Безконусное загрузочное устройство

Основными элементами этого устройства являются:

Передвижная приемная воронка 11 с затвором внизу, 2 шлюзовых накопительных бункера – 3, оборудованных верхним – 2 и нижним -5 газоотсекающими клапанами и шихтовым затвором 4.

Рисунок 10 – безконусное загрузочное устройство

Коническая воронка 6, вертикальный желоб 8, компенсатор -7, отделяет приемную и шлюзовую часть при ремонте, а так же распределительный лоток -10, с приводами 9, которые обеспечивают вращение лотка вокруг вертикальной оси и изменения угла ее наклона.

Загрузку шихты производят следующим образом:

Приемню воронку устанавливают над пустым бункером,открывают верхний газоотсекающий клапан при закрытом нижнем клапане и затворе бункера. Открывают затвор воронки, начинают подачу шихты в бункер. Наполнив бункер, закрывают затвор воронки и верхний газоотсекающий клапан и затем шихтовый затвор бункера. При этом скорость засыпания материала из бункера определяется степенью закрытия шихтового затвора. Высыпающиеся из бункера материалы, через воронку и желоб, попадают на вращающийся лоток и скатываются по нему в печь. После опустошения бункера, закрывают шихтовый затвор и затем нижний газоотсекающий клапан.

За время опускания бункера, лоток совершает не менее 10 оборотов, при этом угол наклона изменится от 10-53°. Выгрузка длится от 60 до 140 сек.

При работе загрузочного устройства, перед открытием газоотчистных клапанов, происходит выравнивание давления в бункерах с давлением в печи или с атмосферным. Для предотвращения выброса доменного газа в атмосферу, предусмотрена система пылеподавления.

Фундамент печи

Современная печь вместе со всеми сооружениями и металлоконструкциями, футеровкой (огнеупорной кладкой) и находящимися в ней шихтовыми материалами и продуктами плавки может иметь массу свыше 30 тыс. т. Эта масса должна быть равномерно передана грунту. Нижнюю часть фундамента (подошву делают в виде массивной бетонной плиты толщиной до 4 м. На подошву опираются колонны, поддерживающие металлические конструкции печи (кожух). Верхняя часть фундамента (пень) представляет собой монолитный цилиндр из жароупорного бетона, на котором находится горн печи.

Горн доменной печи - нижняя часть доменной печи, цилиндрическая по внутреннему очертанию и коническая ( иногда цилиндрическая) по наружной форме. Горн оснащен устройствами для выпуска чугуна и шлака (чугунными и шлаковыми летками) и приборами (фурмами) для вдувания нагретого (на кауперах) до 1100-1400 °С, обогащенного кислородом до 23-25%, воздуха. Горн доменной печи - наиболее ответственная часть её конструкции. Здесь скапливается до 1000 т. и больше расплавленных продуктов плавки - чугуна и шлака. На дно горна оказывает давление весь столб шихты массой 9-12 тыс. т. Давление горновых газов составляет 0.4-0.5 МПа, а их температура в очагах горения кокса достигает 1700-2100 °С. Внутри горна непрерывно движутся и обновляются кокс, жидкие чугун и шлак, горновые газы. По сути это мощный непрерывно движущийся реактор. В связи с этим к конструкциям горна предъявляются жесткие требования по прочности, герметичности и огнеупорности. Основные конструктивные элементы горна - кожух, холодильники, чугунная и шлаковая летка, фурменные приборы.

Чугунная лётка

Это канал прямоугольной формы шириной 250-300 мм с высотой 450-500 мм. Канал делают в огнеупорной кладке горна на высоте 600-1700 мм от поверхности лещади. Каналы для шлаковых лёток выкладывают на высоте 2000-3600 мм. Канал чугунной летки закрыт огнеупорной массой. Открывают чугунную лётку путём высверливания бурильной машиной отверстия диаметром 50-60 мм. После выпуска чугуна и шлака (на современных больших доменных печах выпуск чугуна и шлака осуществляется через чугунные лётки) отверстия забивают с помощью электрической пушки. Носок пушки входит и в неё из пушки под давлением подают лёточную огнеупорную масса. Шлаковая лётка на доменной печи защищена водоохлаждаемыми элементами, которые в совокупности называют шлаковыми стопорами и рычажной конструкции с пневматическим приводом, управляемым дистанционно. Доменные печи большого объёма (3200-5500 м3) оборудованы четырьмя чугунными лётками, работающими попеременно, и одной шлаковой лёткой. Выпуск чугуна и шлака из доменной печи включает в себя следующие операции: 1) открытие чугунной лётки (в необходимых случаях в шлаковой); 2) обслуживание, связанное непосредственно с вытеканием чугуна и шлака; 3) закрытие чугунной лётки (если шлак выпускали через шлаковую, то и шлаковой); 4) ремонт лётки и желобов

