Засыпной аппарат доменной печи

Засыпной аппарат служит для загрузки и распределения материалов в доменной печи. Конструкция современного двухконусного засып­ного аппарата (рис. 153) состоит из приемной воронки 2, распредели­теля, шихты, состоящего из вращающейся воронки 1 и малого конуса 5, чаши (воронки) большого конуса 5 и большого конуса 6.Межконус­ное пространство герметически закрыто кожухом 4, называемым газо­вым затвором.

Шихтовые материалы, подаваемые на колошник печи специальными вагонетками — скипами либо конвейером, выгружаются через прием­ную воронку во вращающуюся воронку малого конуса и при опуска­нии его попадают в воронку большого конуса. После нескольких опусканий малого конуса большой конус опускает шихту в печь при закрытом малом конусе.

Рис.153. Двухконусный засыпной аппарат.

Двухконусная система загрузки позволяет предотвратить уход газа из доменной печи в атмосферу, так как при открытии одного из конусов другой находится в закрытом состоянии.

Засыпной аппарат доменной печи работает в тяжелых условиях, подвергаясь ударам кусков шихты, истиранию потоками материалов и запыленных газов, а также воздействию высокой температуры. По­этому конструкция деталей засыпного аппарата должна быть прочной, высокоизносоустойчивой, надежной в работе и обеспечивать скорост­ное выполнение ремонта.

Приемная воронка засыпного аппарата (рис. 154) предназначена для направления шихтовых материалов, выгружаемых из скипов в во­ронку малого конуса. У современных печей расстояние между осями путей, по которым движутся скипы, значительно (2500—3100 мм)шихта же из опрокидывающихся скипов должна попадать к оси мало­го конуса. Поэтому верхняя часть 1 приемной воронки выполняется расширенной, нижняя же заканчивается круглым выходным отверсти­ем 2, расположенным над воронкой малого конуса. Для нормального ссыпания материалов угол образующей нижней части воронки составляет 45—50°. Приемная воронка изготавливается сварной из листовой стали. Для удобства монтажа она выполнена из двух половин с вертикальным разъемом. Внутренняя поверхность для предохранения от из­носа футерована сменными плитами из марганцовистой стали.

Рис.154. Приемная воронка двухконусного засыпного аппарата.

Односторонняя выгрузка материалов из скипов приводит к обра­зованию в воронке малого конуса одностороннего откоса, дающего неравномерную по толщине слоя укладку материалов. Кроме этого, при высыпании материалы сортируются по крупности: мелочь со­средоточивается на стороне высыпания, а крупные куски — на про­тивоположной стороне. Такая не­равномерность укладки материалов должна сохраняться при высыпа­нии на большой конус и с большого конуса в печь, что несовместимо с равномерным распределением газо­вого потока.

Поэтому необходимо устанавли­вать над чашей большого конуса распределитель шихты, служащий для такого распределения матеркалов, при котором по окружности печи создавалось бы равномерное сопротивление проходу газов.

В качестве такого распределителя для современных доменных печей принят распределитель шихты с сухим уплотнением. Устройство рас­пределителей шихты для печей разного объема в основном одинаково, но воронки изготавливаются различных объемов соответственно объемам скипов. Распределитель шихты (рис. 155) состоит.из вращающейся воронки 1, малого конуса 2со штангой 9, вращающегося корпуса 5, опорного кольца 19, сухого сальникового уплотнения 3, опорных роли­ков 7, зубчатой передачи 16, зонта 8и привода 18.

Основным элементом распределителя является вращающаяся во­ронка, состоящая из двух частей: нижней литой из марганцовис­той стали и верхней разъемной сварной из листа толщиной 20—30 мм, облицованной литыми чугунными плитами. Емкость воронки превы­шает емкость скипа на 15—30%. Нижняя и верхняя части воронки опи­раются фланцами на цельнолитой корпус 5, на фланцах которого за­креплены конусные беговые дорожки 6. Верхняя беговая дорожка лежит на трех конических опорных роликах 7, поддерживающих воронку снизу. Сверху воронка поддерживается тремя контропорными и сбоку тремя упорными роликами. Все ролики свободно вращаются на осях, закрепленных в стойках 4,установленных на опорном коль­це. Кольцо является опорной частью распределителя и крепится к верхнему фланцу газового затвора.

Рис. 155. Вращающийся распределитель шихты.

На верхнем фланце корпуса распределителя закреплен зубчатый венец 15, находящийся в зацеплении с шестерней 16, которая наса­жена на вертикальном валу. Вал приводится в движение от привода 18через пару конических шестерен 17. Особо ответственным элементом распределителя является уплотнение между вращающимся корпусом и неподвижным опорным кольцом. Это уплотнение, предусмотренное во избежание выхода газа из межконусного пространства засыпного аппарата в атмосферу, снабжено двойным сальником. Сальниковая набивка смазывается маслом, подаваемым под давлением.

