title-icon Статьи о ремонте
title-icon
» » Засыпной аппарата и надколошниковое устройство

Засыпной аппарата и надколошниковое устройство

Старинные доменные печи имели открытый колошник, газы не улавливались и уходили в атмосферу неиспользованными. Первые попытки использования колошникового газа относятся к началу XIX в.
На колошнике некоторых доменных печей стали устанавливать паровые котлы, направляя в топку котлов горячий колошниковый газ. Затем колошниковый газ стали отводить из доменной печи по специальным каналам с тем, чтобы использовать его как горючее. На рис. 158 показана конструкция доменной печи с улавливанием колошникового газа, применявшаяся в 30-х годах XIX в. Газоотводы представляли собой каналы в каменной кладке печи. Эти каналы поднимались вверх и соединялись с верхним общим кольцевым каналом, откуда газы отводились вниз, к местам потребления. Колошник по прежнему оставался открытым; для того чтобы направить газы по каналам, устья каналов располагали на значительной глубине от уровня засыпи.

Такой способ отбора газа был весьма нецелесообразным вследствие того, что значительная часть высоты печи (выше устьев каналов) в работе не участвовала; газы не обрабатывали столб шихты, лежащий над устьем каналов, и уходили из печи, не успевая отдать в должной мере свое физическое тепло и использовать химическую энергию. Поэтому такая конструкция
больше нигде не применялась, и для улавливания газа стали применять закрытые колошники.
Засыпной аппарата и надколошниковое устройство

На рис. 159 показан колошник, закрытый колпаком; для отвода газа в стенках колошника сделаны специальные каналы. Такая конструкция позволяла улавливать газы после того, как они прошли через всю толщу столба шихтовых материалов. Однако такой газоулавливающий прибор в работе оказался очень неудобным, так как, применяя его, трудно было обеспечить правильное распределение материалов.
При открытых колошниках распределение материалов при их загрузке легко регулировалось на глаз: в те участки печи, где проходило больше газа, загружали больше руды и таким способом добивались более или менее равномерного распределения газов по сечению колошника. При закрытых колошниках регулировать распределение материалов при их загрузке таким способом было невозможно. Стало ясно, что газоулавливающий прибор одновременно должен быть и засыпным аппаратом, способным обеспечивать более или менеe правильное распределений материалов при загрузке их в печь.
Такой прибор появился в 1850 г. (рис. 160); он представлял собой воронку и конус. Характеристика даваемого им распределения материалов была приведена выше.

Газоулавливающий и засыпной аппарат в виде конуса и воронки обеспечивает подачу к стенкам печи больше мелочи, чем крупной руды. Это обстоятельство, а также конструктивная простота аппарата, удобство и надежность в работе способствовали его широкому распространению. В настоящее время этот аппарат, конечно усовершенствованный, получил исключительное применение в доменных печах, вытеснив все остальные конструкции, которых было предложено немало.
Усовершенствование первоначальной конструкции засыпного аппарата в виде конуса и воронки выразилось прежде всего в том, что стали применять второй конус (рис. 161). При наличии второго конуса устранялись потери газа в атмосферу, так как при открывании нижнего конуса верхний оставался закрытым, и наоборот. Однако введение второго конуса вызвало значительные усложнения конструкции (рис. 161).

Нижний конус (большой) подвешен к штанге, идущей по оси засыпного аппарата. Штанга большого конуса, в свою очередь, прикрепляется к рычагу, называемому балансиром. Балансир может совершать качательные движения на опоре. Правое плечо балансира сделано более длинным, чем левое; на конце правого плеча располагается груз, чтобы обеспечить плотное прижатие нагруженного конуса к воронке.
Для открытия большого конуса правое плечо балансира с противовесом приподнимается посредством штока с поршнем, приводимым в движение паром или сжатым воздухом.
Штанга, к которой подвешен малый конус, представляет собой трубу, внутри которой может свободно ходить штанга большого конуса. Штанга малого конуса также подвешивается к балансиру, но так как штанга большого конуса не дает возможности поместить балансир малого конуса по оси, приходится устраивать два балансира для подвески штанги малого конуса. Балансир малого конуса отличается от балансира большого только меньшими размерами.
Воронка малого конуса обычно делается цилиндрической, с расширением в верхней части. Она опирается на коническую крышку, которая называется иногда газовым затвором, так как препятствует выходу газа в атмосферу, когда открывается большой конус.

