§ 21. Система загрузки печи

Как было уже ранее сказано, шихтовые материалы в шахте доменной печи должны быть равномерно распределены, при этом условии доменная печь будет работать с высокими экономическими показателями и производительностью. Нарушение распределения шихтовых материалов приведет к одностороннему прохождению газов, расстройству хода печи и снижению ее производительности.

Для равномерного распределения шихтовых материалов по сечению колошника, загрузки шихты в доменную печь, а также для предотвращения выхода доменного газа через колошник в атмосферу во время опускания подачи служит засыпное устройство (рис. 46).

К оборудованию засыпного устройства относятся: приемная- воронка, распределитель шихты, засыпной аппарат, балансиры большого и малого конусов и зонды с лебедками.

Приемная воронка. Она предназначена для перегрузки из скипов шихтовых материалов во вращающуюся воронку распределителя шихты. Приемная воронка выполнена в виде течки, сечение которой переходит из прямоугольного в круглое. Внутренняя часть воронки подвергается ударному и абразивному износу от падающих кусков шихты, поэтому она защищается от износа плитами из марганцовистой стали толщиной до 50 мм. Приемную воронку монтируют на колошнике.

Рис. 46. Схема засыпного устройства доменной печи (в сборе): 1 - чаша большого конуса; 2 - большой конус: 3 - конус жесткости; 4 - защитный конус: 5- клин; 6 - газовый затвор; 7 - распределитель шихты; 8 - малый конус; 9 – штанга большого конуса; 10 – штанга малого конуса; 11 – траверса штанги; 12 - тяги малого конуса; 13 - траверса штанги большого Конуса; 14 –тягибольшого конуса; 15- прямило; 16 - балансиры большого конуса; 17 -балансир малого конуса; 18 - ось балансиров; 19 - подшипники балансиров; 20 - контргрузы; 21 - подбалансирная рама; 22 - балки балансирной рамы; 23 -пантограф (направляющее устройство); 24 - тележка для поддержки балансиров; 25 - гидравлические домкраты для передвижки балансиров; 26 - колошниковый фланец; 27 - купол печи; 28 - воронка; 29 -скип; 30 - защитные кольца штанги малого конуса

Распределитель шихты. Распределитель (рис. 47) предназначен для равномерного распределения шихтовых материалов во время загрузки их в засыпной аппарата. Распределение шихты во вращающемся распределителе достигается путем поворота вращающейся воронки после разгрузки каждого скипа на определенный угол по устанавливаемой программе поворота распределителя шихты. Распределитель шихты смонтирован на верхнем фланце газового затвора, под приемной воронкой.

Верхнюю часть вращающейся воронки 1 изготавливают из двух половин с разъемом по вертикали, внутреннюю часть воронки облицовывают плитами 2 из марганцовистой стали толщиной до 50 мм. Нижнюю часть вращающейся воронки изготавливают из литой стали, она состоит из двух воронок-наружной 3 и внутренней 4. Для предотвращения прорыва газов во время опускания шихты в печь между наружной воронкой и неподвижным опорным кольцом распределителя предусмотрено двухъярусное сальниковое уплотнение 5 с асбесто-проволочной графитовой набивкой, которая смазывается густой смазкой.

Нижняя наружная вращающаяся воронка фланцами 7опирается на ролики, установленные на кронштейнах опорного кольца: три опорных ролика 8 воспринимают нагрузку от веса вращающейся воронки и шихтовых материалов; три контропорных ролика 10 воспринимают нагрузку от усилия прижима балансира малого конуса при его закрывании; три ролика 3, расположенные на кронштейнах опорных роликов, центрируют ось вращения вращающейся воронки. На верхнем фланце вращающейся воронки укреплен зубчатый венец 11, находящийся в зацеплении с шестерней 12, закрепленной на выходном валу углового редуктора. Вращение воронки осуществляется электродвигателем 15 через эластичную муфту 14, цилиндрический редуктор 16 и угловой редуктор. К противоположному концу выходного вала цилиндрического редуктора с помощью муфты присоединен сельсин-датчик 17, командоаппарат 18 и второй сельсин-датчик (на рис. 47 не показан).

