители 8 над тупиковыми путями для уборки пыли, проездной путь 14.
Заезды с чугуновозных путей на шлаковозные и наоборот возможны только с торцов цеха. Преимущества: компактность цеха; недостатки - невысокая пропускная способность путей уборки чугуна и шлака, сложное маневрирование состававов, невозможен переезд с чугуновозных путей на шлаковые, и с тем, что при тупиковых путях имеется встречное движение составов. Общий литейный двор затрудняет выполнение горновых работ – при выпуске чугуна с одной печи по нельзя работать на второй половине литейного двора. Затруднен ремонт печей, особенно в период, выпусков чугуна на работающей печи. Поэтому сооружают цеха только с островным расположением печей.
Цехи с островным расположением печей со скиповыми колошниковыми подъемами расположение ДП 1 в линию и раздельные потоки уборки чугуна и шлака: с разных сторон. Ряд жд путей, проложенных со стороны бункерной эстакады и скиповых подъемников 11, служит для уборки шлака (пути 9) и коксовой мелочи (путь 17); ряд продольных путей с противоположной от печей стороны – для уборки чугуна (пути 10) и колошниковой пыли (путь 6).
Особенность островной планировки: комплекс каждой ДП, в который входят печь, литейный двор блок воздухонагревателей и постановочные пути для чугуна и шлака, расположен под углом (12–13°) к продольной оси цеха. Это позволяет иметь для каждой печи индивидуальные постановочные пути вдоль литейных дворов для чугуновозов и шлаковозов (пути 8 и 16) и переезды с одной, стороны на другую и обратно между соседними печами. Это обеспечивает более высокую пропускную способность уборочных жд путей, улучшение маневренности жд составов позволяет устанавливать под выпуск большее число ковшей.
Для уборки чугуна два уборочных пути 10, со съездами на два постановочных пути 8, располагаемых вдоль литейного двора 4 каждой печи; для уборки шлака ковшами к грануляционным установкам или на шлаковый отвал два уборочных ходовых пути 9 со съездами на два у каждого литейного двора постановочные пути 16 шлаковых ковшей. С ходовых путей 9 к каждому литейному двору отходит также тупиковый хозяйственный путь 14; путь 7 является проездным.
1 – штабель материалов; 2 - башенный вагоноопрокидыватель; 3 – кран-перегружатель; 4 – бункер коксоподачи (силос); 5 – перегрузочный вагой; 6 – бункерная эстакада; 7– траншея для разгрузки вагонов; 8 – скиповая яма; 9– скиповой подъем; 10 –машинное здание; 11– литейный двор; 12–шлаковозы; 13 - чугуновозы; 14 - пылеуловитель грубой, очистки газа; 15–аппараты тонкой очистки таза; 16 – доменная печь; 17 – колошниковое устройство; 18 – газоотводы; 19 – воздуходувная станция; 20–разливочная машина; 21 – воздухонагреватели.
Рисунок 11.2 - Доменный цех с рудным двором
Подобные цеха имеют общую бункерную эстакаду (с рудными 12 и коксовыми 13 бункерами), к которой примыкает рудный двор, с кранами-перегружателями 15. Особенность: расположение газоотводящих трубопроводов с противоположной от колошникового скипового подъёмника стороны. Газоочистка с противоположной от бункерной эстакады и колошникового подъема стороны ДП и под сухим пылеуловителем 5 грубой очистки газа прокладывают жд путь 6 для уборки пыли.
Блок воздухонагревателей ( на одном фундаменте 2 и дымовая труба 3) располагают у печи вдоль путей для уборки чугуна и шлака с противоположной от литейного двора стороны. При двойном литейном дворе воздухонагреватели располагают вдоль уборочных путей за одним из литейных дворов или рядом с ним.
Разливочные машины 20 в торце ДЦ соединяют независимыми от других грузопотоков жд с уборочными чугуновозными путями цеха. Воздуходувная станция 19 в стороне от ДП, где воздух меньше загрязнен пылью. Под наклонным мостом 9 скипового подъемника машинное здание 10 со скиповой лебедкой и пультом управления.
Склад холодного чугуна располагают на свободной площадке вблизи разливочных машин.
