2.5.3 Бзу роторного типа

На рис.2.16 представлена схема БЗУ роторного типа. Центральным узлом РЗУ (роторное загрузочное устройство) является пятилопастный ротор, установленный по оси печи непосредственно над поверхностью засыпи. Газовыми затворами являются два конуса уменьшенных размеров. ВРШ оригинальной конструкции обеспечивает дополнительное усреднение в распределении шихтовых материалов по окружности печи. Таким образом РЗУ нельзя отнести полностью к бесконусным загрузочным устройствам. Однако по принципу распределения шихтовых материалов непосредственно на колошнике доменной печи РЗУ полностью соответствует бесконусным загрузочным устройствам.

Преимуществом ВРШ по сравнению с типовой конструкцией является отсутствие уплотнения вокруг вращающейся воронки. Малый конус, закрывающий воронку, и газозапирающий малый конус выполнены отдельно с разными функциями. Вторым преимуществом ВРШ является минимальное выпускное отверстие, которое значительно улучшает окружное распределение шихтовых материалов.

Значительным отличием РЗУ является конструкция ротора из пяти лопастей, позволяющих ссыпать материалы пятью потоками с широким диапазоном по радиусу колошника.

Исследования на модели РЗУ, выполненной в масштабе 1:25, показали значительное изменение коксовых и рудных гребней от скорости вращения

ротора. В таблице 2.18 показано изменение положения гребней кокса и агломерата от скорости вращения ротора [121].

Таблица 2.18 – Изменение положения гребня шихтовых материалов (в числителе – кокс, в знаменателе – агломерат) на поверхности засыпи в зависимости от скорости вращения роторного распределителя (при уровне засыпи 1,8м)

Скорость вращения, 1/60с-1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17
Расстояние от оси печи, мм	1685 –	1805 1607	1930 1790	2005 1890	2235 2020	2410 2190	2580 2370	2770 2545	3060 2880	3325 3140	3535 3370	3730 3570	3930 3750	4140 3920	_-_ 4085	_-_ 4260

При совместной загрузке в подачах кокса и агломерата (например, ААКК↓) гребни рудных нагрузок мало изменяются при различной скорости вращения ротора рис.2.17 [121]. Поэтому в основном загрузку шихты РЗУ производят раздельно для агломерата и кокса АА↓КК↓ (емкость межконусного пространства два скипа материалов). Это недостаток РЗУ, поскольку исключается регулировка радиального распределения газовых потоков за счет изменения очередности в загрузке кокса и рудной составляющей подачи. Об этом подробно изложено в первом разделе учебника.

Кроме того, концентрированные линзы рудной составляющей шихты по высоте, создают в зоне когезии дополнительные трудности для прорыва печных газов через плотный слой размягченных рудных материалов без коксовых «окон».

По сравнению с БЗУ лоткового типа РЗУ имеет преимущество в том, что ссыпание шихты с лопастей ротора происходит более широким потоком. Окружная неравномерность по массе из двух скипов составила 0,5-2,0% и по фракциям 2-4% [121], что более равномерно по сравнению с окружным распределением шихты БЗУ лоткового типа.

Однако степень перевеивания мелких частиц шихты из более тонких слоев ссыпаемых с лопастей ротора материалов будет выше, по сравнению с более кучной загрузкой шихты при ссыпании её с лотка БЗУ.

В случае нарушения потоков печных газов по вертикальным и горизонтальным сечениям колошника, это отрицательно скажется для загрузки шихты РЗУ в большей мере, чем в случае загрузки БЗУ лоткового типа. Материалы с нижнего конуса через воронку с переменным углом наклона поступают на вращающийся ротор весьма неравномерным потоком. Поэтому, несмотря на то, что при выгрузке порции материалов в количестве 2-х скипов образуется свыше 40 замкнутых колец, распределение по окружности (рис. 2.18) и по радиусу (рис.2.19) колошника кокса и агломерата по условно принятым 6 кольцевым зонам и 8 радиальным секторам недостаточно равномерно.

На рис. 2.19 видно, что в 3, 4 и 5-ом секторах количество кокса составляет 60-65%, а количество агломерата в 1-3 секторах 84%. Следовательно из указанных секторов кокс и агломерат распределяются за счет свободного их движения по воронкообразной поверхности засыпи. При этом имеет место такая же сегрегация по крупности и по весу отдельных кусков и частиц шихты, как это происходит и при загрузке печи типовыми ЗУ.

