Способ загрузки распределителя шихты доменной печи

 

Союз Советских

Соцналнстнческнх

Республик

<»897855 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.04.80 (21) 2902329/22-02 с присоединением заявки,% (23 } Приоритет

Опубликовано 15.01. 82 Бюллетень №

Дата опубликования описания 17.01.82 (51)М. Кл.

С 21 В 7/20

Государственный квинтет по делан изобретений и открытий (53) УЛК669.162. . 2 1 5 (088. 8) (72) Авторы изобретения

Г. C. Зозуля, В. E. Черненко, В. С. Терещенко и В. А. Кашкарев

Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЗАГРУЗКИ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ

ШИХТЫ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

Изобретение относится к черной металлургии, а именно к способам загрузки доменных печей.

Одним из основных требований, предъявляемых к способам загрузки распределителей шихты, является обеспечение оптимальной укладки отдельных фракций шихтового материала каждой загружаемой порции по окружности печи при минимально возможных габаритных разме10 рах распределительного узла и загрузочного устройства. ,Известен способ загрузки шихты в, распределительную воронку конусного загрузочного устройства доменной печи, 35 заключающийся в подаче ее из скипа.

Способ характеризуется малой продолжительностью (4-5 сек) заполнения емкости воронки значительным количеством (т ) 8-10 м ) материала за время

Ъ

20 опорожнения скина (4-5 сек) jlj

Однако при такой подаче шихты в распределительную воронку процесс ее заполнения как правило не регулируемый.

Следовательно необходимый полезный объем воронки, определяемый из зависимости v=(9,„-12)-ь, где с „ — среднее значение количества шихтового материала, поступающего из скина за единицу времени, м /с;

3 — расход материала из выходного отверстия }заспределительной воронки, м /c;

t — время загрузки скипа, с, может приниматься при проектировании различным в зависимости от величины, т.e,от размера выходного отверстия воронки. Чем больше разность д, -О, в2 тем быстрее происходит заполнение ее емкости и тем больший геометрический объем должна иметь распределительная. воронка. Уменьшить объем воронки за счет увеличения времени разгрузки скипа при его опрокидывании не представляется возможным, так как это снижает темп загрузки печи. Для достижения оптимального окружного распределения шихты на колошнике пе п1 необходимо обеспечить минимально допустимый и постоянный по величине расход разгружаемого материала через выходйое отверстие распределительной воронки. Это достигается работой воронки в режиме накопления (,„ i ф ), а следовательно при значительных (в пределах 0,5-0,8 полезнс го Объема скина) ее габаритных размерах. Эксплуатация воронки подобного объема ведет к увеличению мощности электропривода ее вращения, повышению затрат на изготовление и эксплуатацию, а также увеличению габаритных размеров загрузочного устройства. Снятие накопительной функции с распределительной воронки за счет увеличения плошади выходного отверстия неизбежно приводит к ухудшению окружного распределения шихты на колошнике печи, а следовательно к снижен по использования энергии газового потока, перерасходу кокса и ухудшению технико+экономических показателей доменной плавки.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ подачи шихтового материала в воронку через шихтовы клапан накопительного бункер-, обеспечивающий постоянство величины расхода О,„ и более продо9 житель ное время 7 20 с поступления шихтового материала в воронку (2) Однако применение распределительной

35 воронки с площадью выходного отверстия, .:,=цьшей плошади проходного сечения шихтового клапана в 1,5 и более раз, нри не эгужтруемом процессе опорожнения накопительного бункера также тре.4О бует значительного объема воронки, до

0,5-0,65 полезной емкости бункера. Это приводит к тем же отрицательным последствиям, что и при указанной скиповой системе подачи материала в распределительную воронку. Заполнение емкости вращающейся воронки при одновременном ее опорожнении осуществляется по винтовой линии, крутизна которой зависит от скорости вращения Ъ об/мин воронки и величины расхода с . Однако приме1 няемые размеры распределительных воронок не учитывают этих факторов и тем самым не обеспечивают постоянства расхода материала по длине окружности за:сыпи колошника и оптимальных габаритных размеров распределительного узла.

Недостатки заполнения вращающихся распределительных воронок шихтовым ма»

8А7855

4 териалом при подаче его в большем количестве, чем расход из нее („ р,,1), можно устранить, изменив характер ее заполнения.

Белью изобретения является выбор оптимальных размеров распределительных воронок для уменьшения габаритных ра=-ьмеров загрузочного устройства, а также снижения расхода кокса за счет повыше1Î ния использования энергии газового потока, достигаемого лучшим распределением шихты по сечению печи.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу загрузки распределителя шихты доменной печи, включающему подачу шихтового материала из питаюшего устройства во вращающуюся распределительную воронку в количестве большим, чем расход из нее, загрузку емкости распределительной воронки осушествляют до минимальной высоты, равной 1,0-2,5 диаметра ее выходного отверстия, в количестве обратно пропорциональном частоте вращения воронки и . определяемом из соотношения;

V"-V +ЬΠ— 1 и где Vj - объем шихтового материала в воронке с минимальной высотой, Ь.

М

- расход шихтового материала из выпускного отверстия воронки, ter /сек;

9 — частота врашения распределительной воронки, об/мин. с дальнейшим постоянным поддержанием этого значения путем уравнивания величин поступления материала в воронку и расхода из нее.

Сущность способа заполнения емкости распределительной воронки состоит в следующем.