Депо-ремонта чугуновозных ковшей в одном из торцов ДЦ. При островной планировке расстояние между печами и в зависимости от их объёма составляет: 1000 до 1300 м3 - 100 м; более 1300 m3- 110 м; 2000–3200 м3 – 123 - 165м.
Особенность цехов: малое число ДП в связи с большой их производительностью. Годовая производительность печей объемом 3200 и 5000 м3 до 3 и 4,6 млн. т чугуна.
Для новых цехов бесковшовая уборка шлака упрощает систему грузопотоков и имет менее развитую сеть жд путей. Благодаря отсутствию бункерной эстакады, меньшему числу печей в цехе и меньшему числу рельсовых путей возможно применять различные варианты расположения объектов цеха.
Две доменные печи 3а и 3б оборудованы круглым литейным двором 4. и общей бункерной эстакадой 1 под углом по отношению к конвейерам колошниковых подъемов 2а и 2б. Материалы из бункерной эстакады выдаются на ленты колошниковых подъемов с конвейеров 1а и 1б.
Рисунок 11.3 - План доменного цеха с конвейерным колошниковым подъёмом и ковшевой уборкой шлака
Для уборки чугуна под литейным дворам с двух его сторон расположены тупиковые пути 6а и 6б. Шлак убироают с двух сторон литейного двора, по тупиковым путям 7а и 7б. Тупиковые постановочные пути: связаны с двумя рядами ходовых путей 5. Блок воздухонагревателей 5 между рядами постановочных путей.
Планировка ДЦ с островным расположение печей, конвейерным колошниковым подъемом и бесковшовой уборкой шлака.
Две ДП оборудованы круглыми литейными дворами 13. С двух противоположных сторон каждого литейного двора по два сквозных пути 2 и 14 для уборки чугуна с выездами на ходовые пути 11 и 23. Жд пути 16 для уборки колошниковой пыли, под пылеуловителями 18, вблизи от них газоочистка 17. Под литейным двором тупиковый хозяйственный путь 21 и эстакада 15 для автовъезда на площадку литейного двора для подвоза вспомогательных материалов и оборудования.
Блок воздухонагревателей 5 с дымовой трубой 8 размещен вдоль чугуновозных уборочных путей с наружной их стороны. Рядом расположена станция 6 подачи воздуха и здание управления печью 4. Между чугуновозными путями 2 и 14 размещены здания фильтров 9. Для каждого литейного двора вытяжная станция и газоочистка в зданиях 7. Общая для двух печёй газотурбинная расширительная станция (ГТРС) 12.
ДП с двумя установками припечной грануляции 3 с двух противоположных сторон от печи снаружи чугуновозных путей. Сжатый воздух для них подают от воздуходувных станций 22. Гранулированный шлак от припечных установок транспортируют на склад 27 по конвейерным галереям 1.
Каждая печь имеет отдельную бункерную эстакаду 28, из которой материалы выдаются на конвейерный колошниковый подъем 25. Шихтовые материалы на обе эстакады доставляют по общему конвейеру 30 через перегрузочную станцию 29. Для каждой бункерной эстакады здание 24 управления шихтоподачей со станцией приточной вентиляции и блок 31 вытяжной вентиляции системы шихтоподачи с газоочисткой.
По путям 11 и 11а жидкий чугун транспортируют в КЦ, с путей 23 к разливочным машинам 26. За ходовыми путями 11 расположены сооружения 10 оборотного водоснабжения ДП, между путями 11 и 23 размещены абк 19 и депо ремонта чугуновозных ковшей 20.
Косоугольная планировка (пути для чугуновозов и конвейеров шихтоподачи под углом 45° к ходовым путям) обеспечивает малую ширину зоны ДЦ, компактность планировки и минимальную протяженность конвейерных галерей технологических грузов способствует схема шихтоподачи по общему конвейерному тракту 30.
Рисунок 11.4 - План доменного цеха с конвейерным колошниковым подъемом и бесковшевой уборкой шлака
Особенность ДЦ с печами большого объема и бесковшовой уборкой шлака: четыре уборочных пути для чугуна, располагаемых по два с обеих сторон литейного двора, все эти пути могут быть тупиковыми.
