143

Глава 12 системы шихтоподачи

Основными составляющими шихты современных доменных печей являются агломерат, окатыши и кокс; загружают также некоторое количество добавок (главным образом, это железная и марганцевая руда и флюсы). Для обеспечения работы доменной печи требуется бесперебойная подача этих материалов к загрузочному устройству на высоту 60—80 м порциями с определенным темпом и в определенной последовательности. Количество загружаемых в современную высокопроизводительную печь рудных материалов достигает 20 тыс. т и кокса 5500 т в сутки.

Все это предъявляет жесткие требования к системе шихтоподачи, которая должна обеспечить прием, транспортировку, хра­нение, набор, взвешивание и подачу материалов на колошник к за­грузочному устройству. В системе шихтоподачи можно выделить три участка или звена: подача материалов с фабрик окускования, коксохимического завода (цеха) и с внешней железнодорожной сети на бункерную эстакаду; подача материалов из бункеров эстакады к колошниковому подъему; колошниковый подъем.

1 Подача материалов на бункерную эстакаду

Рудный двор

Рудный двор в доменных цехах предназначен для приемки сырых мате­риалов, хранения требуемого их запаса, усреднения, последующей подачи, их на бункерную эстакаду и затем в печь. По такой схеме материалы подают в печь, когда основу шихты доменных печей составляет железная руда. Сейчас большинство доменных печей работает на. окускованном сырье и с рудного двора в печи поступает незначительное количество материалов, а рудные дворы используют как склады- сырья для фабрик окускования.

Рудный двор представляет собой (рис. 69) расположенную вдоль линии доменных печей площадку, ограниченную с одной стороны бункерной эстака­дой 6, а с другой — приемной траншеей 7. Материалы хранятся в штабелях 1, их емкость и площадь двора рассчитывают на обеспечение работы цеха в те­чение 1,5—2 мес. Бетонированная- приемная траншея 7 служит для разгрузки поступающих материалов; вдоль нее проложен железнодорожный путь для при­бывающих вагонов и по ширококолейному рельсовому пути перемещается ба­шенный вагоноопрокидыватель 2.

Вся площадь рудного двора 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 мате­риал 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.

2. Бункерная эстакада

Бункерная эстакада предназначена для хранения у печи требуемого оперативного запаса материалов, их приемки, а также механизации набора и передачи материалов к колошниковому подъему. В строившихся до недавнего времени доменных цехах с печами, оборудованными скиповыми подъемниками, сооружали общую бункерную эстакаду, которая представляет собой вытянутое вдоль цеха и фронта печей, возвышающееся на 9—12 над уровнем заводского пола железобетонное сооружение, состоящее из ряда отдельных бункеров и обслуживаемого их оборудования. Располагают эстакаду вблизи печей со стороны скиповых подъемников. Общий вид и расположение подобной эстакады, оборудованной вагон-весами, можно видеть на рис. 69, поперечный разрез показан на рис. 81. Бункера в такой эстакаде расположены в два ряда (18—32 бункера на одну печь). Над бункерами проложены два Железнодорожных пути 8 для доставки, агломерата и добавок, в бункера 5. Ленточный конвейер 4 служит для доставки кокс в бункера 3. Под бункерами проложен 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 находят 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 с тем, чтобы уменьшить число перегрузок кокса, при которых он измельчается в связи с малой прочностью.

Другой разновидностью подобных эстакад являются такие, в которых материалы от бункеров 5 доставляют к скипу с помощью продольного кон­вейера. Бункера в таких эстакадах размещают как в два, так и в один ряд и оборудуют электровибрацион­ными питателями и грохотами для вы­дачи материалов на конвейер. До­ставку материалов в бункера такой эстакады осуществляют как конвейера­ми, так и железнодорожным транс­портом.

Рис. 81. Бункерная эстакада с вагон-весами

Бункера эстакад делают металли­ческими или железобетонными 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, а иногда четыре; их общую емкость принимают из расчета 0,7 м³ на 1 м³ полезного объема печи (запас примерно на 6 ч работы). Объем бункеров для рудных материалов при их подаче железнодорожным транс­портом принимают 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.

Отдельные бункерные эстакады. Для доменных цехов и печей с конвейерным колошниковым подъемом вместо общей, располо­женной вдоль цеха вблизи печей бункерной эстакады обычно 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. Возможное расположение такой эстакады в цехе пока­зано на рис. 71, 6.

