Расчет оборудования для транспортировки и переработки чугуна и шлака. Методические указания к практической работе по дисциплине «Проектирование и обор

1. Уборка и транспортировка жидких продуктов доменной плавки

Выпускаемый из доменной печи чугун по желобам направляется в чугуновозные ковши (чугуновозы), предназначенные для приема жидкого чугуна из доменной печи и его транспортировки в сталеплавильные цехи и на разливочные машины. Перед вскрытием чугунной летки их устанавливают на постановочных железнодорожных путях под сливными носками литейного двора.

Рис. 1. Чугуновоз:

1 – платформа; 2 – ковш; 3 – ходовая тележка; 4 – стальная щека;

5, 6 – верхние и нижние цапфы соответственно; 7 – лапа; 8 – кронштейн;

9 – лафеты; 10 – изогнутая лафета; 11 – автосцепка

Чугуновоз (рис. 1) состоит из платформы 1, на которой установлен ковш 2 и двух ходовых тележек 3, служащих для транспортирования ковша по рельсовым путям. Корпус ковша выполнен сварным из стальных листов толщиной 24 мм и футерован внутри шамотным кирпичом (толщина дна 310,

стен – 280 мм). К корпусу ковша снаружи приварены две стальные щеки 4,

4

каждая из которых имеет три цапфы и две лапы. Верхние цапфы 5 служат для захвата ковша крюками крана при его подъеме, а нижние цапфы 6 – для опоры ковша на лафеты платформы. Лапы 7 предназначены для опоры ковша при кантовке его на стенде разливочной машины.

К нижней части корпуса ковша с противоположных сторон при-

крепляются кронштейны 8, предназначенные для опрокидывания ковша при помощи крюка кантовальной лебедки на стенде разливочной машины или крюка вспомогательной тележки мостового крана при сливе чугуна в сталеплавильных цехах.

Платформа чугуновоза состоит из двух лафетов 9, жестко соединенных между собой изогнутыми балками 10. Платформа оборудована автосцепкой 11.

Двухосные ходовые тележки железнодорожного типа, на которые опирается платформа, оборудованы пружинными рессорами и буксами с роликовыми подшипниками.

Наибольшее распространение получили чугуновозы с ковшами грушевидной формы емкостью 100-140 т. Такая форма ковша обусловлена стремлением уменьшить потери тепла и образование корки застывшего металла при транспортировке его потребителям. Разработана конструкция чугуновоза миксерного типа емкостью 175-200 т.

На зарубежных предприятиях черной металлургии для перевозки чугуна на заводы, не имеющие доменного передела, применяют большегрузные чугуновозы сигарообразного и миксерного типов (рис. 2) емкостью до 400-

500 т. В доменном цехе в постоянной эксплуатации должно находиться опре-

деленное количество чугуновозов и шлаковозов. Длительность эксплуатации ковша зависит от соблюдения правил по уходу за ним.

Межремонтный срок чугуновоза определяется стойкостью огнеупорной футеровки. Уход за футеровкой сводится к тому, чтобы на выпуске чугуна из доменной печи в ковш не попадал жидкий шлак, сильно разъедающий футеровку ковша.

5

(кислородной) резки, связанные со значительными энергозатратами и весьма трудоемкие.

В ОАО «Днепропетровский завод им. Петровского» разработана техно-

логия предотвращения образования и удаления настылей за счет использования измельченного (фракция 0,15-3,0 мм) алюмосодержащего продукта пере-

работки шлаков алюминиевых сплавов, содержащего до 50% А12О3 и до 8%

K20+Na2O. Расфасованную в мешки смесь (по 25 кг) перед выпуском чугуна загружают на дно ковша из расчета не более 1,4 кг/т чугуна. В результате вза-

имодействия смеси с чугуном на поверхности последнего образуются жидкоподвижные кислые шлаки, размывающие настыли на огнеупорной футеровке ковша. Использование такой технологии позволило увеличить число наливов ковшей на 30% и сократить расход огнеупоров на текущий ремонт их футеровки с 2,4 до 0,45 кг/т чугуна.

Кроме ухода за огнеупорной футеровкой, персонал механической службы осуществляет надзор за стальным кожухом ковша и ходовой частью,

обеспечивая своевременную смазку трущихся деталей и предупреждая возможные повреждения.