Снизу вращающаяся воронка закрыта малым конусом, подвешен­ным на штанге. Диаметр малого конуса для печей различного объема колеблется от 1500 до 3000 ммпри угле наклона образующей 50—55°. Конус изготавливается из марганцовистой стали с тщательной шлифов­кой поверхности прилегания к воронке. Для большей жесткости внут­ри конуса предусмотрено кольцевое ребро.

Конус состоит из двух половин с вертикальным разъемом, соединен­ным болтами. Вращение от воронки к конусу передается трением со­прикасающихся поверхностей. Штанга конуса, изготавливаемая из цельнотянутой трубы, соединена при помощи резьбы с нижней 13и верхней 12литыми головками. Верхней головкой штанга опирает­ся на роликовый подшипник 11, закрепленный в разъемную обойму 10, что дает возможность штанге вместе с конусом свободно вращать­ся вокруг своей оси. Чтобы устранить утечку газа, в соединениях штан­ги с конусом и обоймой предусмотрены уплотнения.

Для предохранения от истирания шихтовыми материалами снару­жи на штанге установлены литые разъемные кольца 14. Внутри штанги малого конуса проходит штанга большого конуса, снабженная на вы­ходе из штанги малого конуса уплотнительным устройством. В даль­нейшем, когда материалы после нескольких опусканий малого конуса равномерно распределятся на поверхности большого конуса, послед­ний опускается и материалы высыпаются в печь.

Опорной частью засыпного аппарата служит колошниковое коль­цо 3(рис. 156), которое приваривается к кожуху печи. К колошнико­вому кольцу крепится воронка большого конуса 2, на которую устанав­ливается газовый затвор 4. Между колошниковым кольцом, воронкой и газовым затвором устанавливается уплотнение 6, выполненное из асбестовых шнуров, пропитанных соляным раствором.

Рис. 156. Воронка (чаша) большого конуса и большой конус двухконусного засыпного аппарата

Снизу воронка закрыта большим конусом 1, подвешенным на штан­ге 5. Сочленение конуса со штангой осуществляется жестким крепле­нием с помощью клинового соединения 7. Жесткое крепление не допу­скает раскачивания конуса, что обеспечивает плотность прилегания его к воронке и равномерное распределение материалов по сечению печи.

Место соединения штанги с конусом предохраняется от ударов кус­ков шихтовых материалов разъемным конусом жесткости 8, который крепится болтами к большому конусу, и сварным защитным конусом 9. Большой конус выполняется цельнолитым из углеродистой стали с толщиной стенки 60 мм. Образующая конуса составляет с гори­зонтом 53°. Для более плотного сочленения конуса с воронкой при за­крытии конуса в месте сочленения образующая конуса имеет больший угол — 62°. Внизу с внутренней стороны конус снабжен горизон­тальным кольцом жесткости с вертикальными ребрами. Соприка­сающиеся поверхности чаши и конуса наплавляются твердым сплавом.

Чашу (воронку) засыпного аппарата изготавливают цельнолитой со стенками толщиной 50 ммбез ребер жесткости. Эластичность чаши обеспечивает большую плотность контакта с конусом вследствие расклинивающего действия конуса. Газовый затвор (рис. 157) представляет собой сварную металличе­скую конструкцию, выполненную из стального листа толщиной 20 ммс мощным нижним фланцем, которым затвор крепится к колошниковому кольцу, и верхним фланцем для крепления к нему опорного кольца распределителя. Затвор выполняется из двух частей с вертикальным разъемом. Для предохранения цилиндрической части затвора от истирания шихтовыми материалами внутренняя поверхность ее футеруется чугунными плитами толщиной 30 мм.

Рис. 157. Газовый затвор двухконусного засыпного аппарата.

Конусы засыпного аппарата поднимаются и опускаются с помощью рычагов, носящих название балансиров. Балансиры представляют со­бой двуплечие рычаги, которые могут поворачиваться вокруг гори­зонтальной оси. К одному концу рычага присоединена штанга конуса, другой конец рычага через канатную передачу связан с приводом, уста­новленным в машинном здании. Сочетание кругового движения балан­сира с прямолинейным движением конуса разрешается с помощью системы рычагов. Такая система обеспечивает принудительное откры­вание конусов, т. е. конусы открываются приводом, а закрываются под действием контргрузов.