Обычно цех располагают так, чтобы основное направление внутрицеховых жд путей соответствовало основному направлению общезаводских путей.
Устройство литейных дворов
Литейный двор - здание с рабочей площадкой, расположенной ниже чугунных леток с желобами, по которым жидкий чугун из леток поступает в ковши чугуновозы, а шлак – в ковши шлаковозов или к установкам припечной грануляции. Рабочую площадку располагают на высоте, позволяющей разместить ниже нее поворотные желоба и под ними чугуновозы и шлаковозы, перемещаемые по путям на нулевой отметке. Здесь также располагают механизмы для вскрытия и заделки чугунных леток, смены фурм, обслуживания желобов; пульты управления механизмами; закрома для песка, глины, огнеупорных масс.
Литейные дворы могут быть прямоугольной или круглой формы.
Здание прямоугольных литейных дворов – однопролетное с крышей, снабженной аэрационным фонарем. Здание круглого литейного двора- в плане правильный многоугольник с кольцевым фонарем на крыше; на металлоконструкции этого здания опирается колошниковое устройство печи. В зданиях литейных дворов устанавливают мостовые краны грузоподъемностью 20/5 и 30/5 т с электромагнитами и грейферами.
Рабочая площадка литейных дворов выполнена из опирающихся на колонны железобетонных плит, покрытых засыпкой из песка и иногда сверху слоем шамотного кирпича. На новых литейных дворах применяются напольные передвижные машины, для которых необходимо жесткое покрытие рабочей площадки.
1 – колонна; 2 –проем в рабочей площадке; 3 – мостовой магнитно-грейферный кран; 4 – отсечное устройство; 5 – рабочая площадка
Рисунок 11.5 - Поперечный разрез литейного двора (прямоугольного)
На площадке литейного двора размещена сеть чугунных и шлаковых желобов, по которым продукты плавки самотеком поступают в ковши или на грануляционные установки. Желоб, идущий от чугунной летки до шлакоотделительного устройства (скиммера ), называют главным; после скиммера главный желоб разделяется па чугунный и шлаковый транспортные желоба. Они имеют несколько ответвлений для направления продуктов плавки к местам их разливки, т. е. для распределения по ковшам (при многоносковой разливке) или оканчиваются сливным носком, под которым расположен качающийся или поворотный желоб, распределяющие продукты плавки по ковшам (при одноносковой разливке). Шлаковые желоба объединяют в общую сеть со шлаковыми желобами, идущими от главного чугунного желоба.
Желоба составлены из литых чугунных секций, опирающихся на кладку из кирпичей. Их футеруют огнеупорным шамотным кирпичом или углеродистыми блоками, а сверху набивают желобной массой. Шлаковые желоба не футеруют и не набивают. Уклон стационарных желобов составляет от 3–5 до 8–17%.
1 - рабочая площадка; 2 – кольцевой мостовой кран; 3 – пылеуловитель; 4 – газопровод горячего дутья; 5 – наклонный газоотвод: 6 - конвейерный колошниковый подъем; 7 –проем в рабочей площадке
Рисунок 11.6 - Поперечный разрез круглого литейного двора
Литейные дворы ДЦ подразделяются:
1- по форме в плане на прямоугольной и круглой формы;
2- по числу дворов на ДП – одинарные и двойные один двор на две печи;
3- в зависимости от способа разливки чугуна и шлака (много- или одноносковая ) и наличия подвижных желобов – литейные-дворы с разветвленной сетью стационарных желобов и многоносковой разливкой чугуна и шлака, литейные дворы с поворотными или качающимися желобами и одноносковой разливкой продуктов плавки, литейные дворы с много- и одноносковой разливкой продуктов плавки одновременно;
4- от числа главных чугунных желобов (по числу чугунных леток) – от одного до четырех;
5- от способа выдачи шлака на переработку – в ковши шлаковозов, на припечные грануляционные установки, дворы с выдачей части шлака в ковши и части – на установки припечной грануляции;
6- от наличия на дворе самостоятельных шлаковых желобов – литейные дворы с самостоятельным шлаковыми желобами (у печей, имеющих шлаковые летки) и дворы без таких желобов;
7- в зависимости от направления выдачи чугуна и шлака от печи – дворы с направлением чугунных и шлаковых желобов в противоположные от продольной оси цеха стороны и дворы с направлением выдачи чугуна и шлака в обе стороны от продольной оси цеха;
8- от наличия на литейном дворе ванны-разделителя. Существуют литейные дворы у печей с двумя чугунными летками и двумя главными горновыми желобами, впадающими в общую ванну-разделитель; в ванне происходит разделение шлака и чугуна и от нее отходят транспортные чугунный и шлаковый желоба к ковшам.
