ЗАСЫПНОЙ АППАРАТ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ Российский патент 1998 года по МПК C21B7/20 

Изобретение относится к металлургии и может быть применено на доменной печи.

Известен засыпной аппарат доменной печи [1], который содержит нижний и верхний конусы и газоотсекающие клапаны. Отличительная особенность этого устройства в том, что нижний конус установлен с зазором относительно выпускного отверстия чаши и может становиться своим основанием как на уровне выпускного отверстия, так и выше и ниже его.

В данном устройстве изменением положения нижнего конуса относительно выпускного отверстия достигается подача шихтового материала на требуемый участок поверхности колошниковой зоны печи.

Однако нижний конус с чашей не создает газовый затвор. Поэтому для предотвращения выброса газа в атмосферу, когда открыт газоотсекающий клапан, дополнительно установлен верхний конус, что приводит к нежелательному увеличению высоты и материалоемкости доменной печи, количества оборудования и затрат.

Наиболее близким по конструктивному решению к предлагаемому устройству является засыпной аппарат доменной печи [2], содержащий усеченный конус, подвешенный на штанге и контактирующий своим основанием с чашей, а верхней частью с дополнительным конусом, подвешенным на полой штанге и образующим нижний газовый затвор, малый конус, подвешенный на полой штанге, контактирующий с вращающейся воронкой и образующий верхний газовый затвор.

Эта конструкция значительно расширяет степень управления радиальным потоком газа в доменной печи.

Однако ссыпающаяся с дополнительного конуса шихта пересекает металлоконструкции крепления усеченного конуса с его штангой, что ведет к образованию разрыхленных зон в столбе шихтовых материалов и в конечном итоге к образованию нежелательных устойчивых каналов. К тому же этот аппарат не может подавать шихту в осевую зону колошника печи, что приводит к образованию воронки и зон с различной плотностью и различной газопроницаемостью. Зоны различной плотности возникают из-за того, что периферийные и промежуточные слои формируются падающей шихтой, а слои осевшей зоны - скатывающейся шихтой, состоящей из наиболее крупных кусков. Необходимо отметить, еще то, что шихта с отверстия усеченного конуса ссыпается в промежуточную зону концентрированно и создает на поверхности колошника большой гребень по окружности, увеличивая неравномерность распределения шихтового материала и газового потока в ней. Кроме того, эта конструкция дорогостоящая в изготовлении, установке и эксплуатации из-за наличия вращающейся воронки, имеющей очень большие и быстроизнашиваемые сальниковые уплотнения и привод для вращения с большими конструкциями для установки его.

Технический результат от использования изобретения заключается в создании конструкции, обеспечивающей более широкий диапазон регулирования распределения шихты по радиусу колошника и более равномерную газопроницаемость в шихтовом материале путем подачи шихты в осевую, периферийную и промежуточную зоны колошника и контроля уровня засыпки осевой зоны печи.

Для решения поставленной задачи устройство содержит последовательно расположенные приемные воронки, газовые затворы, нижний из которых содержит подвешенный на штанге усеченный конус с отверстием в вершине, образующий газовый затвор с чашей и дополнительным конусом, также подвешенным на штанге, при этом усеченный конус снабжен воронкой, расположенной под его отверстием, а штанга усеченного конуса выполнена полой и сквозь нее пропущена штанга дополнительного конуса. Над отверстием усеченного конуса также установлена воронка. В полости усеченного конуса установлена чаша, контактирующая с дополнительным конусом.

В разработанном техническом решении металлоконструкции, связывающие нижний конус со штангой, расположены над дополнительным конусом. Поэтому ссыпающаяся шихта с дополнительного конуса не пересекает металлоконструкции и не образуются разрыхленные зоны в столбе шихтовых материалов. К тому же разработанная конструкция подает шихту кроме периферийной и промежуточной зон еще и в осевую зону колошника и рассредотачивает шихту при подаче в периферийную зону, предотвращая образование гребня. Это расширяет диапазон регулирования распределения шихтового материала по радиусу колошника, исключает образование воронки и отделение крупной фракции шихты от мелкой и обеспечивает более равномерную газопроницаемость шихтового материала.

Преимущество разработанной конструкции еще и в том, что дополнительный конус может опускаться на шихту и контролировать уровень засыпки осевой зоны колошника, а также в том, что поставленная задача в разработанной конструкции реализуется без дорогостоящего вращающего распределителя шихты.

На фиг.1 показан засыпной механизм доменной печи; на фиг.2 - узел усеченного конуса с дополнительным конусом; на фиг.3 - вариант разработанной конструкции засыпного аппарата доменной печи; на фиг. 4-6 показано положение конусов засыпного аппарата доменной печи в момент подачи шихты в осевую, периферийную и промежуточную зоны колошника.

Засыпной аппарат доменной печи содержит нижний и верхний газовые затворы. Нижний газовый затвор состоит из усеченного конуса 1 (фиг.1, 2) с отверстием 2 в вершине, с ребрами 3, расположенными вдоль образующей конуса и соединенными в верхней части с образованием втулки 4, распложенной над отверстием 2 и прикрепленной к полой штанге 5. У основания усеченного конуса 1 установлена воронка 6. Во внутренней полости образующей усеченного конуса 1 выполнена чаша 7 и установлен дополнительный конус 8, подвешенный на штанге 9, пропущенной через отверстие полой штанги 5. Чаша 7 в контакте с основанием дополнительного конуса 8 образует газовый затвор и емкость для шихты. Основание Б дополнительного конуса 8 выполнено сплошным, при этом его диаметр D меньше диаметра Ф выпускного отверстия воронки 6 на 100-200 мм. Усеченный конус 1 (фиг.1) в контакте с чашей 10 образует газовый затвор и емкость для шихты.

