Устройства для контроля за уровнем шихты в доменной печи

Правильное распределение материалов и газов в доменной печи может быть получено только при соблюдении постоянства уровня засыпи в печи.

Постоянство уровня шихты важно не только потому, что ее колебания приводят к нарушению в распределении материалов и газов в печи, но еще и потому, что понижение уровня шихты в печи сопровождается повышением температуры колошникового газа и опасности коробления деталей засыпного устройства. Напротив, повышение уровня шихты в печи создает опасность опускания конуса на слой материалов, к поломке деталей засыпного устройства, к изгибу штанги большого и малого конуса.

Контроль за уровнем засыпи чаще всего осуществляется цепными зондами (рис. 7.1).

Цепной зонд представляет собой груз (3) массой, подвешенный на цепи (2), который закрепляется на барабане (1). Барабан помещен в кожух, который соединен с печным пространством. На одном валу с цепным барабаном насажен (за пределами кожуха) другой барабан для каната, идущего на зондовую лебедку Когда на цепной барабан наматывается цепь (при подъеме зонда) канат сматывается со второго барабана.

Канат соединяется с зондовой лебедкой. Двигатель лебедки все время находится под напряжением и создает момент, направленный на подъем груза. После загрузки шихты в доменную печь, когда нужно опустить груз на шихту, напряжение, подаваемое на двигатель лебедки, уменьшается. Лебедка в этом случае не может удержать груз, он опускается на шихту и движется вместе с ней. Момент, создаваемый лебедкой в данном случае направлен на подъем груза, но он недостаточен для его подъема. Однако развиваемый двигателем момент поддерживает канат в натянутом состоянии, что очень важно для поддержания прямо пропорциональной зависимости между положением груза в печи и углом поворота барабана лебедки. Такая зависимость отсутствует при появлении «слабины каната».

Рис. 7.1. Цепной зонд:

1 - барабан; 2 - цепь; 3 - груз; 4 - пробковый кран; 5 - люк; 6 - барабан для каната; 7 - ось

Перед загрузкой очередной подачи в печь, т.е. перед открытием большого конуса, напряжение, подаваемое на двигатель зондовой лебедки, увеличивается до максимального значения, момент развиваемый двигателем увеличивается и груз поднимается в верхнее положение − на 250 мм выше кромки большого конуса в опущенном состоянии. Тем самым исключается засыпание зонда шихтой и его истирание материалами.

Угол поворота барабана лебедки с помощью установленного датчика передается на регистрирующий прибор. На диаграммной бумаге (круговой или прямоугольной) регистрируется движение груза (зонда) с получением шомпольных (зондовых) диаграмм. Вид шомпольной диаграммы показан на рис.7.2. Начальный участок диаграммы показывает на ровный сход шихтовых материалов, а на втором участке видны подстои шихты, с последующими обрывами. Это свидетельствует о нарушении ровного хода плавки.

Рис.7.2. Вид шомпольной (зондовой) диаграммы:

А - момент опускания груза на шихту; В - движение груза с шихтой; С - подъем груза перед загрузкой шихты в печь; 1 - предельное верхнее положение груза; 2 - постановка груза на шихту; 3 - точка достижения установленного уровня шихты в печи

Допустимое различие в показаниях зондов − не более 0,25 м. Правильность показаний зондов должна периодически проверяться (не реже двух раз в месяц).

Не допускается загрузка и работа доменной печи с одним зондом продолжительностью более двух часов. В случае выхода из строя всех приборов автоматического контроля и регистрации уровня засыпи загрузка печи прекращается. Работа с неполнотой печи (отклонение уровня засыпи шихты от заданного) более 20 минут запрещена.

В случае задержки загрузки печи из-за неисправности оборудования и других причин температура колошникового газа не должна превышать 500 °С.

Механические зонды позволяют определять уровень шихты толь­ко в двух точках. Кроме того, при неровном сходе шихты зонды не удерживаются на поверхности и погружаются в материал, что приводит к неточным показаниям.

Указанные недостатки исключаются при бес­контактном радиометрическом измерении уровня. Радиометрический метод контроля уровня засыпи основан на про­свечивании колошникового пространства печи радиоактивными изото­пами и на поглощении их излучений шихтовыми материалами. Конт­роль уровня засыпи осуществляется с помощью следящего уровне­мера УРМС (рис.7.3).

Рис. 7.3. Схема устройства следящего уровнемера.

Следящий уровнемер непрерывно автоматически измеряет и регистрирует уровень шихтовых материалов в четырех точках окруж­ности колошника доменной печи. В колошниковой части печи устанавливаются два источ­ника радиоактивного излучения 7 (кобальт-60 или цезий-137). Излу­чение попадает на диаметрально противоположные стороны колош­ника, где установлены водоохлаждаемые трубы 8, в которых на ка­бель-тросах 6подвешены четыре приемника излучения 2. Кабель-трос перекинут через направляющий блок 5 и намотан на барабан лебедки 4, управляемой исполнительным механизмом 3. Сигнал о вер­тикальном перемещении приемника излучения поступает на регистри­рующие приборы 1, установленные на панели контрольно-измеритель­ной аппаратуры.

При опускании шихты увеличивается интенсивность облучения приемника, выходной ток которого возрастает и вызывает включение исполнительного механизма лебедки, вращающей барабан с кабель-тросом. Кабель-трос опускает приемник вслед за опускающейся ших­той. При загрузке очередной порции шихты уровень шихтовых мате­риалов повышается, соответственно уменьшается облучение приемни­ка, что вызывает вращение барабана в обратном направлении.

На ДП № 6 и № 5 НТМК контроль схода шихтовых материалов производится с помощью двух радиолокационных датчиков. Не допускается работа печи с одним радиолокационным датчиком продолжительностью более двух часов; при кратковременной работе в этих условиях уровень засыпи необходимо понизить на 0,25 м и внимательно следить за режимом загрузки, руководствуясь комплексом показаний приборов и особенно температурой колошника. В случае выхода из строя всех приборов контроля уровня засыпи, загрузка печи не допускается.

Величина уровня засыпи устанавливается начальником доменного цеха и задается мастером в пульте управления (ПУ) печи. Работа с неполнотой печи более 20 минут не допускается. Если в указанное время восстановить заданный уровень засыпи не удается, необходимо временно понизить форсировку хода печи и произвести загрузку дополнительного кокса или временно снизить рудную нагрузку для обеспечения заданного нагрева. В случае выбора неполноты режим работы лотка изменяется.

За нулевое положение уровня засыпи (технологический «О») принимается уровень, соответствующий внутреннему верхнему срезу цилиндрической части колошника. Во избежание перегруза печи и потери лотка загрузка материалов до получения разрешения от обоих датчиков не допускается.

Проверка правильности показаний устройств для измерения уровня засыпи производится по графику, утвержденному начальником доменного цеха. Результаты проверки записываются в печной журнал. Во всех случаях, когда показания радиолокационных датчиков вызывают у мастера печи сомнение, он организует внеочередную проверку.

Дата добавления: 2015-07-18