Круглый литейный двор при разливке чугуна в миксерные ковши имеется четыре главных горновых желоба 2; шлак отводят из главных желобов по шлаковым: желобам 3 на установки припечной грануляции. Для уборки чугуна под рабочей площадкой литейного двора проложено четыре жд пути (по два смежных пути с противоположных от ДП сторон).
Выпуск чугуна в миксерные ковши обеспечивается без поворотных или качающихся желобов, так как в связи с его большой емкостью изменять направление слива чугуна за время выпуска приходится не более одного раза. Конец стационарного желоба при этом делают раздвоенным и каждый из его сливных носков располагают над одним из двух смежных чугуновозных путей.
1 – доменная печь; 2 – главный желоб; 3 – шлаковый желоб; 4 – скиммер; 5 – чугунный желоб; 6 – сливной носок; 7 – отсечное устройство; 8 – проем в рабочей площадке; 9 – чугуновозные пути
Рисунок 11.7 - Круглый литейный двор при выпуске чугуна в миксерные ковши
Желоба для одноносковой разливки.
Метод одноносковой разливки чугуна и шлака в сравнении с многоносковой через развитую сеть стационарных желобов имеет следующие преимущества: уменьшается протяженность стационарных желобов, в связи с чем уменьшается площадь литейного двора; улучшаются условия труда, т.к. в связи с уменьшением длины стационарных желобов сокращается объем работ по их обслуживанию; в связи с меньшей протяженностью желобов уменьшаются потери чугуна в виде скрапа и расход материалов на ремонт желобов.
Для печей большого объема с четырьмя летками рекомендуются круглые литейные дворы- они обеспечивают лучшие условия для обслуживания печи, механизации работ мостовым краном (кольцевого) и для размещения желобов, в том числе для отвода шлака к установкам припечной грануляции. Их диаметр для ДП= 3200–5500 м3 составляет 80–84 м. Литейные дворы прямоугольной формы подлежат реконструкции.
На печах объемом 2000 м3 и менее предусмотрено устройство двух леток и, по возможности, двух литейных дворов. При реконструкции рекомендуется переход от ковшевой уборки шлака к припечной грануляции.
Мостовые краны на литейных дворах прямоугольной формы перемещаются вдоль двора над рабочей площадкой они имеют одну тележку на ней смонтированы механизмы главного и вспомогательного подъемов с грейферами, электромагнитами и клещами.
Зона действия мостовых кранов на прямоугольных литейных дворах охватывает 50–70% площади двора. В связи с этим у печи приходится устанавливать дополнительные грузоподъемные механизмы (консольно-поворотные краны, электрические тали, лебедки и др.), что загромождает площадку литейного двора. Стали применять передвижные напольные машины различного назначения.
Модернизированные мостовые краны оборудованы кран-балкой, позволяют обслуживать придоменный участок литейного двора. К пролетным балкам 3 моста крана по всей их длине прикреплены кронштейны 4, на нижних концах которых смонтированы подкрановые рельсы 7. На них опирается кран-балка 5 с грузовой тележкой (тельфер) 8. Механизм 6 перемещается по рельсам вдоль моста; тележка с грузом перемещается по балке в поперечном направлении. При работе кран-балки тележка крана с главным подъемом заторможена в одном из концов моста крана; при работе главного подъема крана (тележки крана ) кран-балка отведена и заторможена в одном из концов моста крана.
