УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАГРУЗКИ ШИХТЫ В ШАХТНУЮ ПЕЧЬ Российский патент 2000 года по МПК C21B7/20 F27B1/20 

Изобретение относится к области металлургии, а конкретно для загрузки шихты в шахтные печи, в частности в доменном производстве для загрузки шихты в доменные печи.

Известно загрузочное устройство для загрузки шихты в шахтную печь, преимущественно в доменную печь, содержащее последовательно расположенные относительно вертикальной оси печи приемную воронку, герметичный накопительный бункер с верхним и нижним пропускными отверстиями, с конусными затворами с приводами их вертикального перемещения, размещенную под нижним отверстием бункера шихтовую воронку, редуктор привода вращения, соединенный полым валом с распределителем шихты (см. RU N 2067792, C 21 B 7/20, 10.10.1996).

Недостатком известного устройства является наличие конусных затворов, которые относятся к элементам, требующим частой замены в связи с их низкой стойкостью. Это объясняется тем, что шихта, ссыпаясь из приемной воронки в герметичный накопительный бункер и далее в шихтовую воронку, движется непосредственно по поверхности конусных затворов, подвергая их быстрому износу.

Вторым недостатком применения конусных затворов является сложность их замены для восстановительного ремонта. Для этого требуется демонтаж всего загрузочного устройства, что сопровождается длительной остановкой доменной печи.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявленному изобретению является устройство для загрузки шихтой шахтной печи, преимущественно доменной, установленное на куполе печи и содержащее расположенные последовательно относительно вертикальной оси печи приемную воронку, герметичный накопительный бункер с верхним и нижним пропускными отверстиями, над которыми размещены защитные кожухи, с размещенными в их полостях приводами вертикального перемещения, на штангах которых закреплены затворы и шихтоотсечной цилиндр, редуктор привода вращения, соединенный полым валом с распределителем шихты, шихтовую течку, размещенную под нижним пропускным отверстием накопительного бункера соосно с печью в корпусе редуктора привода вращения, и кольцевой коллектор с подводящими патрубками (см. RU 2118372, C 21 B 7/20, 27.08.1998).

Недостатком известного устройства являются:
1) Негерметичность кожуха привода, что в условиях высокой запыленности внутреннего пространства герметичного накопительного бункера и приемной воронки неизбежно приведет к попаданию большого количества пыли на рабочие механизмы приводов вертикального перемещения затворов и как следствие снижению срока их эксплуатации.

2) Нерациональное расположение точки приложения усилия от штанги приводов вертикального перемещения к затворам, которые находятся выше уровня пропускных отверстий. Такое исполнение закрытия является неудовлетворительным, так как при малейшем изгибе приводов затворов может нарушиться герметичность закрытия.

3) Нерациональное расположение кольцевого коллектора под верхним пропускным отверстием. При таком расположении окружная неравномерность, полученная с помощью кольцевого коллектора, формируется в нижней части герметичного накопительного бункера. Затем при открытии нижнего затвора и прохождении шихты через нижнее пропускное отверстие эта неравномерность в значительной степени теряется под воздействием усредняющего эффекта диафрагмы нижнего проходного отверстия.

Предлагаемое устройство исключает вышеперечисленные недостатки и обеспечивает технический результат, который выражается в существенном увеличении срока службы затворов и механизмов их приводов, улучшает технологические возможности по формированию требуемого профиля загрузки шихты и как следствие улучшению показателей работы доменной печи.

Технический результат достигается тем, что установленное на куполе печи устройство для загрузки шихты содержит расположенные последовательно относительно вертикальной оси печи приемную воронку, герметичный накопительный бункер с верхним и нижним пропускными отверстиями, над которыми размещены защитные кожухи, с размещенными в их полостях приводами вертикального перемещения, на штангах которых закреплены затворы и шихтоотсечные механизмы, соединенный полым валом с распределителем шихты редуктор привода вращения, шихтовую течку, размещенную под нижним пропускным отверстием накопительного бункера соосно с печью в корпусе редуктора привода вращения, и кольцевой коллектор с подводящими патрубками.

При этом согласно изобретению каждый защитный кожух выполнен в виде опорного кольца и закрепленного на нем промежуточного цилиндра с крышкой, полость которого снабжена верхней диафрагмой, служащей опорой привода вертикального перемещения, и нижней диафрагмой с отверстием, шихтоотсечной цилиндр размещен в отверстии нижней диафрагмы и состоит из внутреннего цилиндра, в полости которого, выполненной герметичной и заполненной азотом, расположен привод вертикального перемещения, и наружного корпуса, выполненного с возможностью отсечения затвора от шихты, а кольцевой коллектор с подводящими патрубками установлен под нижним пропускным отверстием герметичного накопительного бункера. Согласно изобретению крепление каждого затвора к штанге привода вертикального перемещения расположено ниже нижнего пропускного отверстия.

