Способ загрузки распределителя шихты доменной печи Советский патент 1982 года по МПК C21B7/20 

(54) СПОСОБ ЗАГРУЗКИ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЯ ШИХТЫ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

i

Изобретение относится к черной метаппургии, 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 размерах распределительного, узла и загрузочного устройства.

.Известен способ i загрузки шихты в , распределительную воронку конусного загрузочного устройства доменной печи, заключающийся в подаче ее из скипа. Способ характеризуется малой продолжительностью (4-5 сек) заполнения емкости воронки значительным количеством ( 7 8-10 м) материала за время опорожнения скипа (4-5 сек) l .

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

Следовательно необходимый полезный объем воронки V определяемый из зависимости .,

v lvVгде 0 - среднее значение количества шихтового материала, поступающего из скипа за единицу времени, м /с|

- расход материала из выходного отверстия распределительной воронки,

t - время загрузки скипа, с, может приниматься при проектировании различным в зависимости от величины п I т.е. от размера выходного отверс«5тия воронки. Чем больше разность тем быстрее происходит заполнение ее емкости и тем больший геометрический объем должна иметь распределительная20 воронка. Уменьшить объем воронки за счет увеличения времени разгрузки скипа при его опрокидывании- не представля ется возможным, так как это снижает темп загрузки печи. Для достижения о хтщального окружного распределения ши5& т-ы на колошнике nemi необходимо обеспе чить минимально допустимый и постоянный по велячнне расход с. разгружаемого ма1ериала через выходное отверстие расггредетпельной воронки. Это достигаечся работой воронки в режиме накопле- ( С(, ), а йчедовательно при значительных (в пределах 0,5-О,8 полезного объема скипа) ее габаритных размерах. Эксплуатация воронки подобного объ ,ема ведет к увеличению мощности электропривода ее вращения, повышению затрат на изготовление и эксплуатацию, а также увеличению габаритных размеров загрузочного устройства. Снятие нако- шггельной с{)ункции с распреде,Щ1тельной воронки за счет увеличения штогцади выходного отверстия неизбежно приводит к ухудшению окружного распределения шихты на колошнике печи, а следовательно к сниженшо использования энергии газового потока, перерасходу кокса и ухудшению техниког экономических показателей доменной плавки. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ подачк шихтового материала в воронку через шихтовый 1:;папан накопительного бунке за, обеспечивающий постоянство величины расхода q/ и более процо01житель ное время t 7/ 20 с поступления шихтового материала в воровку 2 . Однако пр11менение распределительной воронкй с площадью выходного отверстия ...1.Ць.и.1ей гшощади проходного сечения Ш1й гового клапана в 1,5 и более раз, при керэгулИ11уемом процессе опорожнения накопительного бункера также требует значительного объема воронки, до 0,5-0,65 полезной емкости бункера. Эт приводит к тем же отрицательным послед ствиям, 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 об/мин воронки и величины расхода cj,. Однако применяемые размеры распределительных воронок не учитывают этих факторов и тем самым не обеспечивают постоянства рао хода материала по длине окружности заСЫЩ1 колошника и оптимальных габаритных размеров распределительного узла. Недостат1си заполнения вращающихся распределительных воронок шихтовым материалом при подаче его в большем коичестве, чем расход из нее (.-г г, ожно устранить, изменив характер ее аполнения. Целью изобретения является выбор оптимальных размеров распределительных воронок для уменьшения габаритных раэмеров загрузочного устройства, а также снижения расхода кокса за счет повышения использования энергии газового пото-ка, достигаемого лучшим распределением шихты по сечению печи. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу загрузки распределителя шихты доменной печи, включающему подачу шихтового материала из питающего устройства во вращающуюся распределительную воронку в количестве большим, чем расход из нее, загрузку емкости распределительной воронки осуществляют до минимальной высоты, равной 1,О-2,5 диаметра ее выходного отверстия, в количестве обратно пропорциональном частоте вращения воронки и . определяемом из соотношения: y-Y 60-|-, где V/i - объем шихтового материала в воронке с минШухальйой высотой, q, - расход шихтового материала из выпускного отверстия воронки, м /сек; Vi - частота вращения распределительной воронки, об/мин, с дальнейшим постоянным поддер жанием 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 «1, осуществляется постепенное заполнение емкости воронки при одновременном опорожнении ее с расходом (Q , так как с Однако после того, как наполнение воронки достигает уровня, при котором нижняя точка спиральной поверхности засыпи в воронке над выходным отверстием d достигает высотной отметки (1,0-2,5) d , производится уравнивание величин расходов q, и например, путем уменьшения гшощади сечения шихтового клапана бункера. Это приводит к стабилизации набранного объема материала в воронке до окончания процесса опорожнения питающего устройства. Принятые пре делы минимальной высоты заполнения воронки Vi (1,О-2,5) d выбраны экспериментально в зависимости от физико- механических свойств (угла внутреннего трения Ч , размера частиц и т.