1 – тележка крана; 2 – мост; 3 - пролетная балка моста; 4 –кронштейн; 5 – кран-балка; 6 – механизм перемещения кран-балки; 7 – подкрановый рельс; 8 – тележка кран-балки; 9 – груз
Рисунок 11.8 - Мостовой кран, оборудованный кран-балкой
Напольные машины перемещаются по литейному двору, механизирует работу по подготовке желобов и обслуживанию печи. Тележка 1 на гусеничном ходу, система 2, обеспечивающая работу гидроприводов рабочих органов машины и кабина машиниста. В задней части бункер-скрепер 7; в передней – поворотная платформа 3 со стрелой 5 и гидроцилиндром 4 для подъем и опускание стрелы. На конце стрелы зажим 6 для захвата и удержания сменных рабочих приспособлений– грейфера, вибротрамбовки, виброрыхлителя, устройств для обслуживания фурменного прибора и др. Бункер-скрепер позволяет сгребать и поднимать с рабочей площадки сыпучие и кусковые материалы.
Рисунок 11.9 - Напольная машина для обслуживания литейного двора
Системы шихтоподачи
Для работы ДП требуется бесперебойная подача материалов к загрузочному устройству на высоту 60–80 м порциями с определенным темпом и последовательностью. Количество загружаемых в современную ДП жрм до 20 тыс. т кокса 5500 т в сутки.
Система шихтоподачи должна обеспечить прием: транспортировку, хранение, набор, взвешивание и подачу материалов на колошник к загрузочному устройству. В ней три участка или звена: подача материалов с фабрик окускования, кхц и с внешней жд сети на бункерную эстакаду; подача из бункеров эстакады к колошниковому подъему; колошниковый подъем.
Рудный двор.
ДП работают на окускованном сырье, и с рудного двора в печи поступает незначительное количество материалов, а рудные дворы используют как склады для фабрик окускования.
Рудный двор расположен вдоль линии ДП, ограничен с одной стороны бункерной эстакадой 6, а с другой – приемной траншеей 7. Материалы хранятся в штабелях 1, их вместимость должна обеспечивать работу цеха 1,5–2 мес. Приемная траншея 7 для разгрузки поступающих материалов; вдоль нее проложен жд путь для прибывающих вагонов и по ширококолейному рельсовому пути перемещается башенный вагоноопрокидыватель 2.
Рудного двор обслуживается грейферным краном-перегружателем 3, который передвигается вдоль двора над штабелями. Поступающие на разгрузочный путь открытые вагоны с материалами принимает башенный вагоноопрокидыватель 2 и переворачивает их вверх колесами, высыпая материалы в приемную траншею 7. Из траншеи материалы перегружают в штабель грейфером крана-перегружателя. Для подачи материалов к печам порцию нужного материала захватывают грейфером из штабеля и подают в перегрузочный вагон 5, который перемещается по рельсам бункерной эстакады 6 и разгружает материал в бункер.
Бункерная эстакада
Бункерная эстакада предназначена для хранения у печи оперативного запаса материалов, их приемки, механизации набора и передачи материалов к колошниковому подъему. До недавнего времени доменные печи оборудовали скиповыми подъемниками и общей бункерной эстакадой - вытянутое вдоль цеха железобетонное сооружение на высоте 9–12 м, состоящее из отдельных бункеров и оборудования. Располагают эстакаду вблизи печей со стороны скиповых подъемников. Бункера расположены в два ряда (18–32 бункера на одну печь). Над бункерами проложены два жд пути 8 для доставки агломерата и добавок в бункера 5. Ленточный конвейер 4 для доставки кокса в бункера 3. Под бункерами рельсовый путь 7 для вагон - весов 2, доставляющих материалы от бункеров 5 к скиповой яме 11. Бункера оборудованы барабанными затворами 6 для выдачи материалов в вагон - весы.
Под бункерами эстакады против печей находятся скиповые ямы 11, куда опускается скип 10 для приема материалов, выдаваемых из вагон - весов через направляющий лоток 9, или кокса, выдаваемого из бункеров 3 через весовую воронку 1. Коксовые бункера располагают над скиповой ямой, чтобы уменьшить число перегрузок кокса, при которых он измельчается.