На рис. 158 представлен общий вид балансиров. Балансир большого конуса 1 выполнен в виде двух изогнутых рычагов, соединенных между собой контргрузом и закрепленных на общем валу 5. Вал вращается в подшипниках. На этот же вал свободно насажен балансир малого ко­нуса 2, вращающийся в подшипниках скольжения. На длинных пле­чах рычагов закреплены контргрузы 7, к коротким — присоединены каналы 3, идущие к электролебедке. К коротким плечам рычагов при­соединены также тяги 4направляющих механизмов, нижние концы которых связаны с кривошипами 6. В середине тяги шарнирно присо­единена подвеска штанги конуса. Опорные подшипники установлены на раме сварной конструкции.

Рис.158. Балансиры (вид сбоку).

Сопряжение вращающейся штанги малого конуса с неподвижными подвесками балансиров осуществляется с помощью роликовой обоймы (рис. 159). Штанга малого конуса 4в верхней части имеет фланец 2, при помощи которого опирается на ролики 3ролики поддерживаются обоймой 1, которая не вращается и крепится к подвескам. Последние, в свою очередь, прикреплены к балансиру малого конуса.

С увеличением диаметра колошника при увеличении объема до­менной печи диаметр большого конуса двухконусного засыпного аппа­рата непрерывно возрастает, так как величина зазора между стенкой колошника и кромкой большого конуса должна сохраняться неизмен­ной. Так, на доменной печи полезным объемом 3200 м³ диаметр боль­шого конуса засыпного аппарата достиг 7 м.

Отливка детали такого размера и ее механическая обработка пред­ставляют значительную сложность. В то же время при работе доменной печи на повышенном давлении газа в рабочем пространстве, несмотря на наплавку поверхности соприкосновения конуса и чаши специаль­ными износоустойчивыми сплавами, срок службы большого конуса не превышает одного года. Это объясняется тем, что, кроме своей основной функ­ции — загрузки и распределения ма­териалов, большой конус выполняет функцию газового затвора. Кроме того, с увеличением диаметра колошника за­грузка материалов аппаратом, состоя­щим из воронки и конуса, не обеспечи­вает необходимое распределение мате­риалов в доменной печи — в центр печи не попадает нужное количество руд­ных материалов.

Рис.159. Роликовая обойма штанги малого конуса.

Указанные недостатки двухконусного засыпного аппарата привели к то­му, что на доменных печах большого объема устанавливаются засыпные уст­ройства с газоотсекающими клапанами и вертикально перемещающимся рас­пределителем шихты. Такое загрузоч­ное устройство (рис. 160) состоит из приемных бункеров 12, промежуточных шихтовых бункеров 11, расположенного под ними вращающегося распределителя 8, конуса 5 с чашей (воронкой) 6, ниже которого в ра­бочем пространстве печи находится подвижный по вертикали распреде­литель шихты 1. Каждый из шихтовых бункеров снабжен верхним и нижним газоотсекающими клапанами 9.Для предохранения ниж­них клапанов от изнашивания материалами над ними расположены шихтовые затворы 10.

Шихтовые материалы подъемником (конвейерным или скиповым) подаются в приемный бункер, из которого с помощью поворотного желоба поступают в промежуточный бункер. После заполнения промежуточного бункера порцией материалов закрывается верхний газоотсекающий клапан. Из про­межуточного бункера, при открытии шихтового затвора и нижнего газоотсекающего клапана, шихта поступает во вращающийся распределитель, представ­ляющий собой воронку с односкатным днищем, подвешенную к штанге, с помо­щью которой воронка приводится во вра­щение. Вращающийся распределитель может работать как по станциям, так и в режиме непрерывного вращения. С вра­щающегося распределителя шихта пос­тупает на конус. После набора подачи конус открывается и материалы загру­жаются в печь.

Рис.160. Засыпной аппарат с газоотсекающими клапанами и вертикально перемещающимся распределителем шихты:

1- распределитель шихты; 2- опорное колошниковое кольцо; 3- привод распределителя шихты; 4- основание; 5- конус со штангой; 6- чаша (воронка) конуса; 7-газовый затвор; 8- вращающийся распределитель со штангой; 9- клапаны газоотсекающие; 10- затвор шихтовый; 11- бункер промежуточный; 12- бункер приемный.

Если верхняя кромка распределителя шихты находится ниже опущенного конуса, то материал по образующей распределителя направляется к стенкам колошника. Причем изменение рас­стояния между верхней кромкой распре­делителя и конусом приводит к некото­рому изменению положения гребня ма­териалов в периферийной зоне. Если же верхняя кромка распределителя шихты находится выше контактной поверхности конуса и воронки, то шихтовые материалы сбрасываются в печь непосредственно с конуса, минуя распре­делитель шихты, и располагаются в печи ближе к центральной зоне колошника.

Дата добавления: 2015-07-17