На рис. 82 дан поперечный разрез одной из разновидностей подобных бункерных эстакад. Эстакада представляет собой однопролетное здание с расположенными на высоте 28 м в два ряда бункерами 3 для материалов, которые доставляют конвейерами 1 и распределяют по соответствующим бункерам 3 передвижными

реверсивными конвейерами 2. Из бункеров материалы с помощьр грохотов 4 через бункерные весы 6 поступают на конвейер 7 выдачи. Сборные бункера 5 и конвейеры 8 служат для уборки мелочи, отсеян­ной грохотами 4. Емкость бункеров подобных эстакад для агломерата и окатышей соответствует запасу на 8—12 ч работы печи, для кок­са — на 5—8 ч.

Подача материалов на эстакаду' и ее устройство. Материалы на бун­керные эстакады подают конвейер­ным или рельсовым транспортом (передаточные вагоны; специализи­рованные железнодорожные вагоны-окатышевозы, коксовозы; полу­вагоны с откидывающимися люками в днище). Способ подачи и раз­грузки материалов оказывает суще­ственное влияние на устройство эстакады, величину капитальных затрат на ее сооружение и сложность ее обслуживания.

Рис. 82. Поперечный разрез бункерной эстакады с конвейерной выдачей материалов

При подаче материалов железнодорожным транспортом и раз­грузке вагонов непосредственно на бункерной эстакаде ее высоту делают в пределах 9—12 м. Бункера такой эстакады вследствие ограниченной высоты имеют сравнительно небольшой объем, что предопределяет необходимость сооружения 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 (только 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 становится возможным создание бункеров большой емкости и уменьшение их числа, благодаря чему существенно упрощается система выдачи материалов из бункеров и уменьшается число точек пыления (в местах перегрузок). Подобные эстакады (рис. 82) с конвейерной доставкой и загрузкой материалов в бункера рекомендуются для вновь сооружаемых цехов.

При отдаленных источниках снабжения и доставке материалов в цех железнодорожным транспортом в соответствии с разработ­ками Гипромеза рекомендуется сооружение рядом с эстакадой специального разгрузочного отделения, схожего с показанным на рис. 4,6. Материалы из вагонов, располагаемых на Нулевой отметке, выгружают в приемные бункера разгрузочного отделения и из них наклонным конвейером доставляют на бункерную эста­каду. По расчетам Гипромеза, создание разгрузочного отделения в сочетании с бункерной эстакадой большой высоты экономичнее сооружения обычных бункерных эстакад высотой до 12 м с раз­грузкой вагонов непосредственно на эстакаде.

3. Подача шихты на колошник

Разработаны и в настоящее время применяются два способа по­дачи шихтовых материалов на колошник доменной печи к ее загрузочному устройству — скиповой и конвейерный. Высота подъема материалов для крупных печей достигает 70—80 м.

Скиповой подъемник. Основными элементами скипового подъем­ника (рис. 83) являются: наклонный мост 5, два перемещающихся по мосту скипа 5, скиповая лебедка 1 и система канатов 4 и бло­ков для подвески и перемещения скипов. Наклонный мост пред­ставляет собой сварную пространственную металлоконструкцию, внутри которой проложены два рельсовых пути 7, по которым движутся скипы. Угол наклона моста к горизонту составляет 47-54°, а на участке скиповой ямы 6 достигает 60°. Наклоннцй мост имеет две опоры — фундамент у скиповой ямы и колонну 2 (пилон), опирающуюся на фундамент доменной печи.

Скип представляет собой сварную стальную коробку прямо­угольного сечения с открытым передним торцом и закругленным дном. Для перемещения по рельсам он имеет передние и задние скаты (колеса). Объем скипа (V_ск) определяет по эмпириче­ской формуле Vск≈0,0065 V₀, где V₀ — полезный объем печи, м³; V_ск достигает 20 м³.

Перемещение скипов обеспе­чивает скиповая лебедка 1, раз­мещаемая в машинном зале под наклонным мостом. Грузоподъем­ность скиповых лебедок возра­стает при росте объема печи и скипа и для печей объемом 1033—3200 м³ составляет 15—39 т. Скипы соединяют канатами с ба­рабаном скиповой лебедки таким образом (рис. 83), что обеспечи­вается уравновешивание скипов; при движении груженого мате­риалами скипа вверх порожний скип опускается вниз, в скипо­вую яму.