В других эстакадах материалы от бункеров 5 доставляют к скипу продольным конвейером. Бункера в них размещают как в два, так и в один ряд и оборудуют вибрационными питателями и грохотами для выдачи материалов на конвейер. Материалы в бункера такой эстакады подают как конвейерами, так и железнодорожным транспортом.
Рисунок 12.1 - Бункерная эстакада с вагон-весами (а – поперечный разрез по бункерам; б– по скиповой яме)
Рисунок 12.2 - Поперечный разрез бункерной эстакады с конвейерной выдачей материалов
Бункера металлические или железобетонные с покрытием их внутренней поверхности стальными плитами, рельсами. Сверху бункера перекрыты защитными решетками с размером ячеек до 250X250 мм. Для предотвращения смерзания материалов подбункерные помещения отапливаются. Коксовых бункеров обычно два или четыре; их общую емкость: 0,7 м3 на 1 м3 полезного объема печи (запас на 6 ч работы). Объем бункеров для рудных материалов при их подаче жд транспортом из расчета 2,5 м3 на 1 м3 полезного объема печи (запас на 20–24 ч работы). При конвейерной подаче с близко расположенных фабрик окускования норма запаса уменьшается.
Для ДП с конвейерным колошниковым подъемом вместо общей бункерной эстакады сооружают отдельные на одну - две печи бункерные эстакады, которые в связи с большой длиной конвейера подачи шихты на колошник располагают на значительном (250–450 м) расстоянии от печи.
Эстакада: однопролетное здание с расположенными на высоте 32 м в два ряда бункерами (А, О, К), в которых хранится оперативный запас материалов. Их доставляют конвейерами 1 и распределяют по бункерам передвижными реверсивными конвейерами 2 и 3. Из бункеров материалы с помощью грохотов 4 через бункерные весы 5 и питатели 7 выдают на конвейер 9, доставляющий их на колошник печи. Емкость бункеров для агломерата и окатышей соответствует запасу на 8–12 ч работы печи, для кокса – на 5– 8 ч.
Материалы на бункерные эстакады подают конвейерным или рельсовым транспортом (передаточные вагоны; спец. жд вагоны - окатышевозы, коксовозы; полувагоны с откидывающимися люками в днище).
При подаче материалов жд транспортом и разгрузке вагонов на бункерной эстакаде ее высота 9–12 м. Бункера такой эстакады из-за ограниченной высоты имеют небольшой объем, поэтому необходимо сооружать большого числа бункеров, под каждым из которых обычно установлены грохоты для выдачи материалов и отсева мелочи (под бункерами для добавок – питатели), взвешивающие устройства и далее питатели. Получается сложная система выдачи материалов с большим числом механизмов, узлов перегрузки и точек пыления ( в тракте набора, взвешивания и транспортировки агломерата в таких системах устанавливают 20–40 грохотов).
При конвейерной подаче материалов в бункера эстакады отпадает ограничение в ее высоте и возможно создание бункеров большой емкости и уменьшение их числа, поэтому упрощается система выдачи материалов из бункеров и уменьшается число точек пыления в местах перегрузок. Эстакады с конвейерной загрузкой материалов рекомендуются для новых цехов.
Материалы из вагонов на нулевой отметке, выгружают в приемные бункера разгрузочного отделения и из них наклонным конвейером на бункерную эстакаду.
Подача шихты на колошник
Применяются два способа подачи шихтовых материалов на колошник– скиповой и конвейерный. Высота подъема материалов для крупных печей 70–80 м.
Скиповый подъемник: наклонный мост 5, два перемещающихся по мосту скипа 3, скиповая лебедка 1 и система канатов 4 и блоков для подвески и перемещения скипов.
Наклонный мост: сварная металлоконструкцию, внутри которой проложены два рельсовых пути 7, по г) по которым движутся скипы. Угол наклона моста к горизонту 47–54°, а на участке скиповой ямы 6 до 60°. Наклонный мост имеет две опоры – фундамент у скиповой ямы и колонну 2 (пилон), опирающуюся на фундамент доменной печи.