Горн

При однокольцевой конструкции кладки стен металлоприемника горна, выполняется из одного кольца горизонтальных углеродистых блоков. Толщина углеродистой кладки на уровне леток для чугуна 1400-1800 мм. При двух кольцевой кладке стен, часть металлоприемника выкладывается из двух колец углеродистых блоков, с оставлением зазора между ними около 40 мм, который заполняется углеродистой массой. Внутреннее кольцо из горизонтальных углеродистых блоков, наружное – из вертикальных трапецеидальных блоков. Выше двух кольцевой кладки, до уровня шлаковых леток устанавливаются 2 ряда горизонтальных углеродистых блоков (рис 11).

Рисунок 11- кладка стен горна углеродистыми и алюмосиликатными изделиями. Разрез :

1- Углеродистые блоки повышенной теплопроводности; 2- углеродистые блоки; 3- шамотные изделия; 4- углеродистая масса; 5- периферийные плитовые холодильники.

Между кладкой металлоприемника и периферийными холодильниками, оставляют зазор 120-140 мм, который заполняется углеродистой массой. Кладка стен горна выше углеродистых блоков (фурменная зона) выполняется из шамотного кирпича. Толщина швов шамотной кладки не более 0,5 мм, углеродистой – не более 0,7 мм.

Заплечики

Кладка заплечиков подвергается наиболее сильному термическому и химическому воздействию высокотемпературных горновых газов и жидких продуктов плавки, а так же абразивному износу раскаленным коксом.

В доменных печах 1-го типового проекта объемом 930-1030 м³ кладка заплечиков выполнялась толстостенной 690-805 мм с системой охлаждения горизонтальными холодильниками. Второй типовой проект доменных печей объемом 1300-1386 м³. на этих печах кожух был сделан открытым и было применено охлаждение вертикальными холодильниками не только стены горна, но и заплечиков и распара. Кладка заплечиков выполнялась тонкостенной из огнеупоров, толщиной 345 мм. В зоне активного действия водоохлаждающей системы заплечиков происходит образование устойчивого шлакового горнисажа, который и обеспечивает сохранность профиля печи.

Рисунок 12- кладка заплечиков:

1-шамотные или высокоогнеупорные карбидкремниевые изделия; 2- чугунная замазка; 3- периферийные плитовые холодильники; 4- углеродистая масса.

Распар и шахта

Один из наиболее существенных недостатков современны доменных печей, является низкая стойкость холодильников и кладки шахт (1.5-2года), приводящая к остановкам печей на ремонт, что связано с большими затратами и производственными потерями. В зависимости от толщины футеровки, шахты разделяют на 3 типа:

1. Толстостенные (толщина кладки 920-805 мм) и 1265 мм в области распара. Система охлаждения была горизонтальной со сменными и не сменными холодильниками.
2. Среднестенные – с толщиной кладки 575 мм – в охлаждаемой части и 705-690 мм – в неохлаждаемой. Система охлаждения вертикальная или комбинированная.
3. Тонкостенные шахты:

1) Толщина кладки 345-230 мм и охлаждение по всей высоте шахты;

2) Толщина кладки 345-230 мм – в охлаждаемой части, и 690-575мм – в неохлаждаемой части. Система охлаждения вертикальная.

Рисунок 13 – Схема рудного двора

1- Штабеля; 2- башенный вагоноопрокидыватель; 3- грейферный кран- переключатель.

Чугунные и шлаковые летки

Для выпуска продуктов плавки в горне печи делают чугунные и шлаковые летки, количество их зависит от объема печи, и технических условий в которых печь работает. На печах объемом 600-700 м³ оказывается достаточно иметь одну чугунную летку .

