title-icon
Яндекс.Метрика
» » Подача материалов в доменную печь

Подача материалов в доменную печь

В старинных доменных печах, имевших сравнительно небольшую высоту и выплавлявших в сутки ничтожное количество чугуна, загрузка сырых материалов в печь не представляла больших затруднений. Обычно печи строились у подножия какого-либо холма, где располагался склад материалов. Холм соединялся с колошником доменной печи деревянным настилом — мостам, горизонтальным или с небольшим углом подъема. По этому способу материалы в вагонетках завозились на колошник вручную или при помощи лошадей. На уральских заводах доменные печи чаще всего строились недалеко от основания плотины, и завоз сырых материалов со склада производился через плотину и деревянный помост, проложенный от плотины к доменной печи.
Увеличение высоты доменных печей и резкое возрастание суточной выплавки чугуна значительно усложнили работы по загрузке доменных печей шихтовыми материалами и потребовали создания специальных подъемных устройств. Таких устройств на протяжении XIX в. применялось очень много, но все они могут быть разделены на два основных типа: подъемники с вертикальной шахтой и подъемники с наклонным мостом.
В подъемнике с вертикальной шахтой вагонетки или бадьи устанавливались в клети, которые поднимались по вертикали до уровня колошниковой площадки. Отсюда бадьи или вагонетки подавались к колошнику вручную. Клети в вертикальном подъемнике поднимались сначала примитивным способом, за счет силы воды или сжатого воздуха, затем их стали поднимать паровой и, наконец, электрической лебедкой. Однако во всех случаях сохранялся основной недостаток вертикального подъемника: необходимость иметь на колошнике рабочих для доставки вручную или механическим путем шихтовых материалов от подъемника к засыпному аппарату. Постоянное присутствие рабочих на колошнике недопустимо не только потому, что требует затраты лишней рабочей силы, но главным образом потому, что работа на колошнике связана с опасностью угара. Поэтому вертикальные подъемники, которые были широко распространены еще в нынешнем столетии, в настоящее время в России полностью оставлены и сохранились лишь кое-где на старых печах. При реконструкции этих печей вертикальные подъемники постепенно заменяются наклонными скиповыми, обеспечивающими загрузку материалов в засыпной аппарат без всякого присутствия людей на колошнике.
Наклонные подъемники применялись еще в первой половине прошлого столетия, когда существовали открытые колошники. После того как доменные печи стали оборудоваться засыпными аппаратами, примитивные наклонные подъемники оказались непригодными. Была разработана новая конструкция наклонного подъемно, приспособленная к печи с закрытым колошником. При этом применялись два типа наклонных подъемников: бадьевой и скиповой.
Общее устройство бадьевого подъемника показано на рис. 182. Бадья представляет собой цилиндрическую чашу, днище которой прикрывается конусом, прикрепленным к штанге. Эта штанга захватывается специальным приспособлением, находящемся на тележке, которая двигается по рельсам наклонного моста. Тележка передвигается с помощью каната, прикрепленного к барабану электролебедки.

Передвигаясь вверх, тележка тянет за собой бадью и, подняв на колошник, устанавливает ее над приемной воронкой засыпного аппарата. При этом сама тележка занимает такое положение, при котором штанга конуса бадьи перестает испытывать натягивающее усилие. Поэтому под действием веса загруженных материалов днище бадьи открывается и шихтовые материалы ссыпаются на большой конус. После разгрузки бадьи тележка при помощи специального приспособления отбрасывается из своего крайнего положения и начинает опускаться вниз, увлекая за собой бадью. Для облегчения работы подъемной лебедки тележка связана с противовесом, который опускается вниз при подъеме тележки и поднимается вверх при опускании тележки.
Бадьевой подъемник имеет весьма существенный недостаток: производительность его значительно ниже, чем скипового подъемника; это объясняется наличием у бадьевого подъемника холостого хода при движении бадьи вниз. Второй недостаток бадьевого подъемника — возможность неправильной посадки бадьи в приемную воронку на колошнике, так как бадья раскачивается. В силу этих причин бадьевые подъемники давно уже не применяются на наших новостроящихся доменных печах и сохранились только кое-где на старых печах. При реконструкции этих старых печей бадьевые подъемники заменяются скиповыми, гораздо более совершенными. Следует иметь в виду, однако, что при всех своих недостатках бадьевой подъемник имеет и преимущество, заключающееся в том, что при бадьевом подъемнике кокс имеет меньше перегрузок; это имеет большое значение при применении горючего недостаточно высокой механической прочности.


