Основы проектирования бункеров
Сыпучие шихтовые материалы хранятся не только на открытых площадках, но и в бункерах.
Основная роль бункеров:
– создание оперативного запаса материалов (роль бункерного накопителя);
– усреднение материалов в процессе загрузки-выгрузки;
– механизация и автоматизация выдачи материалов;
– дозирование материала, отсев мелочи.
По расположению бункера делятся на две группы: с нижним и верхним расположением.
По способу установки бункера бывают ямные и подвесные (рис. 1).
1 – магнитно-грейферный кран; 2 – электромагнит; 3 – грейфер; 4 – конвейер; 5 – подвесной бункер для сыпучих материалов; 6 – затвор-питатель; 7 – железнодорожный путь; 8 – ямный бункер для скрапа
Рисунок 1 – Схема расположения бункеров
Классификация бункеров:
– нижние или верхние (по расположению);
– ямные или подвесные (по способу установки).
Нижние бункера располагают на уровне земли. Верхние бункера расположены выше уровня земли. Для заезда на них устраивают длинные въездные эстакады или наклонный конвейерный транспорт. Поэтому затраты на строительство бункеров с верхним расположением выше, но проще решаются задачи механизации выгрузки и транспортировки материала из этих бункеров.
Ямные бункера дешевле при сооружении. Недостатки их связаны с загрузкой и выгрузкой материала из них через верх. При этом материалы измельчается, слеживается, имеются «застойные» зоны, сложнее организовывать выгрузку материала. В металлургии ямные бункера чаще всего применяют для хранения магнитных материалов.
В подвесных бункерах загрузка материалов осуществляется сверху, а выгрузка – снизу. Материал в бункере не слеживается, постоянно обновляется, дополнительно перемешивается. Проще организовать механизированную выдачу материала с перегрузкой на транспортирующее устройство. Часто одновременно с выдачей осуществляется отсев мелочи.
Верхние бункера:
– достоинства: проще решаются задачи механизации выгрузки и транспортировки материала;
– недостатки: для заезда на них нужно устраивать длинные въездные эстакады или наклонный конвейер.
Подвесные бункера:
– достоинства: материал в бункере не слеживается, постоянно обновляется, нет «застойных» зон; при выгрузке дополнительно перемешивается; проще организовать механизированную выдачу материала с перегрузкой на транспортирующее устройство; можно одновременно с выдачей осуществлять отсев мелочи;
– недостатки: дороже при сооружении.
Наклон стенок бункеров выбирают с учетом угла естественного откоса материалов. Ямные бункера для скрапа часто имеют вертикальные стенки.
Расчет количества бункеров
Количество бункеров определяют на основании требуемого общего их объема
, (1)
где P – суточная производительность цеха (участка), т продукции/сут;
q – удельный расход сыпучего материала для производства 1 т продукции, т материала/т продукции;
tзап – запас материала в бункерах (время работы накопителя), ч.
– удельная насыпная масса материала, т материала/м3.
Количество рабочих бункеров
, (2)
где Vб – геометрический объем типового бункера, м3;
и – коэффициент использования геометрического объема бункера (для ямных бункеров для скрапа и = 1,2; для остальных бункеров – и = 0,8).
Пример расчета количества бункеров для доменной печи
Коксовые бункера. Коксовых бункеров обычно два, а иногда четыре (шесть бункеров для доменных печей от 5000 м3). Удельная вместимость бункеров принимается приблизительно из расчета 0,7 м3 на 1 м3 полезного объема печи. Вместимость одного бункера 300-650 м3. Запас кокса рассчитывается на 6-12 ч работы доменной печи. Угол наклона стенок бункера 45.
Рудные бункера. Количество бункеров для рудных материалов рассчитывается из заданной производительности доменной печи. Удельная вместимость бункеров при подаче материалов железнодорожным транспортом принимается из расчета 2,5 м3 на 1 м3 полезного объема печи. Объем одного бункера 250 м3. Запас рудных материалов рассчитывается на 20-24 часа работы печи (при транспортировании на дальние расстояния) или на 8-12 часов (при конвейерной подаче с близко расположенных фабрик подготовки сырья).
Пример. Рассчитать количество бункеров под агломерат для доменной печи полезным объемом 2002 м3 (КИПО равен 0,52 м3/(т/сут).
Предположив, что аглофабрика расположена недалеко от доменного цеха, но подача осуществляется железнодорожным транспортом, примем запас агломерата в бункерах на 15 часов работы печи. Расход агломерата на 1 т чугуна (из расчета шихты) равен 1,62 т агломерата/т чугуна). Насыпная масса агломерата 1,72 т/м3.
Решение.
По заданной величине КИПО и полезному объему доменной печи находим ее суточную производительность
.
Количество бункеров определим по уравнению 1
.
Предусматривая сооружение бункеров для агломерата геометрическим объемом 250 м3 находим их число по формуле 2
.
Здесь 0,8 – коэффициент использования геометрического объема бункера. Принимаем 12 бункеров с учетом их двухрядного расположения.
При 12 бункерах в работе предусматриваем два бункера в ремонте (в резерве).
Определим действительный запас агломерата. Из уравнения 1 следует, что
.
Определив величину V из уравнения 2
окончательно получим
часов.