Механизм вращения распределителя шихты защищен от попадания кусков шихты металлическим зонтом 19. Электропривод вращения распределителя шихты в целях предохранения его от действия горячих газов установлен в стороне и соединен с угловым редуктором промежуточным валом 13. Малый конус 20 при помощи пустотелой штанги 21, на которую навернута головка 22 с роликовым подпятником 23, подвешен к двум тягам балансарного устройства.

Зазор между штангами большого и малого конусов уплотнен сальниково-лабиринтным уплотнением с паровым противодутьем.

Штанга малого конуса 21 предохраняется от абразивного износа надетыми на нее футеровочными полукольцами 24 из марганцовистой стали. Малый конус (диаметр 2000 мм) изготовляют из литой стали. В целях увеличения срока службы контактные поверхности малого конуса и внутренней воронки наплавляют твердым сплавом. После шлифовки и накладывания воронки 4 на конус 20, допустимый зазор в контактных поверхностях не должен превышать 0,03 мм. На верхнюю часть малого конуса накладывают защитное покрытие из марганцовистой стали или всю поверхность малого конуса наплавляют электродами из износоустойчивой стали.

Все узлы трения механизмов распределителя шихты оснащены подшипниками качения

Распределитель шихты работает автоматически по заданной программе системы загрузки доменной печи. Привод связан электрическими блокировками

с другими механизмами системы загрузки. Вращение воронки распределителя шихты возможно только при закрытом малом конусе; до полной остановки воронки малый конус не может опуститься; вращение воронки может начаться лишь после высыпания шихты из скипа и начала движения скипа вниз.

После загрузки шихтовыми материалами воронка распределителя вместе с прижатым к ней малым конусом поворачивается на угол, заданный по программе (0,60, 120, 180, 240, 300"). При расстройстве хода доменной печи с образованием местных каналов в столбе шихтовых материалов или периферийного хода, заданная программа работы распределителя шихты может быть изменена в целях устранения указанных расстройств. Смазка подшипников качения распределителя шихты, сальникового уплотнения вращающейся воронки, роликового подпятника, штанги малого конуса и сальника междуштангового уплотнения - густая централизованная от автоматических станций, установленных в машинном помещении.

SHAPE \* MERGEFORMAT

Рис. 47. Распределитель шихты

Газовый затвор 5 (см. рис. 48) изготовляют из листовой стали. В затворе предусмотрен большой люк 6 для возможности замены малого конуса и три люка 7 для ревизии и ремонта засыпного аппарата. Верхний и нижний фланцы газового затвора обрабатывают на токарном станке; они должны быть строго параллельны между собой и находиться на одной оси.

На фланцах газового затвора и основного опорного колошникового кольца во время их обработки протачивают канавки для уплотняющей круглой асбестовой набивки. Внутренняя цилиндрический часть газового затвора защищается от абразивного износа съемными плитами 9 из марганцовистой стали. Газовый затвор устанавливают на кожух доменной печи при помощи фланца опорного колошникового кольца 8, которое приваривают к кожуху доменной печи электросваркой.

Опорное колошниковое кольцо 8 изготовляют из стального литья из двух частей, соединяемых между собой болтами с последующей заваркой соединения. Опорное колошниковое кольцо устанавливают на месте монтажа на кожух шахты доменной печи с допуском по горизонтали, не превышающем 0,3 мм на 1 м диаметра фланца, с последующей приваркой к кожуху шахты доменной печи.

Балансиры конусов. В настоящее время почти все доменные печи Советского Союза работают при повышенном давлении газа под колошником, поэтому на них применяют засыпные устройства с принудительым опусканием большого и малого конусов.

Балансиры конусов предназначены для подъема и принудительного спускания конусов.

На рис. 49 представлена типовая конструкция кривошипных балансиров Уральского завода тяжелого машиностроения им. С. Орджоникидзе, предназначенных для работы на доменных печах с повышенным давлением под колошником.

Рис.49.Балансиры конусов загрузочного устройства

На сварной раме 1 на двух подшипниках качения 8 установлена ось 7, па которой жестко насажены два крайних рычага 2, предназначенных для большого конуса, и средний рычаг 3, смонтированный на подшипнике трения 9, для малого конуса. К коротким плечам рычагов при помощи тяг и коушей прикрепляют канаты, идущие к лебедке маневрирования конусами. К этим же плечам ближе к оси их вращения крепят подвески 4, которые в нижней части соединяются с вилками 5 прямильного устройства. К средней части подвесок 4 шарнирно присоединены подвески штанг конусов 6.