Печь объемом 100-2000 м³ имеет по две летки, а на печах объемом 3200-5000 м³, сооружают по 4 чугунные летки.

Шлаковые летки расположены в средней части горна. Количество их всегда было одинаковое для печей разного объема. Две шлаковые летки располагают под углом 45-60° по отношению к чугунной летке и под углом 90° одна к другой. С увеличением числа выпуска чугуна до 16-20 в сутки, и уменьшением выхода шлака до 280-350 кг/т чугуна, необходимость в шлаковых летках отпадает и их демонтируют. Это повышает надежность работы , т.к. любые отверстия – наиболее уязвимые места конструкции печи. На новых доменных печах их не делают. Шлак сливается вместе с чугуном. Конструкция чугунной летки имеет простое устройство (рис.19).

Это проем в кладке горна прямоугольного сечения 250-300 мм шириной, и 450-500 мм высотой. Вырез кожуха печи в районе чугунной летки усиливают литой стальной рамой, привариваемой к кожуху.

Внутренняя поверхность рамы футеруют шамотным кирпичом (огнеупорным) . в проем огнеупорной кладки горна забивается огнеупорной футлярной массой, в которую затем после тщательной сушки просверливается буром канал летки, диам. 40-60 мм, угол 12-15° к горизонту. Длина чугунной летки 1,8-2,2 м.

Конструкция шлаковой летки включает в себя 4 водоохлаждаемых холодильника, вставленных один в другой по кольцевым конусным шлифовальным заточкам (рис. 20).

Внутри холодильники набиваются огнеупорной массой, в которой вырезается отверстия для прохода шлаков в шлаковый желоб. Шлаковую летку закрывают шлаковым штопором рычажной конструкции, а открывают легкими ударами стальной пики, разрушая шлаковую корку в шлаковой фурмочке.

Шлаковая лётка — обычно расширяющееся наружу горизонтальное отверстие круглого сечения в огнеупорной кладке горна печи. Периодический выпуск верхнего шлака из лётки производят в периоды между выпусками чугуна.

Продолжительность выпуска продуктов плавки в пределах часа, тогда как время закрытия лётки измеряется секундами. После каждого выпуска лётки заделывают огнеупорной заделочной массой. Ранее в качестве массы использовалась глина, в настоящее время применяются специальные кварцитовые или высокоглиноземистые безводные массы с синтетическим связующим.

На современных печах после окончания выпуска лётка забивается специальной машиной или «пушкой» с гидравлическим или электрическим приводом.

Гидравлическая машина закрытия чугунной лётки включает механизм поворота и механизм прессования. Поворот машины осуществляется при помощи гидроцилиндра поворота и рычажной системы. Гидроцилиндр прессования выдавливает лёточную массу в лётку.

Для шлаковых лёток применяется шлаковый стопор, также оснащенный пневмоприводом или электроприводом. Гидроаппаратура, электрические кабели защищаются от высокой температуры кожухами. Для вскрытия лётки применяется буровая машина с перфоратором, которая пробуривает лётку за несколько минут. Управление всеми механизмами и машинами на литейном дворе осуществляют дистанционно с пульта управления.

Рисунок 14 – Рама чугунной летки доменной печи

Составными частями шлакового прибора (рис. 15) являются шлаковая фурмочка 1, называемая ранее по имени изобретателя фурмочкой Люрмана (медная, штампованная или литая, полая, охлаждаемая водой), литой медный охлаждаемый холодильник или шлаковая амбразура 2, чугунный холодильник 3 и чугунная амбразура (шлаковая «кадушка») 4 с залитыми в них охлаждающими спиральными трубками. Диаметр выпускного отверстия шлаковой фурмочки обычно составляет 50—65 мм в зависимости от диаметра горна доменной печи.

Рисунок 15- Шлаковый прибор доменной печи

Крепление шлакового прибора осуществляют за счет фиксации труб водяного охлаждения 5 к кожуху 6 или к раме прибора 7 при помощи клиновых болтов. Крепление труб фурмочки, холодильников и амбразуры осуществляют системой скоб 8, закрепленных при помощи клиньев 9. С переходом на повышенное давление газа на колошнике введены дополнительные упоры 11, закрепленные болтами 10.