ЗАСЫПНОЙ АППАРАТ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ Российский патент 1995 года по МПК C21B7/20 

Изобретение относится к доменному производству и может быть использовано при загрузке доменных печей.

Известны подвижные плиты колошника, установленные с возможностью поворота и приводимые в движение толкателями.

Недостатком известных подвижных плит колошника является невозможность загрузки кокса непосредственно в центр печи.

Известен засыпной аппарат доменной печи, включающий чашу, подвешенный на штанге конус с осевым технологическим отверстием, ограниченным цилиндрической обечайкой.

Наиболее близким изобретением-прототипом является засыпной аппарат доменной печи, включающий чашу, подвешенный на штанге конус с осевым технологическим отверстием, ограниченным цилиндрической обечайкой, и поворотные плиты над конусом.

Недостатком известных засыпных аппаратов является невозможность регулирования размеров осевой отдушины - центральной высокогазопроницаемой зоны доменной печи, в которую преимущественно загружают кокс.

Задачей изобретения является снижение расхода кокса и повышение производительности печи за счет регулирования размеров осевой отдушины.

Поставленная задача решается тем, что в засыпном аппарате доменной печи, включающем чашу, подвешенный на полой штанге конус с осевым технологическим отверстием, ограниченным цилиндрической обечайкой, и поворотные плиты, поворотные плиты расположены на внутренней поверхности конуса под отверстием и приводятся в движение толкателем, выполненным в виде кольца, соединенного с штангой, установленной с возможностью перемещения внутри штанги конуса, а также тем, что на внутренней поверхности конуса расположены упоры, ограничивающие движение поворотных плит в направлении к внутренней поверхности конуса.

В соответствии с современными представлениями наиболее рациональным радиальным распределением шихты является распределение, предусматривающее значительную подгрузку рудными материалами периферийной и промежуточной зон колошника и низкую рудную нагрузку в высокогазопроницаемой осевой зоне.

Значительное влияние на показатели работы доменной печи оказывают размеры осевой отдушины - центральной незагруженной зоны. При недостаточных ее размерах осложняется проход газов через столб шихты и наблюдается тугой ход печи, что приводит к снижению ее производительности. При чрезмерной ширине осевой отдушины ухудшается использование восстановительной и тепловой энергии газового потока, что приводит к перерасходу кокса. Влияние изменения размеров осевой отдушины на производительность и расход кокса наблюдали на доменной печи N 6 Новолипецкого металлургического комбината. При увеличении размеров осевой отдушины с 0,11 до 0,26 диаметра колошника были достигнуты более высокие технико-экономические показатели доменной плавки. Опытные исследования показали, что наиболее рациональные размеры осевой отдушины составляют от 0,23 до 0,35 диаметра колошника. При изменении условий работы печи: объема дутья, качества шихтовых материалов, давления на колошнике - возникает необходимость регулирования размеров отдушины.

На фиг. 1 изображен засыпной аппарат с подвижными плитами под осевым технологическим отверстием; на фиг. 2 - соединение цилиндрического толкателя с штангой с помощью тяг.

Засыпной аппарат содержит большой конус 1, подвешенный на полой штанге 2, содержащий осевое технологическое отверстие, ограниченное цилиндрической обечайкой 3. Конус 1 закреплен на штанге 2 с помощью тяг 4. На внутренней поверхности большого конуса шарнирно закреплены плиты 5. Движение плит осуществляется с помощью толкателя 6, выполненного в виде цилиндра, соединенного тягами 7 с штангой 8, проходящей внутри полой штанги 2. Поворот плит ограничивается упорами 9, размещенными на внутренней поверхности конуса. Тяги толкателя 7 установлены строго под тягами, соединяющими конус 1 с штангой 2, что исключает дополнительное сопротивление движению шихты при ссыпании в осевое технологическое отверстие.

Засыпной аппарат работает следующим образом.