Рисунок 12.3 - схема скипового подъемника
Скип состоит из кузова 3, передних 1 и задних 5 скатов (колес) и упряжного устройства с двумя продольными тягами 2, связанными поперечной траверсой 6, крепится к цапфам 4 кузова. К траверсе прикреплены балансиры 7, а к ним – тяги 9, к которым через блоки 10 крепят два каната, идущие к скиповой лебедке. Балансиры 7 и тяга 8 служат для выравнивания натяжения канатов, вместимость скипа Vск = 0,00651V, где V – объем печи (4,5; 8; 10; 13,5 и 20 м3).
Грузоподъемность скиповой лебедки 1 для печей объемом 1033–3200 м3 составляет 15–39 т.
Рисунок 12.4 - Скип
Загрузка материалов в скип 3б происходит в скиповой яме 6, разгрузка – на колошнике в приемную воронку засыпного аппарата опрокидыванием (наклона) скипа 3а.. Время подъема (опускания) скипа 35–45 с, со скоростью 3–4 м/с.
Конвейерный подъемник. Материалы на колошник печи от бункерной эстакады подают наклонным ленточным конвейером, размещаемым в закрытой наклонной галерее. Угол наклона конвейера к горизонтали небольшой для исключеня скатывание насыпного груза по ленте. При транспортировке агломерата этот угол не должен превышать 12°; обычно угол наклона конвейера к горизонту 10–11°. Малый угол наклона обусловливает большую длину конвейера 250–500 м. В конвейерах колошниковых подъемников применяют резинотросовые ленты из теплостойкой резины, ширина 1,2–2,0, скорость движения 2,0 м/с.
Преимущества системы: возможность подачи в одной порции агломерата, окатышей и добавок послойной их укладки на ленте при ее движении под подающими бункерами. Для конвейерной системы необходимы засыпныые аппараты, которые должны иметь не менее двух специальных воронок-бункеров для приема подаваемых конвейером материалов.
Конвейерный колошниковый подъем: наклонная галерея, в которой размещен конвейер, смонтирована на нескольких опорах. Материалы с конвейерной ленты поступают в приемную воронку 6 загрузочного устройства печи. Натяжное устройство ленты в этом подъемнике выполнено в виде груза.
1 – бункерная эстакада; 2–галерея ленточного конвейера; 3 – контргруз для натяжения ленты; 4 – натяжной вал; 5 – опоры; 6 – загрузочное устройство; 7-доменная печь
Рисунок 12.5 - Конвейерный колошниковый подъемник с грузовым натяжным устройством
Конвейерный подъемник печи объемом 5000 м3: лента 4; приводная станцию 7; хвостовой барабан 8 на натяжной тележке 9; натяжную станцию 14; головной барабан 1, разгружающий материалы в приемную воронку 2 загрузочного аппарата; отклоняющие барабаны 3 и систему роликов, поддерживающих ленту (на схеме не показана). Лента шириной 2 м размещена в наклонной галерее круглого сечения диаметром 6 м; угол наклона ленты составляет 10°30', скорость движения 2,0 м/с. Рабочая (груженая) ветвь ленты опирается на трехроликовые желобчатые опоры, расположенные с шагом 1,2 м; холостая ветвь – на двухроликовые опоры с шагом 3 м.
Материалы загружают на ленту в бункерной эстакаде отдельными порциями объемом до 37,5 м3 с интервалами 17 с
Скиповые подъемниками шихты на колошник. Конвейерную систему подачи применяют на больших ДП, т.к. скиповые подъемники не обеспечивают требуемый темп загрузки. Ее преимущества: большая производительности ( 30000 т материалов в сутки), снижение на 15–20% капзатрат на сооружение колошникового подъема и эксплуатацию; создании единой системы подачи шихты на колошник непрерывным транспортом с полной ее автоматизацией; облегчении строительства доменной печи, так как печь и конвейерный подъемник являются независимыми сооружениями; отсутствии необходимости в скиповой яме (все оборудование находится на поверхности, что облегчает обслуживание); освобождении территории около печи для размещения других агрегатов (например, установок припечной грануляции); большем сроке службы ленты конвейера, чем скиповых канатов; возможности подачи в одной порции нескольких материалов послойной их укладкой на ленте.