Загрузочное устройство шахтной печи и способ загрузки шахтной печи Советский патент 1983 года по МПК C21B7/18 

Изобретение относится к установке для загрузочных шахтовых печей с вращающимся распределительным желобом и расположенным над ним устройством для подачи с системой задвижек для обе печения выравнивания давления между ат мосферой и давлением, имекшшм место внутри печи при загрузке загружаемого териала, а также к способу загрузки шах ной печи с помощью этой установки, Известна установка для загруз.ки с вр щающимся и регулируемым по величине угла распределительным желобом, часто называемая также бесконусным колошником Успех этой системы загрузки основан на том, чт результаты, достигнутые с обычными конусными загрузочными установками, были значительно пиевышены за счет того, лто загрузка печи была существенно улучшена и в результате этого одновременно была улучшена эксплуатация печи. Наиболее близким к изобретению по гох1шческой сущности п /(остигаемому ре зультату является загрузочное устройств шахтной печи, смонтирог анпое на ее куполе и содержащее вращающийся распределительный лоток и установленная над ним для загрузки бун.ко))а-па.копителя си тема задвижек для П)1рав11ивания давления межд5 BTMoaJjopubiN .цавлеьшем и дав лением во внутреннем пространстве печи при контролируемом по массе прохождении загружаемых материалов через бункер-накош1тель 1 , Если преим тцества этого загрузочного устройства более, чем оправдывают установку их на современных доменных печах большой производительности, то их стоимость и испачьеоваиные для це.ш- средства представляют известное препятствие при использованиз его на до менных печах средней и малой гфоизводительности. При исследовании экономических аспектов установки подобного бе конусного загрузочного устройства еледует проводить разлише, между новой доменной печью, которая, может быть, должна бьпъ оборудована подобной установкой и, с другой стороны, старой доменной печью, которая подвергается модернизации. Как в одном, так и в друго случае стоимость покупки или изготовле ния самой загрузочной установки играют определенную роль.

Цель изобретения - повышение проиаво-55ющей печью. В частности, становится

дительности устройства при установке од-возможным монтаж загрузочного бункера

ного бункера-накопителя и скиповой по-ме5 шу опорными колоннами конусной даче шихтовых материалов, а также вы10

башни обычного загрузочного устройства. 8 равнивание давления в бункере-накопителе. Цель достигается тем, что в загрузочном устройстве шахтной печи, смонтированном на ее куполе и содержащем вращающийся распределительный лоток и установленную над ним для загрузки бункера-накопителя систему задвижек для вьфавнивания давления между атмосферным давлением и давлением во внутреннем пространстве печи при контролируемом по массе прохождении загружаемых материалов через бункер-накопитель, при установке одного такого бункера над ним устанавливается динамически изолированный от других узлов устройства, промежуточный бункер, причем его выходное отверстие перекрыто йадвижкой. При этом промежуточный бункер смещен вбок относительно бункера-накопителя. Кроме того, устройство снабжено квадратной независимой башней, окружающей печь, а загрузочное устройство установле. но на охлаждаемой платформе, 1ри этом согласно способу загрузки шахтной печи, включающему опорожнение бункера-накопителя, опорожнение его и наполнение промежуточного бункера производят одновременно, при этом в процессе опорожнения промежуточного бункера, в него высыпают дополнительный скип материалов. Себестоимость устройства снижается не только за счет отказа от второго загрузочного бункера, но также за счет возможности отказа от изготовления всего дополнительного оборудования, относящегося к загрузочному бункеру, например задвижек для обеспечения перепада давления и т,д. За счет возможности отказа отвторого загрузочного бункера снижается потребность в площади, в особенности по ш1-фине. За счет этого, в свою очередь, представляется больше возможностей для установки загрузочного устройства, в особенности выбора на месте наиболее приемлемой конструкции загрузочного бункера, благодаря чему он может удачно вписываться в имеющиеся узлы доменНой печи так, что не требуется проводить дорогостоящие переделки с целью установки загрузочного бункера с промежуточным загрузочным бункером над существуВследствие отказа от одного загрузочного бункера оказалось также необходи ым разработать новый способ загрузки в качестве замены известному способу, при котором попеременно используются два загрузочных бункера, с тем,чтобы при эксплуатации доменной печи не иметь простоев в работе загрузочного устройства.

Этот способ допускает особенно удачное комбинирование с травспортярукшхим ю устройством для загружаемого материала такого типа, при котором попеременно работают два загрузочных скипа.