Шлаковозы предназначены для приема жидкого шлака и его транс-

портировки от доменной печи к грануляционным устройствам или на шлаковый отвал.

Шлаковоз (рис. 3) состоит из платформы 1, ходовых тележек 2, опорного кольца 3 с цапфами, ковша 4 и механизма кантования ковша, состоящего из привода и зубчатой передачи.

Платформа выполнена цельносварной. Несущими элементами являются две изогнутые балки, к которым приварены два лафета.

На обоих лафетах закреплены зубчатые рейки 5, на линейки которых опираются бегунки 6, отлитые заодно с опорным кольцом 3. К опорным бегункам крепятся зубчатые секторы 7, входящие в зацепление с зубчатыми рейками 5.

7

сферическим дном. Угол поворота ковша при кантовке составляет 116°, дли-

тельность разгрузки ковша 75-90 с. Разработана конструкция сдвоенного шлаковоза с двумя ковшами общей емкостью 33 м3 на одной платформе.

При эксплуатации шлаковозов необходимо регулярно осматривать состояние чаши, кантовального механизма и ходовой части и проводить профилактический ремонт по установленному графику. Во время выпуска чугуна горновые должны следить за тем, чтобы в чашу вместе со шлаком не попадал чугун во избежание прогара чаши. Чугун в шлаковую чашу может попасть при неправильно подготовленных канавах, бурном выпуске или холодном ходе печи. Для предохранения чаши от прогара и лучшего ее освобождения от шлака перед наливом шлаковоза дно чаши обязательно подсыпают сухим «мусором» – смесью шлака и песка, образующихся при уборке желобов.

Для повышения срока службы ковша и облегчения выбивания из него

«корки» застывшего шлака и чугуна внутреннюю поверхность ковша обрызгивают известковым раствором после каждого слива шлака на шлаковом отвале.

Рис. 4. Установка барабанного типа для полусухой грануляции шлака:

1 – ковш; 2 – лоток; 3 – приемная ванна; 4 – сливной носок; 5 – барабан;

6 – скрепная лебедка; 7 – бункер

Доменный шлак, используемый в качестве исходного сырья для произ-

водства строительных материалов, подвергают измельчению, в том числе ме-

тодом мокрой грануляции – воздействием воды на расплавленный шлак. Не-

9

достатком этого способа является высокая влажность гранулированного шлака

(15-35%), что требует дополнительных затрат на его перевозку и сушку.

Поэтому сейчас получает распространение способ полусухой грануляции,

осуществляемой преимущественно в установках барабанного типа (рис. 4).

Жидкий шлак сливают в приемную ванну, служащую для улавливания чугуна. Из ванны шлак поступает в наклонный грануляционный желоб, а из желоба – во вращающийся барабан с лопатками. Через торцы барабана подают воду. При поступлении на лопатки барабана шлак разбивается и дополнительно гранулируется в пароводяной среде, образующейся вокруг барабана. Лопатками барабана гранулированный шлак отбрасывается на значительное расстояние. В

воздухе гранулы полностью затвердевают. Гранулированный шлак скреперной лебедкой подают в бункер, а из бункера через течку – в железнодорожные вагоны. Влажность шлака при этом способе грануляции не превышает 10%.

Существуют и другие установки для получения гранулированного шлака методом сухой грануляции, например гидроударные и гидрожелобные.

Последние исключают необходимость перевозки жидкого шлака в шлаковозах.

Заслуживает внимания способ грануляции в барабанах-валках с использованием тепла гранулируемого шлака в виде пара.

Некоторую часть шлака сливают на шлаковых отвалах, представляющих собой естественный или искусственный откос, вдоль которого проложены железнодорожные пути для подачи шлаковозов. Шлаковый откос оборудуют электрическими киосками с переносными кабелями для питания приводов кантовальных механизмов шлаковозов. Шлак из шлаковых ковшей сливается под откос и затвердевает. Его используют для строительства шоссейных дорог и на шлакоперерабатывающих заводах.

На доменных печах большого объема применяют бесковшевую уборку шлака. Так, на доменной печи полезным объемом 5000 м3 сооружены две грануляционные установки, каждая из которых предназначена для приема шлака из двух леток. В состав каждой установки входят две технологические линии (рабочая и резервная). Работа установок заключается в следующем.

10