Рис. 83. Схема скипового подъемника

Загрузка материалов в скип 3,6 происходит в скиповой яме 6, разгрузка — на колошнике в приемную воронку засыпного аппарата путем опрокидывания (наклона) скипа 3, а. Опрокидывание скипа происходит вследствие того, что передние скаты скипа дви­жутся по рельсам загибающимся книзу, а задние переходят на более широкую колею, загибающуюся кверху. Время подъема (опускания) скипа обычно составляет 35—45 с, скорость движе­ния по мосту достигает 3—4 м/с.

Конвейерный колошниковый подъем схематически показан на рис. 84. Подачу материалов на колошник осуществляют одним на­клонным ленточным конвейером. Конвейер размещен в закрытой наклонной галерее, монтируемой на нескольких опорах и соеди­няющей колошниковое устройство печи с бункерной эстакадой

Рис. 84.. Конвейерный колошниковый подъем:

1 — бункерная эстакада; 2 —галерея ленточного конвейера; 3 — контргруз для натя­жения ленты 4— натяжной вал; 5 — опоры; 6 — засыпной аппарат; 7 — доменная печь

Угол наклона конвейера к горизонту делают в пределах 10—11° (при транспортировке агломерата он не должен превы­шать 12°). Малый угол наклона обусловливает большую длину конвейера, которая составляет 250—500 м. Привод конвейера делают в составе двух-четырех двигателей, конвейер снабжают натяжным устройством в виде груза. В конвейерах применяют резинотросовые ленты с покрытием из трудновоспламеняющейся резины шириной 1,2—2,0 м. Для придания ленте желобообразной формы боковые опорные ролики конвейера имеют наклон в 30° к горизонту. Скорость движения ленты составляет около 2,0 м/с.

Конвейер работает непрерывно, а транспортируемые материа­лы располагаются на нем отдельными порциями с определенными интервалами, величина которых зависит от режима работы за­грузочного устройства печи и требуемой интенсивности загрузки, определяемыми заданной программой. Обычно управление режи­мом подачи материалов автоматизировано. Важным технологиче­ским преимуществом системы является возможность подачи в одной порции агломерата, окатышей и добавок путем послойной их укладки на ленте при ее движении под подающими бункерами. Материалы можно подавать в таких соотношениях и последова­тельности, какие требуются для гибкого управления работой до­менной печи.

Большая длина конвейера требует изменения планировки до­менного цеха — бункерную эстакаду необходимо располагать на удалении от печи, а не рядом, как в случае применения скипового подъемника. Конвейерная система подачи материалов на колош­ник вызывает также необходимость применения засыпных аппа­ратов новой конструкции, отличающихся от широко применяю­щихся двухконусных аппаратов с вращающимся распределителем. Эти аппараты должны иметь не менее двух специальных воронок-бункеров для приема подаваемых конвейером материалов.

Общая характеристика колошниковых подъемов. Все строив­шиеся до недавнего времени доменные печи оборудованы скипо­выми подъемниками шихты на колошник. Конвейерную систему подачи начали применять в последние годы на новых доменных печах большого объема. Основной причиной, обусловившей при­менение конвейерной подачи, явилось то, что скиповые подъем­ники не обеспечивают требуемый темп загрузки печей большой производительности. Преимущества конвейерной системы подъема по сравнению со скиповой:

значительно большая производительность, достигающая 30000 т материалов в сутки и более;

на 15—20% снижаются удельные капитальные затраты на сооружение колошникового подъема и эксплуатационные расходы;

создается единая система подачи шихты на колошник непре­рывным транспортом с полной ее автоматизацией;

облегчается строительство доменной печи, так как печь и кон­вейерный подъемник являются независимыми сооружениями;

отпадает необходимость в сооружении скиповой ямы, все обо­рудование находится на поверхности, что облегчает обслуживание;

около печи высвобождается территория для размещения дру­гих агрегатов (например, установок припечной грануляции);

срок службы ленты конвейера в несколько раз больше срока службы скиповых канатов;

возможность подачи в одной порции нескольких материалов путем их послойной укладки на ленте.

С учетом изложенного для вновь сооружаемых доменных печей .большого объема рекомендуется применение конвейерного колош­никового подъема.