Согласно первому предложению за каждый загрузочный цикл подается полный |5 йбъем, соответствукяций содержимому двух скипов, причем процессы загрузки .в промежуточный загрузочный бункер соответствуют, операциям разгрузки первого или второго скипов, тогда как разгружаемый, ао из загрузочного бункера в оптации объем соответствует содержимому двух скипов.

Согласно второму предложению разгружаемый из загрузочного бункера во время 35 операции объем соответствует содержимому трех скипов, тогда как промежуточный загрузочный бункер получает только содержимое двух скипов.

Различные операции последовательного ,. цикла загрузки осуществляются автоматически по данным показателя уровня загрузки, причем этот уровень загрузки получается посредством взвешивания. Для осуществления этого взвешивания загрузочный бункер крепится на трех датчиках для определения массы, причем посредством компенсирующих соединений между загрузочным бункером к промежуточным бункером, с одной стороны, и вертикальным каналом для подачи, с другой стороны, обеспечивается можность соединения между этими узлами без силового замыкания.

На фиг. I схематически изображено исполнение загрузочной установки только с одним загрузочным бункерсм (первый вариант), в разрезе; на фиг. 2-5 - схе. матическое изображение различных фаз цикла загрузки посредством транспортирующего устройства с двумя скипами; на фиг. 6 - схематическое изображение конструкции загрузочной установки доменной печи европейского типа; на фиг. 7 - то же, для доменной печи америлканского типа; на фиг. 8 - второй вариант исполнения загрузочной устаноэ- 55 ки.

На фиг. I видно верхнюю часть доменной печи I с установленным в ней

распределитепъньпл желобом 2. Этот распределенный желоб 2 расположен под выходным отверстием вертикального питающего канала 3, он приводится в движение посредством известного приводного механизма 4. Подача загруженного материала производится через специальное приспособление для подачи, которое состоит из одного загрузочного бункера 5. Этот загрузочный бункер 5 посредством промежуточной камеры 6 соединен с питаю- щим каналом 3. На выходе загрузочного бункера предусмотрен дозирующий орган 7 и уплотнительная задвижка 8 (подобные дозирующие органы и уплотнительные задвижки или крышки известны).