Верхний газовый затвор состоит из газоотсекающих клапанов 11 и 12, которые смонтированы под приемными воронками 13 и 14. Над усеченным конусом 1 установлена воронка 15 с круглым выпускным отверстием 16 диаметром 600-1200 мм. Причем воронка 15 установлена так, чтобы ось ее отверстия 16 совпала с осью усеченного конуса 1 и его штанги 5. На полую штангу 5 надето сальниковое устройство 17. Диаметр отверстия 2 больше отверстия 16. Засыпной аппарат доменной печи с другим вариантом конструкции верхнего газового затвора состоит из малого конуса 18 (фиг.3), подвешенного на штанге 19, выполненной полой, и контактирующего с чашей 20, установленной под приемными воронками 21 и 22. Через отверстие полой штанги 19 пропущена полая штанга 5 усеченного конуса 1.

Засыпной аппарат доменной печи работает следующим образом.

При поднятых конусах 1 и 8 (фиг.1) до упора в чаши 7 и 10 открывается газоотсекающий клапан 11. Шихта 23 поступает из приемной воронки 13 в воронку 15 и далее через выпускное отверстие 16 и отверстие 2 усеченного конуса 1, заполняет емкость, образованную чашей 7 и конусом 8. После заполнения упомянутой емкости поступающая еще шихта 23 заполняет пространство, ограниченное усеченным конусом 1 и чашей 10.

Для подачи шихты 23 (фиг.4) в осевую зону печи при закрытых газоотсекающих клапанах 11 и 12 и усеченном конусе 1 опускается дополнительный конус 8 и останавливается над выпускным отверстием Ф воронки 6. Шихта 23, ссыпаясь с конуса 8, попадает в воронку 6 и изменяя направление через выпускное отверстие Ф попадает в осевую зону печи. Для подачи шихты 23 в периферийную зону опускается усеченный конус 1 (фиг.5). Для подачи шихты 23 в промежуточную зону дополнительный конус 8 (фиг.6) опускается без остановки под выпускное отверстие Ф воронки 6. При этом по мере снижения дополнительного конуса 8 изменяется зона падения шихты на колошник в сторону удаления от оси, так как увеличивается скорость потока шихты, сходящего с поверхности дополнительного конуса 8. Если опускать дополнительный конус 8 под выпускное отверстие Ф воронки 6 за время, равное длительности ссыпания с него шихты, то шихта будет поступать на колошник непрерывно и равномерно по окружности в осевую и промежуточную зону. Для замера уровня засыпи осевой зоны колошника дополнительный конус 8 опускается до соприкосновения с шихтой.

Засыпной аппарат с вариантом конструкции верхнего газового затвора работает следующим образом.

Шихта 23 (фиг.3) поступает из приемной воронки 21 в чашу 20 и далее, при опущенном малом конусе 18 поступает в воронку 15. Подача шихты в осевую, периферийную и промежуточную зону осуществляется так же, как было отмечено в предыдущем основном варианте.

Предлагаемое техническое решение по сравнению с прототипом позволяет при незначительных затратах на проектирование, изготовление и установку модернизировать ныне действующие засыпные аппараты и улучшить показатели работы доменных печей и, в частности, снизить расход кокса на 10-15 кг на тонну выплавляемого чугуна и эксплуатационные затраты. Расход кокса снизится из-за того, что разработанная конструкция может однозначно загружать центр колошника требуемым количеством кокса и увеличить диапазон регулирования распределения шихты по радиусу колошника. Эксплуатационные затраты уменьшатся в связи с повышением долговечности засыпного аппарата и уменьшением затрат на его ремонт, а также за счет уменьшения расхода электроэнергии, так как разработанный аппарат может работать без дорогостоящего в изготовлении и эксплуатации вращающего распределителя шихты.

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано на доменной печи. Засыпной аппарат содержит усеченный конус с отверстием в вершине, подвешенный на полой штанге. Под основанием усеченного конуса установлена воронка, а внутренняя полость его образующей содержит чашу с дополнительным конусом, подвешенным на штанге, пропущенной через отверстие полой штанги. Своим основанием усеченный конус контактирует с чашей и образует с чашей дополнительным конусом нижний газовый затвор. Над отверстием усеченного конуса также установлена воронка с круглым выпускным отверстием, расположенным соосно с осью штанги. Над воронкой установлены приемные воронки с газоотсекающими клапанами, образующими верхний газовый затвор. Аппарат может подавать шихту равномерно по окружности отдельно в осевую, периферийную и промежуточную зоны колошника, и может засыпать подачу равномерно по окружности и радиусу на осевую и промежуточную зоны колошника. Кроме того, аппарат контролирует уровень засыпки осевой зоны колошника. 2 з.п.ф-лы, 6 ил.

1. Засыпной аппарат доменной печи, включающий последовательно расположенные газовые затворы, нижний из которых содержит подвешенный на штанге усеченный конус с отверстием в вершине, образующий газовый затвор с чашей и дополнительным конусом, также подвешенным на штанге, отличающийся тем, что усеченный конус снабжен воронкой, расположенной под его отверстием, а штанга усеченного конуса выполнена полой и сквозь нее пропущена штанга дополнительного конуса. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что над отверстием усеченного конуса также установлена воронка. 3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что в полости усеченного конуса установлена чаша, контактирующая с дополнительным конусом.