Конструкция засыпного аппарата с двойным конусом обеспечивает устранение потерь газа в атмосферу, но обладает весьма существенным недостатком: происходит неравномерное распределение материалов. При механизированной загрузке доменной печи опрокидывающейся вагонеткой материалы на малый конус всегда поступают с одной и той же стороны. Высыпаемые из вагонетки материалы образуют гребень в воронке малого конуса в той ее части, откуда подходит вагонетка (рис. 162). В противоположной стороне воронки материалов получается меньше; кроме того, там, где образуется гребень, концентрируется и больше всего мелочи; в противоположную от гребня сторону откатываются крупные куски. Такое же неравномерное распределение материалов сохраняется и при выгрузке их с малого конуса на большой и с большого конуса в печь.
Поэтому столб шихты со стороны подъемника будет иметь больше мелочи, чем с противоположной стороны, распределение газового потока будет также неравномерным: со стороны подъемника, где проход газам затруднен, будет проходить сравнительно мало газов, а с противоположной стороны газовый поток будет чрезмерно развит.
Было предложено несколько конструкций засыпного аппарата, чтобы устранить этот недостаток двухконусного засыпного аппарата при механизированной загрузке скипов с одной и той же стороны.
Наибольшее распространение получил так называемый вращающийся распределитель. В своем первоначальном, простейшем виде конструкция вращающегося распределителя показана на рис. 163. В этом распределителе малый конус, воронка малого конуса и находящийся в воронке материал могут вращаться вокруг оси — вокруг штанги большого конуса. Вращение воронки и конуса осуществляется посредством электромотора, приводящего в движение систему зубчатых колес, которые передают вращение большой шестерне, укрепленной на воронке малого конуса.

Работа вращающегося распределителя протекает следующим образом. Первая порция материалов загружается с малого на большой конус без всякого вращения, поэтому гребень материалов и основное !количество мелочи располагаются на большом конусе и в печи со стороны подъемника. Следующая подача перед загрузкой с малого конуса на большой поворачивается на 60°, в результате чего положение гребня и сосредоточение мелочи перемещается в печи также на 60°. Третья подача материалов перед загрузкой с малого конуса на большой поворачивается на 120°, четвертая — на 180°, пятая — на 240°, шестая — на 300°. Седьмая подача материалов загружается на большой конус без вращения, после чего цикл повторяется. Таким образом, вращающийся распределитель работает циклично, в каждом цикле 6 станций: без вращения, вращение на 60°, 120°, 180°, 240°, 300°.
При сохранении неравномерного распределения материалов на малом и на большом конусе и в печи при загрузке каждой вагонетки достигается тем не менее относительно равномерное распределение в целом по всей высоте столба материалов, так как гребни и скопления мелочи все время перемещаются по окружности. В печи гребни располагаются как бы по винту. Опыт показал, что вращающийся распределитель обеспечивает вполне удовлетворительное распределение материалов.
Ho применение вращающегося распределителя связано со значительным конструктивным усложнением засыпного аппарата. Прежде всего требуется специальный привод для вращения малого конуса, воронки и штанги, причем этот привод должен автоматически прекращать вращение после достижения заданного угла поворота и автоматически менять углы поворота после загрузки заданной порции материалов. Эта задача решается более или менее удовлетворительно путем применения довольно сложной электромагнитной аппаратуры.

Вторая трудность, связанная с применением вращающегося распределителя, состоит в том, что необходимо сопрягать вращающуюся штангу малого конуса с неподвижными подвесками балансиров. Сопряжение осуществляется посредством роликового подпятника (рис. 164).
Полая штанга малого конуса в верхней части имеет фланец, при помощи которого опирается на ролики; ролики поддерживаются подпятником, который не вращается и прикреплен к подвескам. Последние, в свою очередь, прикреплены к балансирам малого конуса. Таким образом, при вращении распределителя фланец штанги малого конуса катится по роликам.
Третья трудность состоит в том, чтобы избежать просачивания газа в местах соприкосновения вращающихся и неподвижных частей засыпного аппарата. Просачивание газа является недопустимым не только из-за больших потерь; главным является то, что просачивание газа поведет к быстрому срабатыванию деталей аппарата вследствие абразивного действия газового потока, содержащего большое количество мелких частиц пыли.

На рис. 165 показано общее устройство вращающегося распределителя первой типовой печи и приспособление для борьбы с просачиванием газа между вращающейся и неподвижной частями. В правой части чертежа показан разрез вращающегося распределителя. В этой конструкции для предотвращения просачивания газа применено уплотняющее кольцо 9. В большом масштабе уплотняющее кольцо показано на чертеже слева; между этим кольцом и вращающейся воронкой в выточке кольца закладывается специальная набивка, которая плотно прижимается к воронке болтами, стягивающими отдельные сегменты уплотняющего кольца. Кроме того, в теле уплотняющего кольца имеется трубка, по которой циркулирует пар; по многочисленным маленьким каналам пар направляется к зазору между вращающейся и неподвижной частями, создавая противодавление потоку газов, которые стремятся прорваться наружу.
Малый конус 12 укрепляется на полой штанге 15, которая снаружи предохраняется от истирания защитными кольцами 14. Вверху полая штанга малого конуса опирается на ролики подпятника 6, как это было описано выше.
Воронка 11 малого конуса в нижней части делается литой, а в верхней — из листового железа. Литая часть воронки 11 вверху заканчивается фланцем, к которому прикреплена большая шестерня 4. Реборда шестерни опирается на шесть роликов 2; один из таких роликов вместе с подшипником I показан в большом масштабе в верхней части чертежа.
При вращении шестерня катится по этим роликам, что значительно уменьшает трение. Опоры роликов покоятся на фланцах кольца 13; это кольцо, в свою очередь, опирается на литое кольцо 5, увенчивающее воронку из листового железа, замыкающую межконусное пространство. Большая шестерня приводится во вращение посредством привода, состоящего из малой шестерни 10, которая сидит на одном валу с червячной шестерней 7, приводимой в движение червяком 8, насаженным на валу мотора 3. Наружный вид привода показан на чертеже слева, вид сверху на большую шестерню и привод — в левом верхнем углу чертежа.

