Тема 7 перспективи розвитку доменного виробництва, удосконалювання машин і агрегатів

Доменне виробництво, як і раніше залишаючись основою першого металургійного переділу, розвивається по наступних основних напрямках, що забезпечують подальший ріст загального обсягу й ефективності виплавки чавуну, збільшення одиничної потужності агрегатів, зниження витрат коксу й природного газу, поліпшення умов праці:

1) інтенсифікація процесу виплавки чавуну;

2) реконструкція діючих доменних печей зі збільшенням їхнього обсягу й підвищенням технічного рівня, вивід з експлуатації застарілих малопродуктивних печей, будівництво нових печей;

3) підвищення рівня механізації трудомістких операцій і автоматизації технологічного процесу з використанням обчислювальної техніки, зокрема, мікропроцесорів;

4) розширення масштабів застосування безвідхідної доменної технології, зменшення забруднення навколишнього середовища.

Найбільш ефективним є перший із зазначених напрямків. Він вимагає, насамперед, істотного поліпшення якості підготовки сировини: підвищення вмісту заліза в його залізовмісній частині за рахунок більш глибокого збагачення руд, ретельного усереднення їх по хімічному й гранулометричному складах, випуску повністю офлюсованих і охолоджених окатишів і агломерату, стабілізації останнього по кускуватості шляхом подрібнення з наступним відсіванням дріб'язку, підвищення міцності коксу. Більш широке застосування повинен одержати розсів коксу на фракції з роздільним завантаженням їх у печі. Передбачається почати промислове виробництво й застосування в доменній плавці формованого коксу, отриманого з некоксівного слабкоспечуваного вугілля.

Розглянутий напрямок передбачає також подальше збільшення надлишкового тиску газу під колошником до 0,25–0,3 МПа, збагачення дуття киснем до 30–35%, вдмухування в горно печей різних видів палива – замінників коксу (природного газу, вугільного пилу, мазуту) у сполученні з підвищенням нагрівання дуття до 1300–1400°С. Досить перспективна технологія, що передбачає застосування дуття, що складається з гарячих відновлюючих газів і кисню. Важливе значення має поліпшення розподілу шихтових матеріалів при завантаженні їх у печі, регулювання витрати дуття по фурмах.

При реконструкції діючих печей здійснене часткове або повне відновлення їхнього основного устаткування з метою підвищення його стійкості й ремонтопридатності, розширення технологічних можливостей, впровадження механізмів, що дозволяють виключити важку фізичну працю, а також новітніх засобів автоматизації. Впроваджені ЕОМ для контролю теплового стану печі й видачі рекомендації з ведення процесу плавки, складання теплового балансу й визначення індексу прямого відновлення, керування системою завантаження печі залежно від вологості коксу, з урахуванням температури колошника й інших параметрів.

Доцільний обсяг доменних печей 3200–4200 м³, а на деяких заводах – до 5600 м³. Вітчизняна й закордонна практика вказує на доцільність збільшення обсягу печей до певної межі. Так, якщо техніко-економічні показники печі обсягом 2000 м³ прийняти за 100 %, те для печей обсягом 3200 і 5000 м³ вони відповідно становлять: продуктивність праці одного працюючого 130 і 160%; капітальні витрати на 1 т чавуну 93,2 і 88,7 %; собівартість чавуну 97,8 і 96,2%.

Четвертий із зазначених вище напрямків розвитку доменного виробництва обумовлюють більш широкі масштаби переробки доменних шлаків у будівельні матеріали, зокрема, розширення застосування його придоменної грануляції. Зростає число доменних печей, енергія стислого колошникового газу яких використовується для виробництва електроенергії. Перед машинобудуванням стоять більші завдання по створенню нових і вдосконалюванню існуючих машин і агрегатів.