Над загрузочным бункером 5 предус.Л мотрен промежуточный загрузочный бункер 9. Подача из промежуточного загрузочного бункера 9 в загрузочный бункер 5 производится посредством задвижки Ю (фиг. I), которая по своей периферии име ет уплотнение, взаимодействукяцее с сед-iлом на выходном отверстии промежуточного загрузочного буккера 9 так, что заг- Рузочный бункер 5 может быть герметично изолирован от атмосферы. Задвижка Ю крепится на поворачивающемся рычаге (не показан). Она может быть выполнена в виде гриба с целью равномерного распределения поступающего из промежуточного загрузочного бункера загружаемого материала. Ввиду отклонения, задвижкой IО поток загружаемого материала подается в загрузочный бункер кольцеобразнъ1М способом. с)тим самым задвижка Ю вьгаолняет три функшш, а именно является уп/лотнением между загрузочным бункером 5 и промежуточным загрузочным бунке ром 9, является регулятором подачи загружаемого материала в загрузочный бункер 5 и распределителем загружаемого материала, который течет из промежуточного загрузочного бункера 9 в загрузочный бункер 5. За счет многообразия выполняемых задвижкой функций достигается снижение высоты устройства, так как отпадает необходимость в установке двух, расположенных одна над другой задвижек, т. е. перекрьтанзщей или закрывающей и уплотнительной задвижек. В устройствах известного типа с двумя загрузочными бункерами их верхние задвижки выполняли бы только одну функцию, а им«1Ко уплотнения загрузочного бункера от атмосферы Они не могли бы. являться перекрывающими или регулирующими загрузку задвижками, так как вьпие этих загрузочных бункеров не находятся 51.00 никакие промежуточные емкости для загружаемого материала. Подъем загружаемого материала на верх доменной печи производится посредством транспортирующего устройства с наклонной рампой II, по которой попеременно двигаются вверх и вниз два загрузочных скипа 12, которые выполняют равномерное ритмичное движение, т, е. если один опускается вниз, другой поднимается вверх. Контроль за мерой заполнения загружаемым материалом и рагрузкой его из загрузочного бункера 5 происходит посредством взвешивания. ГЗес FIBTTO находотцегося в загрузочно г бункере 5 заг|iy;-i:iH,vioro материала равен общему весу без веса тары, который состоит из ве са конструкционных узлов или деталей меищу компенсатором 13, находящимся iijjopxy, и нижним, компенсатором 14. Дл )1озможиости определеггия веса загрузочный бункер 5 должен быть установлен на /датчиках для Определения веса и при этом он не должен иметь жесткого соединения: между загрузочньпч- бункером и доменной нечью, С этой целью предусмотрены гибKice или мягкие нижшге компенсаторы 1 4 Однако в этом случае до.тлсна быть также предусмотрена мягкая связь меж/яу загрузочнык-1 бункером 5 п промежуточны бункером 9, как последний не может быть включен в вес тары, потому что вес тары должен быть постоянным, а вес промежуточного загрузочного бункера О не является постоянным, а является функ цией заполнения. По этой причине предус мотрен верхний мягкий компенсатор 13 Взвеипгвание производится посредством датч1Жов определения веса илн массы, число которых быть равно тред или четырем, из которых два датчика v 1 и 16) указаны на чертеже. Эти датчики для определения веса могут быть рассчитаны на работу на сжатие или радтяжемне и определяют силу, обусловленную массой загрузочного бункера 5 и его содеряа1мого. Они крегштся на краю 17 несущей конструкции 18, которая воспринимает тшсже нагрузку непосредстве1гао от промежуточного загрузочного бушсера 9 и может монтироваться непосредственно на верхней части доменной печи 1, Ввиду поддернжваемого в доменной печи I, а также в загрузочном бункере 5, когда последний соединяется с доменной печью, повышенного давления на заг рузочный бункер оказывает i действие 8S сила, которая стремится уменьшить его вес. Эта возникающая за счет давления газов сила пропорциональна разнице плошадей между сечением D компенсатора 13 и сечением сЗ нижнего компенсатора 14, Естш бы площ.ади сечений обоих компенсаторов 13 и 14 были одинаковы, они не оказывали бы искажающего влияния на результаты измерения давления и всегда получался бы истинный вес. Ввиду того, что обычно диаметр компенсатора 13 больше, чем диаметр компенсатора 14, результаты взвешивания должны подвергаться корректировке, которая производится в зависимости от поддерживаемого давления и различия гшощадей D и Э . Ввиду того, что давление в доменной печи определяется постоянно, а разница площадей D ив, являющаяся постоянной величиной, также известна, корректировка результатов взвешивания производится постоянно автоматически. Полный цикл загрузки соответствует полной загрузке и разгрузке разгрузочного бункера, включая управление различными задвиш ами для разгрузки j загрузки загрузочного бункера. Продолжительность подобного полного цикла загрузки и разгрузки определяется продол кительностью пробега в обе стороны одiforo скипа 12 по рампе 11, продолжительностью загрузки его в нижнем HJTIKте и продолжительностью разгрузки в верхнем пункте, еспп за каждый полный цикл в доменн то печь загружаются два скипа. При подобном полном цикле загрузки обычно на поверхность колошника наносится полный равномерный слой загружаемого vJaтepиaлa, т. е. распределительный желоб 2 опиС1 юает полную спираль от самого удаленного пункта до середины. Для обеспечения этого поток загружаемого материала из загрузочного бункера должен быть таким образом согласован с рабочей ско(5остью движения распределительного желоба, что время разгрузки загрузочного бункера соответствует времени описывания спирали распределительным желобом. Это согласование или координация обеспечивается посредством дозирующего органа 7 и автоматического управления им электро11Но-вычислительной машиной в с ютветствии с результатами взвещивания содержимого загрузочного бункера. Для обеспечения онтимальной нродолЖительности загрузки время переключения различных задвижек или время различных простоев должно составлять по возможкости малую часть времени полного цикла загрузки, определяемого движением одного скипа вверх и вниз. Продолжительность эффективной загруз ки, т. е, разгрузки загрузочного бункера и распределения слоя загружаемого материала посредством вращения распределительного желоба, должна быть, насколь ко возможно длительной с т&л, распределительный желоб 2 во время про цесса загрузки совершил по меньшей мер несколько оборотов. Подобная загрузка становится тем более равномерной и точной, чем большее число оборотов совершит распределительный желоб. Подобное условие легче осуществляются в установка с двумя загрузочными бункерами, потому что в них циклы загрузки перекрывают друг друга, так как когда один бунке загружается, второй разгружается. Если же предусмотрен только один загрузочный бункер, это оказывается невозможным и загрузочный бункер должен загружаться таким образом,чтобы цикл загрузки не длился слишком долго, т. е. чтобы данная установка не была тормозом или узким местом в работе обоих скипов и собственно процесс загрузки, т, е, подача загружаемого материала через установку, был сокращен во времени до минимума, Это двойное условие выполняется вследствие того, что имеется промежуточ ный загрузочный бункер 9 и предусмотре специальный способ загрузки (фиг, 2-5). На фиг, 2 нижние задвижки закрыты, а . между промежуточным загрузочным бункером 9 и загрузочным бункером ,5 обеспечено соединение за счёт открывания зад вижки Ю. Скип разгружается, содержимо его через промежуточный загрузочный бункер 9 подается непосредственно в загрузочный бункер 5 на поверхность находящегося там загружаемого материала, которьА был подан в негр ранее из скипа. Как только скип будет разгружен задвиж ка 1О закрывается и внутреннее пространст во загрузочного бункера оказывается под дaвлeниavI, примерно равным давлению в доменнойпечи.