Вследствие изложенного выше, приходится работать на более высоких скоростях вращения ротора, хотя при загрузке пятью потоками (по числу лопастей) замкнутое кольцо шихтовых материалов на колошнике формируется при повороте ротора на 0,2 оборота. Вращение ротора на максимальных скоростях необходимо и для того, чтобы агломерат в больших количествах распределялся в периферийной зоне. В противном случае неизбежен периферийный ход газов с повышенным расходом кокса.

Все указанные положительные и отрицательные стороны загрузки печей РЗУ сказываются на неадекватных результатах его работы. Так по различным источникам экономия кокса по сравнению с загрузкой печей типовыми ЗУ составляет от 2-х до 7% для одних и тех же доменных печей ЗСМК и БМЗ (Индия) [113,121].

Если для доменных печей полезным объемом > 3000м³ РЗУ можно рассматривать как конкурентноспособное ЗУ по сравнению с дисковыми распределителями [8, рис.124 и 125], а также с БЗУ лоткового типа [3, 8, 95, 118, 119 и др.], то для печей полезным объёмом < 3000м³ установка БЗУ любой конструкции ( в том числе и РЗУ) экономически нецелесообразна. В этом плане установка РЗУ на доменной печи полезным объёмом 1033м³ на БМЗ (Индия) является экономически необоснованной.

Непонятно утверждение авторов [121], что капитальные и эксплуатационные затраты РЗУ на 15% ниже соответствующих затрат на установку типового ЗУ. Известно, что стоимость РЗУ оценивается в 4,5-6,5млн. долларов США в зависимости от объёма печей малого и среднего объёма. Это в 3-5 раз больше стоимости ЗУ типовой конструкции.

Основные технологические приемы управления распределением материалов и газов по концентрическим сечениям доменной печи:

• для устранения периферийного хода печи следует переходить на большую скорость вращения ротора, например, если грузили АА-3-4; АА-5-4, то перейти соответственно на загрузку АА-5-4; АА-5-7; кокс при этом загружается без изменения скорости вращения ротора;

• при загруженном центре в первую очередь загрузить несколько подач кокса с остановленным ротором: КК-0; КК-0; КК-(-5), агломерат при этом грузить без изменения скорости вращения ротора;

• во время загрузки кокса в осевую зону не рекомендуется увеличивать рудную составляющую подачи на периферии печи;

• если в периферийной зоне недостаточный газовый поток, то следует снизить скорость вращения ротора при загрузке агломерата в одной подаче цикла, например, АА-6-7 заменить АА-5-6;

• если газовый поток на периферии не увеличивается до оптимума, то следует загрузить одну или более подач (в зависимости от степени перегруза периферии РН) кокса со скоростью ротора 11,5 об/мин;

• при появлении «каналов» снизить количество дутья на 200-300 м³/мин, если при этом ход печи не восстанавливается до нормальных параметров, то делается технологическая осадка столба плавильных материалов;

• чрезмерно развитый центральный поток газов устраняют выводом из цикла подач КК-0,если этого недостаточно, то одну из подач КК-3-4 заменяют в цикле подачей КК-4-5, агломерат загружают без изменения скорости вращения ротора;

• при холодном или горячем ходе печи корректируют РН по нагреву, если распределение газового потока отвечает оптимальным параметрам;

• если при холодном или горячем ходе печи имеет место периферийный или центральный ход газов, то наряду с корректировкой РН (или загрузкой холостых подач) необходимо принять соответствующие изменения скорости вращения ротора при загрузке кокса и агломерата (см. верхние рекомендации);

• при перекосе уровня засыпи соответственно изменить наклон воронки подачи материалов на ротор РЗУ (лучше при загрузке кокса);

• если печь работает с подстоями и обрывами шихты, то следует снять дутье 10-15% до восстановления нормального хода, в случае недостаточной эффективности сделать технологическую осадку;

• остальные отклонения от нормальной работы печи (подвисание шихты, нарушение шлакового режима, оползание гарнисажа, загромождение горна и др.) устраняются обычным способом.

Примечание: во всех случаях различных отклонений в работе печи от нормального её хода, наряду с изменением технологических параметров загрузки печи и дутья, необходимо найти причины вышеизложенных отклонений и устранить их.