У зв'язку з реконструкцією діючих агломераційних фабрик здійснюється модернізація прямолінійних конвеєрних агломераційних машин корисною площею до 312 м², створені високопродуктивні машини цього типу площею до 650 м², створюються більш досконалі агрегати для дроблення й сортування агломерату. Реконструкція фабрик по виробництву залізорудних окатишів вимагає модернізації й збільшення випуску конвеєрних випалювальних машин активною робочою площею 520 м² і інших технологічних агрегатів цих фабрик.

Удосконалювання виробництва чавуну вимагає пошуку й реалізації нових технічних рішень по основному технологічному устаткуванню доменних цехів, більш широкого використання відомих прогресивних рішень.

Системи шихтоподачі. При капітальних ремонтах і реконструкції доменних печей, обладнаних вагон-вагами, останні заміняються конвеєрами (стрічковими або пластинчастими). Сучасні печі оснащені конвеєрними системами подачі шихтових матеріалів до завантажувального пристрою печі. Ці системи найбільшою мірою задовольняють вимогам безперервності доменного процесу, простіші в керуванні й мають високу продуктивність (25 000-30 000 т/добу і більше). В обох випадках додатково передбачене відсівання дріб'язку агломерату й окатишів перед завантаженням у піч. Тому більшу важливість придбали роботи з підвищення ефективності просівання й довговічності грохотів, створенню грохотів великої продуктивності.

Завантажувальний пристрій доменної печі. Генеральним напрямком у розвитку конструкцій цих пристроїв є створення безконусних агрегатів із клапанним (замість традиційного конусного) газозапиранням, що забезпечує можливість поділу різнохарактерних функцій агрегату між відповідними його елементами, винесення його газозапираючої частини за межі грубного простору, розташування розподільної частини на колошнику печі безпосередньо над рівнем засипки шихти, виконання агрегату із двома паралельними шихтовими трактами. При цьому досягаються глибоке регулювання розподілу шихти по колу й радіусу колошника, висока стійкість основних елементів агрегату, його поліпшена ремонтопридатність.

Завантажувальними пристроями безконусного типу з розподільниками шихти різних модифікацій будуть оснащуватися діючі доменні печі (у період проведення їхніх капітальних ремонтів. Їхнє застосування дозволить знизити (на 3-5%) питому витрату коксу, підвищити (на 2-3%) продуктивність печей, скоротити простої останніх і потребу в запасному устаткуванні.

Через тривалість процесу переустаткування парку діючих печей новими завантажувальними пристроями, тривають роботи з удосконалення двухконусного пристрою.

Для запобігання викидів із завантажувального пристрою в атмосферу запиленого колошникового газу доцільно впроваджувати систему пилопригнічення, що забезпечує евакуацію цього газу за допомогою компремируваного азоту в систему газоочищення доменної печі.

Машини для обслуговування льоток доменної печі. У зв'язку з переходом до застосування безводних швидковисихаючих льоточних мас, менш рухливих, чим звичайні маси, необхідний питомий тиск на поршень машин для забивання чавунної льотки зростає з 7-10 до 20-25 МПа. У той же час габаритні розміри цих машин, особливо висота, повинні бути істотно зменшені для забезпечення можливості розміщення їх під робочою площадкою печі (за умовами зручності доступу до фурменої зони горну). Ці вимоги найбільш повно задовольняються при виконанні машини з гідравлічним приводом механізмів.

Створення малогабаритної високонапірної гідравлічної машини для забивання чавунної льотки вітчизняної конструкції й заміна нею застосовуваних у цей час машин з електромеханічним приводом є важливим завданням, рішення якого буде сприяти росту виплавки чавуну, а також впровадженню механізованого обслуговування всіх фурмених приладів.

Для ліквідації виконуваної вручну важкої й трудомісткої операції по зарядці робочого циліндра цих машин льоточною масою ведуться роботи у двох напрямках: перший передбачає централізоване механізоване затарювання маси на місці її готування в поліетиленові мішки невеликого обсягу, разом з якими вона закладається в робочий циліндр; другий – створення машини з легкозмінним робочим циліндром, заповнення якого льоточною масою здійснюється спеціальним пресом, що централізовано обслуговує всі машини такого типу, наявні в доменному цеху.