Это выравнивание давления между загрузочным бункером и доменной печью как и сброс давления до уровня,соот i ветствующего давлению атмосферы,произво, днггся посредством нескольких задвижек(не показаны). Как только загрузочный бункер 5 будет поставлен под давление, нижнне задвижки открываются и начинаться процесс загрузки, т, е, подача содержимого загрузочного бункера через канал 3 и распределительный желоб 2 внутрь печи (фиг, 3), Во время переключения различных задвижек шиберов и клапанов один скип опускается вниз по рамАпе II, а другой скип подается на верх р его содержимое разгружается в промежуточный бункер 9, нижнее разгрузочное отверстие которого закрыто задвижкой 10. Это происходит во время разгрузки загрузочного бункера. Как только загрузочный бункер 5 освободится, нижние задвиноси закрываются и давление в загрузочном бункере 5 за счет соединения с атмосферой снижается. Во время работы с задвижками и шиберами скип разгружает свое содержик(|ое в промежуточный загрузочный бункер и по рампе 11 спускается вниз (фиг. 4), Следующей операцией является открывание задвижки Ю, содержимое промежуточного загрузочного бункера 9 .подается в загрузочный бункер. За это время первый скип снова подается вверх и начинается операция, заключающаяся в разгрузке его содержимого в промежуточный загрузочный бункер 9 и через открытую задвижку 10 на загружаемый материал, поданный ранее из скипа в загрузочный бункер (фиг, 2), Перед поступлением скипа к верхнему пункту рампы И необходимо проверить, открыта ли задвижка 10 и освобожден ли от своего содержимого промежуточный, загрузочный бункер 9 (фиг, 5), Этот контроль осуществляется автоматически. Таким образом, собственно процесс загрузки, т, е, освобождение загрузочного бункера 5, не прерывает поступление загружаемого материала с помощью скипов и даже не задерживает его разгрузку.а подача загружаемого материала скипами не прерывает собственно процесс загрузки (фиг. 3), В случае полного цикла загрузки трех скипов объем загрузочного бункера 5 должен соответствовать; по меньшей мере объ&лу трех скипов, тогда как объ&л промежуточного загрузочного бункера должая по меньшей мере соответствовать объ&лу двух скипов. При подобном цикле загрузки с одновременным использованием трех скипов операция, соответствующая разгрузке загрузочного бункера в доменную печь, удлиняетсятак как разгружаемый объем увеличивается. Предпочтительным в данном случае является удлинение -этой операции тем, чтобы использовать это время для ого , чтобы разгружать третий скип в промежуточный загрузочный буккер 9, Промечсугочный загрузочный бункер 9 в данном случае должен быть еще больши по размерам. Однако, если не представляется возможности предусмотреть установку увеличенного по объему промежуточного загрузочного бункера, оказывается возможным разгружать третий скип во время операции, показанной на фиг. 2„ В случае установки для загрузки описанного типа, можно делать так, что она будет монтироваться в виде целогр блока, т, е. как единый узел на су- шествующей доменной печи любого типа. На фиг . 6 показана устанг .ка подобного устройства на доменных печах европсйсккх типов. Подобная доменная печь 1 находи ся в середше квадратной .башни 10, котора выполняет функцию ко1струкции для верхней части и загрузочной установки. Сама печь не является в дашюм случае носителем или опорой загрузочного устройства к вспомогательных приспособлений, благодаря чему моя-сяо ;и;1;хиюю часть ВЫПОЛНИТЬ в виде бескоиуслюго или бесколокольного колошника, т. о. у лепъиттъ диаметр его верхнего отпоистия, если предшествующая загрузочная установк была с конусом. Каркас 20 Бс.чедствие этого может быть смонтирова тгеиосредствешю на самой доменной печи или чаиадстройке над нею и несет промежуточный загрузочный бункер 9 и загрузочный бункер 5 посредством блока 21 и элементы, а также датчики для --лтределения массы. За счет того, что требует ся только один единственный загрузочный бункер 5, уменьшается потребность в площади, особенно по ширине, благодаря чему в надстройке не производится шшакая модер1тзация или перест -ойка. За счет того, что вертикальная ось загрузочного бункера 5 смещена к продольной оси доменной печи, можно на месте подобрать такую конструкщ1ю загрузочного бункера 5, что рампа будет заканчивать ся у промежуточного загрузочно1 о бункера 9 и не потребуется ее переоборудования, В случае, показанном на фиг, 6, верхняя часть ремпы 11 быть переоборудована, если предусмотрена установка устройства с двумя загрузочными бункерами. На фиг. 7 показана модернизашш доменной печи американского типа, при которюй выполнена новая загрузочная установка взамен конусного колошника 22, Суидественное различие между этими типами печей (фиг. 6 и 7) заключается в том, что печь вьиголняет функдии держателя загрузочной установки со всего допол)шт€льного оборудования. По этой причине в верхней части не могут производиться какие-либо крупные работы по ее реконструкдии. Искусство переоборудования с последующей установкой нового загрузочного устройства заключается в том, чтобы использовать оставшийся фланец 23 являвшийся составной частью конусного колошника. Па этом фланце 23 монтирует ся кольцеобразная платформа 24, на которой крепятся гфиводной механизм 1,асг1ределительного желоба 2, а также каркас 20 загрузочной установки. Платформа 24 может охлаждаться посредством предусмотренного внутри нее охлаждающего конт}фа во избежание перегрева и пов,шения ее несущей способности, В обоих случаях (фиг. G и 7) необходимо перестроить конусную башню предыдущего загрузочного устройства или даже удалить ее, как это необходимо с двумя о 1)аСположе 1Ными друг возле друга загрузочаыми бункерами. Ма фиг. 8 показан второй вариант исполнения новой загрузочной установки. Однэ задвижка заменена уплотнительной задвижкой и закрывающей задвижк:ой для загружоолюго материала, Сиособ работы и порядок загрузки аналогичны способу и порядку загрузки, описанным (енительно к finpiiaHTy, показанному на фиг, 1. Ось промежуточного бункера по отнопгс;И)ю к загрузочному бункеру 5 можно (-местить в бок. За счет этого еще более ув(;л1Ри1ваются преимущества бокового сдвигп загрузочного бу 1кера 5 по отношению с сси доменной печи. Промежуточный )узочньгй бункер 9, загрузочный бункер П и верхняя часть доменной печи 1 за счет их сдвинутого расположения находят- ;я ;грактически параллельно р.эмпе 11 (, 8) тогда как гфи вертикальном расположении этих узлов друг над другом необходимы преобразования по меньшей море, верхней части рампы. Реализация изобретения обеспечивает cjTiJOCTBeHHoe снижение капитальных и эксплуатационных издержек при замене заг)узочных устройств малых шахтных печей при одновременном существенном ул} 1шении технико-экономических показателей их последующей работы.