На рис. 183 показан общий вид скипового подъемника, на рис. 184 и 185 — чертеж скипа и его общий вид. Скип представляет собой вагонетку особого типа. По рельсам наклонного моста скипового подъемника одновременно движутся два скипа: один поднимается, другой опускается. Движение скипов осуществляется посредством скиповой лебедки.
Выгрузка материалов происходит путем опрокидывания скипа в тот момент, когда он займет крайнее верхнее положение. Скип опрокидывается потому, что передние колеса в верхней части скипового моста катятся по рельсам, загибающимся вниз, в то время как задние колеса катятся но другим рельсам, заставляющим эти колеса подниматься вверх. Возможность движения передней пары и задней пары колес скипа по различным траекториям достигается за счет того, что задние колеса сделаны двойной ширины. На всем протяжении моста передние и задние скаты движутся по одним и тем же рельсам. В верхней части моста проложена вторая пара рельсов с большей шириной колеи; задние колеса, имея вдвое большую ширину, чем передние, вынуждены катиться по широкой колее, в то время как передние колеса катятся по обычной колее.

Схема опрокидывания скипа показана на рис. 186. Скипы поднимаются специальной подъемной лебедкой, называемой скиповой. Схематическое устройство ее показано на рис. 187. К барабану А прикреплены канаты, на другом конце которых закреплены скипы. Канаты прикреплены к барабану таким образом, что когда при вращении барабана канат одного скипа наматывается и тянет скип вверх, канат другого скипа разматывается, скип опускается вниз. На барабане закреплена шевронная шестерня В, приводимая в движение двумя моторами Д посредством системы зубчатых колес Б. Для остановки лебедки при подходе скипа к крайнему положению имеются рабочие тормоза; в случае каких-либо неполадок лебедка останавливается аварийным тормозом И. Скиповая лебедка работает автоматически, т. е. после пуска лебедки в ход постепенное наращивание скорости в начале подъема, замедление в конце и полная остановка осуществляются за счет работы автоматов, без всякого вмешательства человека.

Скиповая лебедка помещается в специальном здании, которое, как правило, располагается непосредственно под наклонным мостом. В этом же здании помещаются и устройства для маневрирования конусами. Для опускания и подъема конусов в настоящее время на наших доменных печах применяется два типа устройств: цилиндры и лебедки.
Устройство цилиндра показано на рис. 188. Цилиндр 3, верхняя крышка которого посредством подвесок и канатов связана с балансиром большого или малого конусов, может подниматься и опускаться вдоль неподвижного пустотелого штока 1, снабженного вверху поршнем 2. Цилиндр поднимается и опускается посредством сжатого воздуха. Если сжатый воздух поступает через отверстие 4 и канал 5, то он выходит через отверстия 6 в тесное пространство между поршнем штока и верхней крышкой цилиндра, давит на верхнюю крышку цилиндра и заставляет его подниматься вверх. Если сжатый воздух подвести через отверстия 9 по каналу 8 через отверстие 7 в пространство между поршнем и нижней стенкой цилиндра, то в силу давления на нижнюю стенку цилиндра последний начинает опускаться вниз. Отверстия 4 и 9 в нижней части штока могут соединяться либо с трубопроводом сжатого воздуха, либо с атмосферой. Если по каналу 4 идет сжатый воздух в пространство между поршнем и нижней крышкой цилиндра, то по каналу 9 в атмосферу выходит воздух, находившийся в пространстве между верхней крышкой и поршнем.

На рис. 189 показана комбинированная лебедка для маневрирования конусами, применяющаяся на доменных печах наших заводов. В этой лебедке привод к большому и малому конусам сидит на одном валу и работает от одного мотора. Электромотор А через редуктор Б и зубчатую передачу В может вращать разновременно включаемые посредством особых кулачков барабаны Г и Д подъема большого и малого конусов.
Нижняя опора наклонного моста скипового подъемника устанавливается на уровне заводского пола. Однако рельсы наклонного моста опускаются ниже заводского пола, и крайнее нижнее положение скипа находится на 6—8 м ниже уровня заводского пола, в так называемой скиповой яме. Это необходимо для того, чтобы обеспечить возможность механической загрузки материалов в скип посредством особых приспособлений.

