__НАУКА ■ ТЕХНИКА » ПРОИЗВОДСТВО
УДК.669.162.215.2
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ ЗАГРУЗОЧНЫХ УСТРОЙСТВ ДОМЕННЫХ ПЕЧЕЙ
©А.И.Волошин, главный инженер АО «НКМЗ»,
А.А.Иванов, главный конструктор доменного отдела ОАО «Гипромез»,
Н.А.Михайлов, зам. главного конструктора по новой технике и научно-исследовательским работам АО «НКМЗ», Н.Н.Руденко, начальник бюро доменного и сталеплавильного оборудования АО «НКМЗ»
Анализ тенденций мирового развития металлургии показывает, что основной целью научно-исследователь-ских разработок является совершенствование технологий производства высококачественного металла путем минимизации затрат на сырье и энергию, а также повышение экологической чистоты технологического процесса.
При активном развитии новых технологий актуальным остается производство значительных объемов высококачественного чугуна на реконструированных с учетом новых разработок доменных печах. Одним из направлений повышения эффективности работы доменной печи является совершенствование ее загрузочного устройства. Оно выполняет несколько функций и предназначено для подачи шихтовых материалов в печь с распределением их в рабочем пространстве в соответствии с требованием технологии доменной плавки и для герметизации рабочего пространства.
На большинстве печей применяют двухконусное загрузочное устройство (рис. 1). При этом давление в межконусном пространстве (между большим и малым конусами) необходимо периодически уравнивать с давлением в печи (перед опусканием большого конуса) и с атмосферным давлением (перед опусканием малого конуса). Двухконусное загрузочное устройство имеет и другие недостатки, которые приводят к увеличению объемов потребления топлива и уменьшению производительности печи.
Необходимость дальнейшего увеличения стойкости засыпного аппарата, улучшения технологических показателей распределения шихты, а также строительство мощных доменных печей обусловили разработку загрузочных устройств новых конструкций. Основные требования при этом следующие: передача функции газоуплотнения большого конуса малогабаритным деталям (клапанам); исключение громоздких дорогостоящих деталей (большого конуса и чаши), транспортировка которых железнодорожным транспортом из-за больших габаритов невозможна, и поэтому их приходится изготавливать на металлургическом предприятии; улучшение окружного и радиального распределения шихты; повышение ремонтопригодности быстроизнашивающихся узлов.
АО «НКМЗ» в сотрудничестве с ОАО «Гипромез» предлагает, особенно на доменных печах предприятий стран СНГ, внедрять бесконусное загрузочное устройство с лотковым распределителем шихты (рис. 2).
Загрузочное устройство с лотковым распределителем шихты (ЛЗУ) предназначено для подачи в доменную печь шихтовых материалов и распределения их по всей площади колошника. Система загрузки автоматизирована. Изменение угла наклона вращающегося лотка обеспечивает получение любого профиля укладки шихты вдоль радиуса колошника. При широких возможностях управления ходом печи «сверху» достигается повышение степени использования восстановительного газа и снижение удельного расхода кокса на выплавку чугуна. Срок эксплуатации
а ~~~ б
Рис. 1. Двухконусное загрузочное устройство
Рис. 2. Бесконусное загрузочное устройство с лотковым распределителем шихты одно- (а) и двухтрактовое (б)
НАУКА • ТЕХНИКА • ПРОИЗВОДСТВО
загрузочного устройства в целом и его отдельных частей значительно выше, чем конусных засыпных аппаратов. Это особенно важно при работе печей с высоким давлением на колошнике.
Первый образец двухтрактового ПЗУ конструкции ОАО «Гипромез» успешно эксплуатируется на доменной печи № 3 металлургического комбината «Азовсталь» с 1987 г. В последующие годы ОАО «Гипромез» совместно с ОАО «ММК» усовершенствовали конструкцию ЛЗУ путем замены привода распределителя шихты со сферическим копиром на привод с кривошипно-эксцентриковым механизмом. В дальнейшем, с учетом опыта эксплуатации, в конструкцию ЛЗУ внесены дополнительные усовершенствования - вместо газоуплотнительного клапана с отводом тарели в вертикальной плоскости установлен газоуп-лотнительный клапан с отводом тарели в горизонтальной плоскости.
Техническая характеристика загрузочного устройства
доменной печи приведена ниже:
Тип распределителя Лотковый
Количество шихтовых трактов 1 и 2
Вместимость приемной воронки 1 скип
Вместимость бункера 2 скипа Максимальное давление газа на
колошнике, МПа 0,25
Скорость вращения лотка, об/мин 2,1-8,03
Угол наклона лотка к вертикали, град 9-53
Охлаждение узлов и деталей лоткового распределителя, обдув газовых клапанов и «додавливание» шихтовых материалов осуществляется азотом.