На рис. 166 показана другая конструкция вращающегося распределителя, отличающаяся от вышеописанной, во-первых, наличием водяного затвора, во-вторых, тем, что мотор, служащий для вращения, вынесен в сторону от распределителя. Водяной затвор служит для борьбы с, продуванием газа между вращающейся и неподвижной частями распределителя. Он представляет собой два концентрически расположенных цилиндра 1, имеющих днище и образующих собой кольцевой резервуар, который опоясывает вращающийся распределитель по всей окружности. Резервуар наполняется водой. Внутри его помещается цилиндр 2 из железного листа; в верхней части цилиндр наглухо соединен с вращающейся воронкой 3. При вращении распределителя цилиндр, по груженный в воду, находящуюся в кольцевом резервуаре, вращается вместе с воронкой, к которой он прикреплен. При данной конструкции газ, стремящийся вырваться из межконусного пространства наружу, встречает преграду — столб воды. Высота столба воды делается такой, чтобы давление, создаваемое столбом, было выше возможного давления газов в межконусном пространстве.
При работе на обычном давлении такая конструкция обеспечивает хорошую герметичность. Недостаток ее заключается в том, что она несколько громоздка.

Вращающийся распределитель УЗТМ по проекту 1947 г. показан на рис. 167. Водяной затвор здесь заменен сальниковым асбесто-графитовым уплотнением, которое смазывается касторовым маслом. Кроме обычных шести опорных роликов, имеется три упорных ролика (на чертеже показан только один), служащих для того, чтобы препятствовать подъему воронки вверх под давлением малого конуса, стремящегося подняться под действием противовеса балансира.

На рис. 168 показано устройство балансира. Балансир изготовляется из листов железа. Передняя часть балансира имеет литую деталь, заканчивающуюся дугой окружности.
Рис. 169 иллюстрирует способ подвешивания штанги большого и малого конусов к балансирам. В левой части рисунка показан вид на балансиры сбоку, а в правой — вид спереди.
Балансир большого конуса расположен по оси, а балансиры малого справа и слева.
Штанга большого конуса и подвески штанги малого конуса крепятся к балансирам посредством цепи Галля. Наличие цепи Галля и гладкой поверхности, отвечающей дуге окружности в головной части балансира, обеспечивает подъем и опускание штанги большого и малого конусов строго по вертикали.
Подпятник штанги малого конуса 1 (рис. 169) прикреплен к двум подвескам 2, которые соединены с перекладиной 3 (вид ее спереди и сверху показан в верхней части рисунка). Перекладина, сделанная из двух полос железа, между которыми проходит штанга большого конуса, прикрепляется к двум подвескам 4, которые скреплены посредством цепи Галля с балансирами.
Для того чтобы головная часть балансиров малого конуса при опускании хвостовой части не могла чрезмерно подниматься вверх (это повело бы к сдвигу с места вращающегося распределителя), устанавливаются ограничители хода 5.


При такой конструкции подвешивания штанги большого и малого конусов к балансирам конусы опускаются свободно, под действием своего веса и веса нагруженных на них материалоз. Однако в некоторых случаях при такой конструкции не обеспечивается своевременное открытие большого конуса (например, прикипание руды к конусу и воронке, повышенное давление под колошником). Поэтому часто применяется конструкция, обеспечивающая принудительное открывание большого конуса. B этом случае головная часть балансира большого конуса, опускаясь, давит на штангу большого конуса и заставляет его открываться.
Хвостовая часть балансиров иногда нагружается, противовесом, иногда нет. Если балансиры не имеют противовесов, канат, прикрепляемый к хвостовой части балансира, идет прямо к устройствам для маневрирования конусами (лебедки, пневматические цилиндры; описание их см. ниже), и опускание конусов происходит при ослаблении канатов.
При наличии в хвостовой части противовесов для опускания конусов необходимо поднимать хвостовую часть балансиров вверх. Поэтому канат, прикрепленный к хвостовой части балансира, перекидывается через специальные направляющие шкивы, расположенные выше балансиров, вследствие чего канаты, натягиваясь, тянут балансиры вверх, приподнимают контргруз и заставляют опускаться конусы.
В последнее время вместо двух балансиров для малого конуса стали делать один, располагая его по оси; для большого конуса, учитывая его большую нагруженность, делают два балансира по краям (рис. 170).


title-icon Подобные новости