Перед загрузкой очередной подачи по характеру хода доменной печи выбираются размеры осевой отдушины. При тугом ходе печи, о котором свидетельствует замедление опускания шихты и увеличение перепада давления газа, размеры осевой отдушины необходимо увеличить для более свободного прохода газов. При недостаточном использовании восстановительной энергии доменного газа, о чем свидетельствует низкое общее содержание СО₂ в колошниковом газе, высокий расход кокса и большие размеры центральной зоны с низким содержанием СО₂ на диаграмме радиального распределения СО₂ в колош- никовом газе, размеры осевой отдушины необходимо уменьшить. Для увеличения размеров осевой отдушины увеличивают диаметр осевого отверстия в большом конусе. Толкатель 6 опускается, в результате чего увеличиваются наклон поворотных плит 5 и диаметр осевого отверстия. Уменьшение размеров центральной отдушины требует уменьшения диаметра отверстия в большом конусе. Это достигается путем подъема толкателя 6 и подъема поворотных плит 5. После выбора диаметра осевого отверстия на большой конус 1 загружают подачу. При этом последний скип материалов - обязательно коксовый. Кокс из последнего скипа, располагаясь на большом конусе, достигает верхнего края обечайки 3 и часть его пересыпается в технологическое отверстие. Траектория падения кокса определяется положением поворотных плит 5. Если плиты 5 расположены под небольшим углом к горизонтали, кокс, попадая на плиты, ссыпается к центру печи и размеры осевой отдушины невелики. Если угол наклона плит 5 большой, кокс ссыпается на некотором расстоянии от центра печи и размеры осевой отдушины увеличиваются. После ссыпания части кокса через осевое технологическое отверстие в центр печи, большой конус 1 опускается и оставшаяся на нем шихта ссыпается в печь, после чего большой конус поднимается в исходное положение. При этом большой конус 1 и толкатель 6 опускаются и поднимаются синхронно. После этого весь цикл загрузки повторяется вновь.

Предлагаемый засыпной аппарат может работать в режиме типового аппарата при полностью закрытом осевом отверстии. Для этого толкатель 6 поднимается до такой высоты, когда плиты 5 занимают горизонтальное положение. При этом осевое отверстие полностью закрывается плитами, и кокс не может ссыпаться в центр печи. После загрузки шихты на большой конус, он опускается и весь объем материалов ссыпается к стенкам колошника. При опускании и последующем подъеме конус 1, штанги 4 и 8 и толкатель 6 движутся синхронно, что обеспечивает неизменность положения плит 5. Чтобы полностью закрывать отверстие в большом конусе, длина плит должна быть равна расстоянию от точек подвеса до штанги 8 (фиг. 1) и определяться соотношением
R = h/tg α + 1/2(D-d), где R - длина поворотных плит, м;
h - расстояние от точки сопряжения внутренних поверхностей конуса и обечайки, м;
α - угол наклона поверхности конуса;
D - внутренний диаметр осевого технологического отверстия, м;
d - диаметр штанги толкателя, м.

Толкатель 6 может быть использован как зонд для определения уровня засыпки в центре печи. Для этого перед загрузкой очередной подачи в печь толкатель опускают до встречи с поверхностью шихты. По ходу зонда судят о величине уровня засыпи в центральной зоне печи. Значительное размеры кольца исключают возможность его погружения в толщу кокса. Таким образом достигаются точные показания и устраняется опасность обрыва зонда за счет погружения в толщу шихты. После измерения уровня засыпи в центре печи зонд-толкатель 6 поднимается вверх и поднимает плиты 5 в заданное положение. Для того, чтобы поворотные плиты при опускании толкателя не опустились в вертикальное положение и не вышли из зоны контакта с толкателем 6, их движение ограничено упорами 9. При их отсутствии поворотные плиты после опускания толкателя займут вертикальное положение и при повторном подъеме толкатель 6 не будет соприкасаться с плитами 5. В результате плиты не смогут менять наклон и возможность достижения цели изобретения за счет регулирования размеров осевой отдушины будет утеряна. Достижение рациональных размеров осевой отдушины позволяет снизить расход кокса на 2 кг/т чугуна и повысить производительность доменной печи.

Сущность изобретения: аппарат содержит поворотные плиты, шарнирно закрепленные на внутренней поверхности конуса с технологическим осевым отвертием. Конус подвешен на полой штанге, в полости которой размещена дополнительная штанга с возможностью перемешения. Поворотные плиты взаимодействуют с толкателем, соединенным с дополнительной штангой. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. ЗАСЫПНОЙ АППАРАТ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, включающий чашу, подвешенный на полой штанге конус с осевым технологическим отверстием, ограниченным цилиндрической обечайкой, и поворотные плиты, отличающийся тем, что засыпной аппарат снабжен дополнительной штангой, установленной с возможностью перемещения полой штанге конуса, и толкателем, выполненным в виде цилиндра и соединенным с дополнительной штангой, при этом поворотные плиты шарнирно закреплены на внутренней поверхности конуса под технологическим осевым отверстием с возможностью взаимодействия с толкателем. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что на внутренней поверхности конуса расположены упоры для ограничения движения поворотных плит в направлении к внутренней поверхности конуса.