Изготовление оборудования новой конструкции планируется осуществлять в АО «НКМЗ».
Применение ЛЗУ в ОАО «МК «Азовсталь» позволило увеличить производство чугуна на 5-7% при снижении удельного расхода кокса на 3-5%, снизить затраты на обслуживание и ремонт загрузочного устройства до 30%. С учетом этого срок окупаемости лоткового загрузочного устройства составит не более 3 лет.
Необходимо отметить, что в сравнении с конусным лотковое загрузочное устройство обеспечивает регулирование распределения шихты по радиусу колошника в широких пределах, равномерную укладку ее по окружности, либо создание требуемой окружной неравномерности, чем достигается равномерный сход шихты навстречу поступающим восстановительным газам (исключает канальный ход).
Расположение газоуплотнительных элементов вне печного пространства позволяет поддерживать постоянным давление под колошником. Распределитель шихты, грузовые и газовые клапаны выполнены компактными, простыми и удобными для эксплуатации и обслуживания.
Предусмотрены следующие режимы работы вращающегося распределительного лотка: по спирали, кольцу, секторам, «в точку», комбинированный (по кольцу и спирали), что достигается путем вращения и изменения угла наклона распределительного лотка. Вращение лотка осуществляется в обе стороны для обеспечения его равномерного износа.
Скорость истечения выгружаемого материала регулируется нижним шихтовым затвором и контролируется как по массе, так и по времени. Контроль загрузки и выгрузки материалов осуществляется автоматически.
Заданную программу загрузки доменной печи мож-
но корректировать с пульта управления печью (сочетание циклов, порций кокса и железорудной части шихты).
ЛЗУ включается в автоматическую систему механизмов загрузки доменной печи, объединяющую системы количественного и качественного набора шихтовых материалов, системы загрузки в скипы, подачу на колошник, загрузку и распределение шихтовых материалов в печь.
Отличительными особенностями ЛЗУ конструкции ОАО «Гипромез» являются:
оригинальность конструкции газового клапана, который обеспечивает эффективную работу ЛЗУ при использовании горячего агломерата и вдвое повышает срок эксплуатации уплотнения;
выполнение грузового клапана, обеспечивающего дозированную подачу шихты на лоток;
повышенная ремонтопригодность благодаря возможности блочной замены всех узлов ЛЗУ, в том числе лотка, клапанов, бункера, воронки, распределителя шихты и др.
При необходимости загрузка может осуществляться через один шихтовый тракт. Пропускная способность устройства при этом обеспечивает проектную производительность печи.
Применение современных систем гидропривода и системы автоматического управления, созданных на элементной базе фирм «Bosch-Rexroth» и «Siemens», обеспечит снижение потребления электроэнергии на 12-18% и уменьшение потребления азота на 40-50%.
Эффективно работающие доменные печи в ближайшее десятилетие не планируется выводить из эксплуатации. Но многие печи требуют капитального ремонта и модернизации с целью улучшения технико-экономических и экологических показателей. Поэтому АО «НКМЗ» уделяется особое внимание расширению выпуска новых видов продукции для доменного передела. Например, за последние два год? для капитального ремонта самой крупной в Украине доменной печи N2 9 ГМК «Кривороже -таль» изготовлен и отгружен комплекс современного оборудования в составе нескольких машин забивки чугунной летки и обезвоживателей шлака, фильтров для воды, конуса переходного, плит холодильных и др. В ОАО «НТМК» поставлены холодильные плиты, ОАО «Азовсталь» -фильтры морской воды и др. На многих металлургических предприятиях СНГ работают клапаны различного назначения с маркой «НКМЗ».
С целью повышения эффективности работы доменных печей в ближайшее время в АО «НКМЗ» планируется начать изготовление гидравлических комплексов, включающих малогабаритные машины забивки и вскрытия чугунной летки, манипулятор обслуживания желобов, системы гидропривода и управления. Преимущества от внедрения такой техники очевидны. Эксплуатационные затраты на гидравлические машины составляют лишь половину расходов, связанных с эксплуатацией традиционно применяемых машин с электромеханическим приводом. Ввод в строй нового комплекса обеспечит более надежную работу доменных печей, уменьшит потери чугуна со шлаком, снизит трудоемкость операций, связанных с выпуском чугуна, повысит безопасность труда.
АО «НКМЗ» совместно с передовыми институтами постоянно работает над повышением конкурентоспособности традиционного и вновь осваиваемого доменного оборудования, используя высокий производственный и конструкторско-технологический потенциал.
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.