Современная доменная печь одна потребляет в сутки несколько тысяч тонн сырых материалов. Загрузка такого огромного количества материалов возможна лишь при условии полной механизации всех работ, связанных с подачей сырья к доменным печам и в доменные печи. В настоящее время разработана и испытана на практике система полной механизации работ по загрузке доменных печей. Эта система состоит из ряда механизмов и устройств, к рассмотрению которых мы и приступаем.
Прежде чем попасть в доменную печь, сырые материалы доменной плавки — кокс, руда, флюсы и пр. — поступают в специальные хранилища — бункеры. Бункеры располагаются вдоль линии доменных печей (рис. 190). На рис. 191 показан разрез бункера, характеризующий его устройство. Бункер состоит из опорных колонн, на которых укреплены наклонные стенки. По этим стенкам материалы могут сползать вниз под действием собственного веса. Для того чтобы материалы не высыпались из бункера самопроизвольно, в нижней половине бункера сделан специальный затвор. В верхней части бункера имеются мощные поперечные балки, на которых крепятся продельные балки, несущие железнодорожные рельсы. Обычно над бункерами прокладывается не менее трех железнодорожных путей. По этим путям подаются саморазгружающиеся вагоны с сырыми материалами для разгрузки их в нужных местах.

В качестве затвора бункеров чаще всего применяется затвор барабанного типа (рис. 192). Он состоит из подвешенного к горловине бункера большого барабана 3. Руда, находящаяся в бункере, при неподвижном барабане опирается на его поверхность и, как правило, не может высыпаться. Для полной гарантии невозможности высыпания руды на поверхность барабана кладут траверзу 8, которая может подниматься вверх посредством рычага 11. На краю барабана имеется большое шестеренное колесо 5 (работа затвора будет описана несколько ниже, при описании вагон-весов).

При каждой доменной печи имеется два коксовых бункера, расположенных прямо над скиповой ямой, и около трех десятков бункеров для руды, флюсов и других материалов, которые расположены по бокам коксовых бункеров, несколько в стороне от скиповой ямы.
Коксовый бункер, в отличие от рудного, имеет немного большие размеры и несколько другое устройство (рис. 193).
Затвором для коксового бункера служит дисковый грохот, являющийся не только затвором, но и приспособлением для 0тсева коксовой мелочи от кокса, который должен загружаться в печь (рис. 194).


Грохот, располагающийся под углом 15° к горизонту, состоит из системы дисков, надетых на валики с таким расчетом, что между соседними дисками остаются зазоры по 25—40 мм. При необходимости подать кокс из коксового бункера в воронку-весы валики грохота приводятся в движение и куски кокса начинают передвигаться вдоль грохота. При этом мелочь попадает в зазоры между дисками и проваливается вниз. Достигнув конца грохота, крупные куски кокса попадают в воронку-весы. Назначение воронки-весов состоит в том, чтобы навешивать кокс. Устройство воронки-весов показано на рис. 195.

Днище воронки-весов сделано круто наклонным, что способствует быстрому высыпанию кокса после того, как будет открыт затвор воронки. Для опускания и подъема затвора воронки имеется мотор с редуктором Б; затвор воронки соединен с редуктором тягой В. Из воронки-весов кокс попадает уже непосредственно в скип (рис. 196).
На рис. 197 показано схематическое расположение коксового и рудного бункеров, вагон-весов, воронки-весов и скиповой ямы.
Вагон-весы (рис. 197, 4) взвешивают руду и доставляют ее к скиповой яме для выгрузки по направляющему люку в скип. Устройство вагон-весов показано на рис. 198 и 199.

Вагон-весы имеют два бункера емкостью по 12—15 т каждый. Эти бункеры опираются на рычаги весового механизма, причем вес находящейся в них руды отмечается на циферблате, находящемся на рабочей площадке. Для выгрузки руды створки, из которых состоит днище бункера, раскрываются и находящаяся в бункерах вагон-весов руда высыпается вниз. Створки днища открываются и закрываются посредством сжатого воздуха. Для получения сжатого воздуха на вагон-весах имеется специальный компрессор с электромотором. Вагон-весы передвигаются взад и вперед по рельсам при помощи электроэнергии.
Находящиеся на вагон-весах электродвигатели питаются электрическим током от троллей, по которым скользят подвижные токоприемники.


Для забора материалов из бункеров вагон-весы подъезжают к нужному бункеру и соответствующим образом устанавливаются; после этого планетарные шестеренки, находящиеся на длин ном валу, идущем вдоль вагон-весов, поднимаются вверх при помощи пневматических цилиндров и соединяются с большой шестерней барабанного затвора бункеров. Одновременно с этим прилив на кожухе шестеренки поднимает рычаг 11 и траверсу 5 (см. рис. 192). После этого включается мотор, вращающий планетарные шестерни, барабанный затвор приводится во вращение и руда из бункера ссыпается в вагон-весы, пока не будет набран нужный вес. Затем машинист вагон-весов прекращает вращение планетарных шестерен, опускает их вниз, включает ходовые моторы, и вагон-весы катятся к скиповой яме. После установки их в нужном положении и принятия порожнего скипа открываются створки днища бункеров вагон-весов, и руда высыпается в скип. Возможность аварии при невнимательной работе машиниста вагон-весов устраняется наличием специальных автоматов. Так, вагон-весы не сдвинутся с места, несмотря на включение ходовых моторов, если машинист забыл опустить планетарные шестерни. Специальное приспособление предотвращает несвоевременную выгрузку вагон-весов посреди пути или при отсутствии скипа в скиповой яме.