If

Фиг. I

ff

/z

I. Загрузочное устройство шахтной печи, смонтированное на ее куполе, содерясащее приводной распределительный лоток и установленную над ним для загрузки бункера-накошкгелй систему задвижек для вьфавнивания давления между атмосферным давлением и давлениетл во внутреннем пространстве печи при контролируемом тензодатчиками прохождении загрузочных материалов через бункеры, о т лйчак)щ ееся ,тем, что, с целью повышения производительности устройства при установке одного бункера-накопителя и скиповой подаче.шихтовых матерка лов, оно снабжено установленным над бункером-накопителем промежуточным бункером, причем выходное отверстие этого бункера перекрыто задвижкой/ динамически изолированным от других узлов устройства. 2.Устройство по п. I, отличающее с я тем, что, с целью выравш1ва:-К ния давления в бункере-накопителе, промежуточный бункер смещен вбок относительно него. 3.Устройство по, п. 1, о т л и ч а - ю щ е е с я тем, что оно снабжено квадратной независимой башней, окружающей СЛ печь. 4.Устройство по пп. 1иЗ,отличаю щ е е с я тем, что оно установлено на Г охлаждаемой платформе. 5.Способ загрузки шахтной печи, отличающийся TSM, что с О О целью повышения его производительности при скиповой подаче Ш1{хтовых материалов (Опорожнение бункера-накопителя и напол- ел ел нение промежуточного бункера производят одновременно, при этом в процессе ОС опорожнения промежуточного бункера в него высыпают дополнительный скип материалов.

//

ФигЛ

Фиг. 5

Фиг.б

Ф(Л1.1