Удосконалення конструкцій машин для розкриття чавунної льотки йде по шляху зменшення їхніх габаритних розмірів, підвищення ефективності й експлуатаційної надійності, збільшення стійкості бура. Найбільш перспективні машини, змонтовані на окремо розташованій колоні й розміщені подібно машинам для забивання льотки, під робочою площадкою печі. При створенні нових машин варто також ураховувати необхідність можливо більш повного розкриття ними льотки, виключення часто виконуваної ручної операції пропалювання її киснем на кінцевій стадії розкриття. Доцільне створення машини переносного типу для ремонту футляра чавунної льотки.

Удосконалення конструкції стопора шлакової льотки йде в напрямку модернізації його приводу шляхом заміни пневматичного циліндру, що працює від цехової мережі стисненого повітря, електромеханічним приводом. Необхідно зауважити, що на печах, що мають три-чотири чавунних льотки, необхідність у шлакових стопорах взагалі відпадає, тому що весь шлак випускається через ці льотки разом із чавуном.

Машини й механізми ливарного двору. На сучасних печах передбачене застосування двох-трьох взаємозамінних кільцевих мостових кранів, що забезпечують обслуговування практично всієї виробничої площі ливарного двору й робочої площадки печі. Переваги кільцевого кранового обслуговування можуть бути реалізовані найбільш повно при оснащенні цих кранів змінними робочими машинами й механізмами підвісного типу, призначеними для виконання різних операцій у печі й на ливарному дворі. Створення таких машин є досить важливим завданням.

Доцільно проробити питання організації ремонту ринв для випуску продуктів плавки на спеціальних ділянках з механізованими стендами, розташованих на ливарних дворах або за їхніми межами. Ринви при цьому повинні виконуватися відкатними або знімними, а мостові крани ливарного двору – мати збільшену до 50-75 т вантажопідйомність. Таке рішення дозволить поліпшити якість ремонту, підвищити продуктивність і безпеку праці робітників.

Звичайне або кільцеве кранове обслуговування доменних печей може успішно сполучатися із застосуванням підлогових самохідних машин типу автонавантажувачів, електрокар з навісними робочими органами, що переміщуються по ливарному подвір’ї й робочій площадці печі.

Машини одноноскового розливання продуктів плавки в ковші піддаються подальшому вдосконаленню. Поворотні ринви заміняються ринвами хитного типу, збільшується швидкість пересування візкових штовхачів.

Машини й агрегати для прибирання від доменної печі й переробки рідких продуктів плавки. Прибирання рідкого чавуну буде виконуватися за допомогою рейкових чавуновозів із грушоподібним ковшем місткістю до 140 т, а також чавуновозів з ковшем міксерного типу (пересувних міксерів) місткістю до 600 т, причому завдяки перевагам останніх, частка їх у чавуновозному парку буде поступово зростати. Одночасно із цим буде потрібно вдосконалити конструкцію й розширити застосування механізованих стендів для ремонту й заміни вогнетривкої футеровки ковшів міксерного типу.

Буде потрібно створити спеціальні конвеєрні машини для розливання чавуну в чушки з пересувних міксерів. Проводиться модернізація чавунорозливальних машин, що випускаються, з метою підвищення їхньої експлуатаційної надійності. Необхідно створити й ввести в експлуатацію дослідно-промислові агрегати вітчизняної конструкції для грануляції рідкого чавуну.