На многих доменных печах отечественных заводов кокс подается в скип автоматически. Машинист вагон-весов, отправляясь за рудой, устанавливает рычаг на автоматическую загрузку кокса. После этого, как только порожний скип приходит в крайнее положение, затвор воронки-весов открывается, и кокс высыпается в скип. После опорожнения воронки-весов затвор автоматически закрывается и скип отправляется наверх. Как только затвор воронки вновь закроется, автоматически включается дисковый грохот, который подает в воронку-весы кокс до тех пор, пока стрелка на циферблате не покажет заданного веса; после этого дисковый грохот также автоматически выключается. Таким образом работа продолжается до тех пор, пока не будет набрано заданное число скипов кокса; затем дальнейшая подача кокса автоматически прекращается.
Когда вагон-весы наберут нужное количество материалов в оба отделения, они возвращаются к скиповой яме и устанавливаются над люками. После опускания очередного скипа в крайнее нижнее положение машинист раскрывает створки днища в соответствующем отделении вагон-весов, и руда высыпается в скип, отправление которому дает машинист. Затем цикл повторяется.
Все операции, связанные с работой скиповой лебедки, вращающегося распределителя и с опусканием конусов, осуществляются также автоматически. Автоматически происходит наращивание скорости скипа, ее замедление и полная остановка скипа. Автоматически дается импульс мотору вращающегося распределителя, который, повернувшись на заданный угол, автоматически останавливается. При этом после загрузки каждой подачи автоматически меняется угол поворота: после 0° на 60°, затем на 120° и так далее.
После того как скип выгрузит содержимое на малый конус и вращающийся распределитель повернется на заданный угол, калый конус автоматически открывается и после небольшой выдержки автоматически закрывается. При этом имеются специальные приспособления, не позволяющие нарушать установленный порядок загрузки. Так, если к моменту подхода скипа в крайнее верхнее положение малый конус еще не успел закрыться, скип автоматически остановится прежде, чем опрокинется, и будет стоять до тех пор, пока конус не закроется; после этого скиповая лебедка автоматически включается и скип опрокидывается.

То же самое происходит и в том случае, когда к моменту подхода скипа к крайнему верхнему положению вращающийся распределитель не успел повернуться на заданный угол.
После того как на большой конус будет набрано заданное количество скипов, большой конус автоматически опускается; при этом специальные приспособления не позволяют открываться большому конусу при незакрывшемся малом, и наоборот.
Уровень находящихся в печи шихтовых материалов (уровень засыпи) измеряется шомполами (щупами, рис. 200), представляющими собой длинные штанги, пяты которых лежат на поверхности столба материалов и опускаются вместе с ним. Шомполы канатами соединены с лебедкой, находящейся в скиповой будке. На лебедке имеется приспособление, при помощи которого движение шомполов передается самопишущему прибору, изображающему на диаграмме характер опускания шомпола и глубину его опускания. Кроме того, это приспособление дает импульс на светофор, где автоматически зажигаются и потухают лампочки, показывающие уровень засыпи. На этом же светофоре лампочками иллюстрируется работа по загрузке печи: положение конусов, угол вращения распределителя, число скипов на большом конусе, положение правого и левого скипов (рис. 201).
Чтобы предотвратить повреждение (изгиб) шомполов кусками падающих материалов, перед открытием большого конуса их автоматически поднимают.

Автоматические шомполы замеряют уровень шихты только в двух точках и не могут дать какого-либо представления о поверхности столба шихты. В связи с этим в настоящее время ведутся работы по созданию более универсального прибора для измерения уровня засыпи, действующего по принципу эхо-лота.
Автоматизация работы засыпного аппарата и скиповой лебедки достигается за счет применения большого количества электромагнитных приборов, связанных между собой единой электрической схемой, которая кажется чрезвычайно сложной из-за множества различных цепей. По мере работы подъемника и засыпного аппарата происходит включение и выключение различных цепей посредством системы контакторов.
На рис. 202 представлена панель, находящаяся в помещении скипового подъемника, где размещаются контакторы и электромагнитные приборы, посредством которых осуществляется автоматическая работа подъемника.


title-icon Подобные новости