Прямильное устройство 5 предназначено для удержания тяг большого и малого конусов во время их открывания и закрывания в строго центрированном положении к установленным чашам большого и малого конусов.

Центровка рамы балансирного устройства к оси засыпного аппарата осуществляется при помощи домкратов - фиксаторов 10.

Опорная тележка II служит для опускания на нее рычагов (с противовесами) большого и малого конусов во время ремонта засыпного устройства.

Смазка узлов трения балансирного устройства-густая централизованная осуществляется от станции, установленной в помещении машинного зала.

Штанга малого конуса (рис. 50) подвешена на двух подвесках 1, соединенных с траверсой 2, которая в свою очередь соединена с подвеской 3 балансира малого конуса. Штангу большого конуса прикрепляют к траверсе 4, висящей на подвесках 5 б алансира большого конуса.

Рис.50. Подвески конусов

Уравнительные клапаны. Применяются при работе доменных печей с повышенным давлением газа на колошнике.

Уравнительный клапан малого конуса служит для уравнивания давления в межконусном пространстве с атмосферным. Он открывается перед каждым опусканием малого конуса, при этом межконусное пространство газового затвора соединяется с атмосферой.

Уравнительный клапан большого конуса служит для уравнивания давления газа в межконусном пространстве с давлением в печи. Клапан соединяет межконусное пространство газового затвора с газопроводом полу чистого газа при каждом опускании большого конуса.

В настоящее время применяется типовая конструкция уравнительного клапана с встроенным электроприводом в качестве наполнительного и уравнительного.

На рис. 51 представлена такая конструкция уравнительного клапана диаметром 300 мм.

К

Рис. 51. Уравнительный клапан

лап ан состоит из стального корпуса 1, съемного седла 2, клапанной тарелки 3, соединенной при помощи шарового шарнира с рычагом 4, закрепленного на валу 5.

Открытие и закрытие клапана происходит при вращении электродвигателя 6 через червячный редуктор 7, на выходном валу которого закреплен кривошип 8, шарнирно соединенный с тягой 9. Тяга другим концом соединена с коромыслом 10, в средней части которого закреплен вал 5.

В закрытом положении клапана клапанная тарелка прижимается к седлу грузом 11, закрепленным на двуплечем рычаге 12. При открытии клапана груз плавно поднимается при помощи ролика 13, укрепленного в коромысле 10. Конечные положения уравнительного клапана фиксируются командоаппаратом 14, связанным с валом клапана муфтой 15 и кинематическим редуктором 16.

Контактные поверхности съемного седла и клапанной тарелки наплавляют твердым сплавом сормайт в целях увеличения срока службы клапанов.

Для контроля уровня шихты на колошнике применяют механические зонды и зонды, основанные на применении радиоактивных изотопов.

На рис. 52 показана конструкция цепного зонда, состоящего из закрытого газонепроницаемого корпуса, внутри которого находится барабан 1 для цепи 2, работающей в зоне высокого давления. На общий вал 7 неподвижно насажены барабаны I и 6 для троса, идущего к зондовой лебедке. Вал 7 вращается на подшипниках качения и уплотнен при помощи сальников в местах выхода из корпуса.

Замена зонда осуществляется в следующей последовательности: заменяемый зонд поднимается в нижнюю часть корпуса, отсечной пробковый кран 4 перекрывает под конусное (колошниковое) пространство, затем открывается люк 5, через который и устанавливается новый груз 3.

Затем закрывается люк, открывается отсечной кран и осуществляется наладка зонда по указателю нулевого положения зонда 8.

Работа зонда осуществляется зондовой лебедкой, установленной в машинном зале. При включении зондовой лебедки происходит движение каната вверх и, следовательно, вращение барабанов 1 и подъем груза 3. Подъем груза 3 происходят за счет усилия, развиваемого зондовой лебедкой, а опускание – за счет собственного веса груза. При сматывании каната с барабана происходит наматывание цепи на барабан (подъем груза).

А-А

Рис.52. Цепной зонд

Зонд устанавливают ниже опорного колошникового кольца в купол кожуха доменной печи. На доменную печь, как правило, устанавливают два зонда (левого и правого исполнения) на левой и правой стороне доменной печи. Зонды с применением радиоактивных изотопов в настоящее время применяют крайне редко и поэтому устройство их в настоящей книге не рассмотрено.