Предлагаемое устройство исключает вышеперечисленные недостатки и обеспечивает технический результат следующим образом.

Во время работы запирающего устройства в полость внутреннего цилиндра подается азот с давлением, превышающим давление в окружающем пространстве, тем самым препятствуя попаданию пыли на рабочие органы привода затворов.

Крепление каждого затвора к штанге привода ниже пропускного отверстия обеспечивает устойчиво плотное, без перекосов закрытие затвора и строго вертикальное перемещение штанги привода.

Исполнение защитного кожуха из трех частей облегчает монтаж запорного устройства, обеспечивает легкий допуск при обслуживании, а также его демонтаж без длительной остановки доменной печи.

Расположение кольцевого коллектора с подводящими патрубками ниже нижнего пропускного отверстия позволяет сохранить окружную неравномерность ссыпающегося материала, создаваемую при необходимости коллектором, и в значительной степени перенести ее на поверхность засыпи в доменной печи.

Изобретение поясняется чертежами, на которых
фиг. 1 изображает загрузочное устройство с затворами, общий вид;
фиг. 2 изображает устройство затвора и привода распределителя;
фиг. 3 изображает устройство затвора и защитного кожуха.

Загрузочное устройство (фиг. 1) установлено на куполе печи и содержит последовательно расположенные относительно вертикальной оси печи приемную воронку 1, герметичный накопительный бункер 2 с верхним 3 и нижним 4 пропускными отверстиями, над которыми размещены защитные кожухи 5 (фиг. 3).

Каждый защитный кожух 5 выполнен в виде опорного кольца 6, на котором закреплен промежуточный цилиндр 7 с крышкой 8. В полости каждого промежуточного цилиндра 7 расположены верхние 9 и нижние 10 диафрагмы. Нижние диафрагмы 10 выполнены с отверстиями 11, в каждом из которых помещен внутренний цилиндр 17. Верхние диафрагмы 9 служат опорой приводов вертикального перемещения 13, размещенных в полостях 14 внутреннего цилиндра 17, на котором закреплен шихтоотсечной цилиндр 12. Полость 14 внутреннего цилиндра 17 выполнена герметичной при помощи уплотнений 23, расположенных в отверстиях 11, и уплотнений 24, расположенных на внутреннем цилиндре 17. Азот подают в герметичную полость 14 внутреннего цилиндра 17. Давление подаваемого азота превышает давление газов, окружающих защитные кожухи 5.

На штангах 15 приводов вертикального перемещения 13 закреплены верхние и нижние затворы 16. Ниже нижнего пропускного отверстия 4 (фиг. 2) расположены кольцевой коллектор с подводящими патрубками 18, шихтовая течка 19, корпус редуктора привода вращения 20 и распределитель 21, соединенный с редуктором привода вращения полым валом 22 распределителя шихты 21.

Крепление затворов 16 к штангам 15 приводов вертикального перемещения 13 расположено ниже верхнего и нижнего пропускных отверстий 3 и 4.

Устройство работает следующим образом:
Загружаемая шихта с помощью скипа по наклонному мосту доменной печи поступает в приемную воронку 1, при этом верхний и нижний затворы 16 находятся в закрытом состоянии. Затем верхний затвор 16 с помощью штанги 15 привода вертикального перемещения 13 открывается путем перемещения вверх. Во время перемещения затвора 16, через небольшой промежуток времени затвор 16 упирается в шихтоотсечной цилиндр 12 и приводит его в движение в направлении вверх на расстояние, при котором шихтоотсечной цилиндр 12 полностью устанавливается внутри защитного кожуха 5. При этом образуется кольцевой зазор между защитным кожухом 5 и корпусом приемной воронки 1, в которую через верхнее пропускное отверстие 3 шихта ссыпается в накопительный бункер 2. По окончании ссыпания шихты верхний затвор 16 с помощью привода вертикального перемещения 13 начинает опускаться вниз. Через некоторый промежуток времени, определяемый скоростью перемещения затвора, нижняя кромка шихтоотсечного цилиндра 12 касается корпуса приемной воронки 1, предотвращая попадание остатков шихты на контактную поверхность верхнего пропускного отверстия 3. В последний момент происходит закрытие затвора на чистую поверхность пропускного отверстия.