д.) шихтовых материалов доменной плавки. Так, для кокса и агломерата, Т1меющих угол Ч 4О-45, значение высоты h материа ла, расположенного в воронке и не оказывающего отрицательного влияния на постоянство величины расхода из ее выходного отверстия, принимается с пределом {1,О-l,6)d , а дгш окатышей с урлом ч 25-ЗО значение высоты составляет (2,5-1,9) d . Так как значение величины расхода йля каждой конструкции загрузочного уст ройства и требований к обеспечению оптимальной окружной неравномерности рао пределения щихты является вполне определенным и постоянным, то путем подбора той или иной величины частоты враще ния воронки можно определить высоту за полнения ее емкости объемом 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, обеспечиваюшей требуемую оптимбшьную окружную неравномерность распределения шихты по сечению печи. Уменьшение частоты вращения воронки против расчетной увеличивае время одного ее оборота, а следовательн И количество набранной в нее шихты с более крутым углом подъема поверхности засыпи. Увеличение частоты вращения воронки против расчетной увеличивает количество помещающейся в ней шихты без изменения ее геометрического обь&ма и улучшения качества распределения материала по сечению печи. При работе воронки с частотой V(co поверхность засыпи в ней стремится принять горизонтальную форму с равномерным распределением объема VeV матертгала по всему сечению воронки. Способ загрузки распределителя шихт осуществлен для доменной печи объемом 200О м, оборудованной загрузочным устройством с наполнительными бункерами объемом 24 м , шихтовыми затворам с максимальным расходом V 1 м /с и вращающейся с частотой п 6-10 об/мин распределительной воронкой с выходным отверстием, обеспечивающим расход 0,5 WC. При высоте шихтового материа ла, например агломерата, в воронке над ее выходным отверстием, не оказывающей влияние на постоянство величины расхода ({п В периоде ее вращения, объем ее заполнения составляет Y- 3 м . Установлено, что для обеспечения оптимальной неравномерности распределения рихтового материала (агломерата) по окружности колошника необходима минимальная частота вращения распределитель ной воронки п 6 об/мин. Следовательно необходимый (расчетный) геометрический объем распределительной воронки при частоте ее вращения п 6 об/мин должен обеспечивать накопление в нее шихты в объеме:q,/,05 « VJ-V 4бО- . 1 VIо После заполнения емкости распределительной воронки материалом в количестве V 8 м производится уравнивание величин поступления материала в воронку и расхода из нее с до окончания опорожнения бункера. Выполшт аналогичный расчет для условия работы распределительной воронки с частотой вращенТг1я п 10 об/мин, определяют, что общее количество материала, находящееся в воронке составляет: 0,5 v-.,,. .« Этого объема шихты также достаточно для обеспечения постоянства расхода атериала из выходного отверстия ворони. Таким образом, предложенный способ загрузки распределителя шихты ет возожность определять оптимальный полезый и геометрический объемы распределительных воронок, обеспечивающих тем самым постоянство величины расхода шихтового материала из ее выходного отверстия по длине окрулсности засыпи с оптимальной неравномерностью. Примен&ние данного способа обеспечивает снижение размеров и объема распределительной 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. Пг едложеннътй способ загрузки распределителя шихты доменной печи дает положительный эффект в том, что принимаемый минимальный геометрический объем вращающейся воронки удовлетворяет требованию обеспечения как оптимальной, так и минимальной неравномерности распределения шихты по сечению печи. Формула изобретения Способ загрузки распределителя шихты доменной печи, включающий подачу шихтового материала из питающего устройства во вращающуюся распределительl:iyю воронку в большем количестве, чем расход из нее, отличающийся тем, что, с целью уменьшения габаритны размеров воронки и снижения расхода кокса за счет повышения равномерности окружного распределения шихты по сечению печи, загрузку емкости распределительной воронки осуществляют, до минимальной высоты, равной 1,О-2,5 диаМет ра ее выходного отверстия, в количестве атно пропорциональном частоте её врания и определяемом из соотношения ,.6oi, V - объем шихтового материала в воронке при миниiv aльнoй высоте, е - расход шихтового материала из выпускного отверстия воронки. м /с , - 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, инятые во внимание при экспертизе 1.Ефименко Г. Г. и др. Металлургия уна. К., Вища школа, 1974, с. 488. 2.Труды ВНИИМЕТМАШа. М., 1976, 45, с. 3-12.