В процессе истечения шихтового материала из питающего устройства, например бункера, с расходом g< осуществляется постепенное заполнение емкости воронки при одновременном опорожнении ее с расходом Qy, так как „ )7, Однако после того, как наполнение воронки достигает уровня, при котором нижняя точка спиральной поверхности засыпи в воронке над выходным отверстием д достигает высотной отметки 9 (1,0-2,5)

6, производится уравнивание величин расходов „ и q,g, например, путем уменьшения плошади сечения шихтового клапана бункера. Это приводит к стабилизации набранного объема материала в

897855 воронке до окончания процесса опорожнения питающего устройства. Принятые пределы минимальной высоты заполнения воронки h =(1,0-2,5) д выбраны экспериментально в зависимости от физико- 5 механических свойств (угла внутреннего трения Ч, размера частиц и т.д.) шихтовых материалов доменной плавки. Так, для кокса и агломерата, имеющих угол

Ч =40-45, значение высоты 3 матерна-10 ла, расположенного в воронке и не ока1 зывающего отрицательного влияния на постоянство величины расхода из ее выходного отверстия, принимается с пределом (1,0-1,6) д, а для окатышей с yr

15 лом Ч =25-ЗО значение высоты составляет (2,5-1,9) а

Так как значение величины расхода для каждой конструкции загрузочного устройства я требований к обеспечению оп20 тимальной окружной неравномерности раопределения шихты является вполне определенным и постоянным, то путем подбора той или иной величины частоты враще25 ния воронки можно определить высоту заполнения ее емкости объемом И материала, неравномерно распределенного в ней, в виде спиральной поверхности.

Следовательно предлагаемая зависимость дает возможность определить минимальные полезный и геометрический объемы распределительной воронки для любой скорости ее вращения, обеспечивающей требуемую оптимальную окружную неравномерность распределения шихты по сечению печи. Уменьшение частоты вращения воронки против расчетной увеличивает время одного ее оборота, а следовательно и количество набранной в нее шихты с более крутым углом подъема поверхности 0 засыпи. Увеличение частоты вращения воронки против расчетной увеличивает количество помещающейся в ней шихты без изменения ее геометрического объема и улучшения качества распределения материала по сечению печи. При работе воронки с частотой b поверхность засыпи в ней стремится принять горизон-, тальную форму с равномерным распределением объема 1= 9 материала по всему 50 сечению воронки.

Этого объема шихты также достаточно для обеспечения постоянства расхода материала из выходного отверстия воронки.

Таким образом, предложенный способ загрузки распределителя шихты дает воз можность определять оптимальнь

N полезный и геометрический объемы распределительных воронок, обеспечивающих тем самым постоянство величины расхода шихтового материала из ее выходного орверстия по длине окружности засыпи с оптимальной неравномерностью. Применение данного способа обеспечивает снижение размеров и объема распределитель ной воронки, а следовательно приводит к экономии при наплавке и механической обработке ее деталей. Последовательность действий по способу обеспечивает также повышение использования энергии восстановительных газов в доменной печи, а следовательно приводит к снижению доменного расхода кокса. Предложенный способ загрузки распределителя шихты доменной печи дает положительный эффект

Способ загрузки распределителя шихты осуществлен для доменной печи объемом

2000 м оборудованной загрузочным

55 устройством с наполнительными бункерами объемом 24 м шихтовыми затворами

Ь

Ф

3 с максимальным расходом Q =1 м /с и вращающейся с частотой и =6-10 об/мин распределительной воронкой с выходным отверстием, обеспечивающим расход

0,5 м/с. При высоте шихтового материала, например агломерата, в воронке над ее выходным отверстием, не оказывающей влияние на постоянство величины расхода в периоде ее вращения, объем ее заполнения составляет У =3 м .

Установлено, что для обеспечения оптимальной неравномерности распределения ,пихтового материала (агломерата) по окружности колошника необходима минимальная частота вращения распределительной воронки и =6 об/мин. Следовательно необходимый (расчетный) геометрический объем распределительной воронки при частоте ее вращения и =6 об/мин должен обеспечивать накопление в нее шихты в объеме: а, =Н +ЬО- -= ЬΠ— 9 .

Yt

После заполнения емкости распределительной воронки материалом в количестве у =8 м производится уравнивание

Ъ величин поступления материала в воронку и расхода из нее до окончания опорожнения бункера. Выполнив аналоги ный расчет для условия работы распределительной воронки с частотой вращения и =10 об/мин, определяют, что общее количество материала, находящееся в воронке составляет:

eOjи 05 3 =y +» 3+60 — = 6М

897855 и обратно ItpoaopHHoHanbHoM частоте ее вращения и определяемом из соотношения

ФV +60 — )

% и в том, что принимаемый минимальный геометрический объем вращающейся воронки удовлетворяет требованшо обеспечения как оптимальной, так H минимальной неравномерности распределения шихты по сечению печи.

Формула изобретения

Способ загрузки распределителя ших.— ты доменной печи, включающий подачу шихтового материала из питающего усТ» ройства во вращающуюся распределительНую воронку в большем количестве, чем расход из нее, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритных размеров воронки и снижения расхода кокса за счет повышения равномерности окружного распределения шихты по сече- 3) нию печи, загрузку емкости распределительной воронки осуществляют, до минимальной высоты, равной 1,0-2,5 диаметр ра ее выходного отверстия, в количестве

rue Vq - объем шихтового материала в воронке при минимальной высоте, Ъ.

t с - расход шихтового материала из выпускного отверстия воронки

Э

1 м /c; — частота вращения распределительной воронки, об/мин, с дальнейшим постоянным поддержанием этого значения путем уравнивания величин поступления материала в воронку и расхода из нее.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ефименко Г. Г. и др. Металлургия чугуна. К., Нища школа, 1974, с. 488.

2. Труды ВНИИМЕТМАШа. М., 1976, № 45, с. 312.

Составитель Ю. Серов

Редактор И. Митровка Техред А. Савка Корректор О, Билак . Заказ 11880/37 Тираж 586 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4