Как правило, в герметичный накопительный бункер 2 осуществляется загрузка двух скипов шихты. При этом перечисленные выше операции циклически повторяются. По окончании набора шихтовых материалов в герметичный накопительный бункер 2 выравнивается давление газов в герметичном накопительном бункере и давление газов на колошнике доменной печи. Запускается распределитель шихты 21, а затем открывается нижний затвор 16, при этом все механизмы устройства работают в той же последовательности и порядке, как и в случае с верхним затвором 16. После открытия нижнего затвора 16, материал через нижнее пропускное отверстие 4, кольцевой коллектор с подводящими патрубками 18 и шихтовую течку 19 поступает на вращающийся распределитель 21, который загружает шихту в печь, по заранее заданной программе, обеспечивая получение необходимого профиля шихты на колошнике. После окончания выгрузки материала из накопительного бункера 2 нижний затвор 16 закрывается. Для этого нижний затвор 16 с помощью привода вертикального перемещения 13 начинает опускаться вниз. Через некоторый промежуток времени, определяемый скоростью перемещения затвора, нижняя кромка шихтоотсечного цилиндра 12 касается корпуса герметичного накопительного бункера 2, предотвращая попадание остатков шихты на контактную поверхность нижнего пропускного отверстия 4. В последний момент происходит закрытие нижним затвором 16 пропускного отверстия 4. После закрытия нижнего пропускного отверстия 4 возможна загрузка накопительного бункера 2 новой порцией шихтовых материалов через верхнее пропускное отверстие 3. Таким образом, цикл загрузки повторяется.

При использовании изобретения обеспечивается увеличение срока службы затворов и механизмов приводов в три раза, а также улучшаются технологические возможности по формированию требуемого профиля шихты на колошнике и как следствие улучшаются показатели работы доменной печи.

Изобретение относится к металлургии, а конкретно для загрузки шихты в шахтные печи, в частности в доменном производстве для загрузки шихты в доменные печи. Установленное на куполе печи устройство для загрузки шихты содержит расположенные последовательно относительно вертикальной оси печи приемную воронку, герметичный накопительный бункер с верхним и нижним пропускными отверстиями, над которыми размещены защитные кожухи, с размещенными в их полостях приводами вертикального перемещения, на штангах которых закреплены затворы и шихтоотсечные механизмы. Распределитель шихты соединен полым валом с редуктором привода вращения, а шихтовая течка размещена под нижним пропускным отверстием накопительного бункера соосно с печью и расположена в корпусе редуктора привода вращения. В промежутке между нижним пропускным отверстием и шихтовой течкой расположен кольцевой коллектор с подводящими патрубками. Каждый защитный кожух выполнен в виде опорного кольца и закрепленного на нем промежуточного цилиндра с крышкой, полость которого снабжена верхней диафрагмой, служащей опорой привода вертикального перемещения, и нижней диафрагмой с отверстием. Шихтоотсечной цилиндр размещен в отверстии нижней диафрагмы и состоит из внутреннего цилиндра, в полости которого, заполненного азотом, расположен привод вертикального перемещения затвора. Крепление каждого затвора к штанге привода вертикального перемещения расположено ниже нижнего пропускного отверстия. При использовании изобретения обеспечивается увеличение срока службы затворов и механизмов приводов в три раза, улучшаются технологические возможности по формированию требуемого профиля шихты на колошнике и как следствие улучшаются показатели работы доменной печи. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Устройство для загрузки шихты в шахтную печь, преимущественно в доменную, установленное на куполе печи и содержащее расположенные последовательно относительно вертикальной оси печи приемную воронку, герметичный накопительный бункер с верхним и нижним пропускными отверстиями, над которыми размещены защитные кожухи, приводы вертикального перемещения, на штангах которых закреплены верхний и нижний затворы, шихтоотсечные цилиндры, установленные с возможностью отсечения затворов от шихты, соединенный полым валом с распределителем шихты редуктор привода вращения, шихтовую течку, размещенную под нижним пропускным отверстием накопительного бункера соосно с печью в корпусе редуктора привода вращения и кольцевой коллектор с подводящими патрубками, отличающееся тем, что каждый защитный кожух выполнен в виде опорного кольца и закрепленного на нем промежуточного цилиндра с крышкой, полость которого снабжена верхней диафрагмой, служащей опорой привода вертикального перемещения, нижней диафрагмой с отверстием и размещенным в этом отверстии внутренним цилиндром, на котором закреплен шихтоотсечной цилиндр, при этом в полости внутреннего цилиндра, выполненной герметичной и заполненной азотом, помещен привод вертикального перемещения, а кольцевой коллектор с подводящими патрубками установлен под нижним пропускным отверстием герметичного накопительного бункера. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что крепление верхнего и нижнего затворов к штанге привода вертикального перемещения расположено ниже верхнего и нижнего пропускных отверстий соответственно.