Рідкий шлак буде прибиратися від печей до установок для його переробки або в рейкових шлаковозах із чашею місткістю до 16,5 м³, або по ринвах у випадку його придоменної переробки. Конструкції шлаковозів повинні вдосконалюватися, головним чином, у напрямку підвищення стійкості чаші (за рахунок зміни її форми й конструкції, застосування нових матеріалів для виготовлення) і надійності механізму кантування (шляхом вишукування більш раціональних його принципових схем і конструктивних рішень). Необхідно повністю виключити деформування й руйнування чаш при видаленні з них застиглих залишків шлаків, для чого повинні бути вишукані нові методи виконання цієї операції. Проробляється можливість збільшення місткості чаші до 20 м³ у межах установлених габаритів рухливого залізничного ешелону.

Доцільне створення шлаковозів, що не мають власне механізму кантування чаші. Такі шлаковози можуть використовуватися на установках переробки шлаків, які при цьому повинні бути обладнані спеціальними стаціонарними або пересувними кантувачами чаш.

Великі роботи проводяться по модернізації існуючих і створенню принципово нових агрегатів по переробці рідких шлаків з метою повного виключення важкої фізичної праці по їхньому обслуговуванню й шкідливим викидам в атмосферу, підвищення продуктивності й надійності.

Агрегати системи нагрівання дуття й подачі його в доменну піч. Удосконалення устаткування нагрівального тракту буде передбачати, зокрема, заміну громіздких металевих пальників повітронагрівачів компактними керамічними пальниками, що забезпечують гарне змішання газу й повітря, протікання процесу горіння без шуму й пульсацій.

При модернізації тракту холодного дуття необхідно відмовлятися від застосовування традиційного повітряно-розвантажувального клапана дросельно-втулкового типу, впроваджуючи замість нього двохдросельний клапан, що має кращу розвантажувальну характеристику, що виключає різкі коливання тиску дуття в тракті при роботі привода клапану.

Механізми й пристрої тракту гарячого дуття повинні вдосконалюватися в напрямку підвищення їхньої стійкості, герметичності й експлуатаційної надійності, зниження тепловтрат. Створено клапани гарячого дуття діаметром 1100 мм, що мають стійкість 3-4 роки, досягнуту при експлуатації клапанів діаметром 1300, 1600 і 2000 мм нової конструкції (із запірним диском підвищеної жорсткості й шарнірним кріпленням до корпуса й кришки сорочок охолодження). Створено клапани зі зменшеними (за рахунок застосування вогнетривкої футеровки основних елементів) тепловтратами.

Доцільно віддавати перевагу централізованому гідравлічному приводу двопозиційних (відсічних) клапанів повітронагрівачів, що мають переваги, що зростають зі збільшенням числа механізмів, що обслуговуються, і, особливо, обсягом печі, у порівнянні з індивідуальним електромеханічним приводом. Застосування гідравлічного приводу підвищує надійність і безпеку обслуговування системи, сприяє створенню компактних механізмів, що мають швидкодію при відсутності ударних навантажень, скорочує тривалість перемикання повітронагрівачів, питомі капітальні витрати й експлуатаційні витрати.

У ході модернізації клапанних механізмів системи повністю виключають канатний зв'язок з робочим органом, що викликає зниження надійності механізмів.

Конструкція фурменого приладу повинна бути перероблена з урахуванням вимог механізованої заміни фурми й сопла, підвищення безпеки обслуговування. Застосуванням вогнетривкого захисту фурми можна значно знизити втрати тепла в ній. Необхідно створити машини для зміни деталей приладу.

Агрегати очищення, підвищення тиску й використання доменного газу. З метою зниження загазованості навколишнього середовища, забруднення території доменного цеху й втрат залізовмісного матеріалу необхідно створити герметичні системи збирання колошникового пилу з первинних пиловловлювачів і транспортування її в приймальні бункери аглофабрик по трубопроводах із застосуванням пнемотранспортуючих пристроїв або в спеціальних цистернах з герметичним завантаженням і розвантаженням.

Повинні бути створені й набути широкого застосування вдосконалені агрегати, що включають газові турбіни, для використання енергії стислого доменного газу з одночасною утилізацією його тепла.

Дата добавления: 2015-10-21