Системи подачі шихтових матеріалів

На сучасних вітчизняних доменних печах бункерні естакади, до складу яких входять бункера з залізовмісною сировиною, коксом і добавками, виконані одно- і дворядними. Однорядне розташування бункерів обумовлено, головним чином, необхідністю збереження загальної схеми доставки матеріалів залізничним транспортом. На нових металургійних заво­дах (Череповецькому, Західносибірських, Карагандинському) все більше застосування знахо­дить дворядне розташування бункерів.

Бункера виконуються залізобетонними, сталевими або змішаної конструкції прямокутно­го перерізу. Необхідно відзначити, що особливістю зарубіжних бункерних, естакад, наприклад японських, є застосування бункерів круглого перерізу. Це значно покращує сход матеріалів з бункерів при їх розвантаженні в порівнянні з прямокутними. Для захисту від стирання внутрішні стінки рудних бункерів футерують рейками, а коксо­вих – плитками з литого каменю діабада.

У нижній частині бункерів є отвори для видачі шихтових матеріалів, швидкість закінчення яких регулюється затворами шиберного типу.

Над завантажувальними отворами бункерів встановлені металеві грати з отворами 200х400 мм для попередження попадання в них великих предметів, а також рейкові шляхи чи галереї для транспортних машин, якими здійснюється подача шихтових матеріалів у бунке­ри. В даний час розрізняють системи транспортування: матеріалів з машинами періодично­ї, безперервної дії та комбінованої.

Машини періодичної дії в цих схемах представлені рудними і коксовими перевантажувальни­ми вагонами. В останні роки все більшого поширення набувають системи завантаження з машинами безперервної дії – конвеєрами, що викликано необхідністю збільшення продуктивності, пов­ної автоматизації роботи систем шихтоподачі, а також у зв'язку зі зменшенням числа компонен­тів шихти.

Така система застосовується, наприклад, на доменній печі об'ємом 2700 м³ (рис. 34) Череповецько­го металургійного заводу (ЧерМЗ), де бункерна естакада взагалі не має залізнично­го в'їзду. Постачання доменної печі коксом від сортування коксохімічного виробницт­ва здійснюється стрічковими конвеєрами 1 і 2. На бункерної естакаді є розвантажуваль­ні шляхи, по яких пересуваються реверсивний конвеєр 4 для завантаження коксових бункерів, конвеєр 5 добавок та агломерату і конвеєри 6 агломерату.

Конвеєром 5 у разі потреби можна завантажувати кокс. В цьому випадку перевантажен­ня коксу з конвеєра 2 на конвеєр 5 здійснюється за допомогою тічки 7 з перекидним шибе­ром. Завантаження доменної печі агломератом здійснюється стрічковими конвеєрами 8 і 9, а на ділянці від аглофабрики 11 до бункерної естакади пластинчастими конвеєрами 10. Застосуван­ня в системі завантаження пластинчастих конвеєрів обумовлено в основному висо­кою температурою (більше 100°С) залізомісткої частини шихти.

У деяких нових доменних цехах для завантаження шихтових матеріалів у бункери естака­ди використовуються як конвеєрний, так і залізничний транспорт. Характерною в цьому відношенні є система завантаження бункерів Криворізького металургійного заводу (КМЗ) доменної печі об'ємом 5000 м³, де завантаження коксу і окатишів в бункери здійснюєть­ся вагонами, а агломерату – як вагонами, так і стрічковими конвеєрами. На відмі­ну від цієї системи на доменної печі об'ємом 2000 м³ Новолипецького металургійного заводу (НЛМЗ) завантаження коксу в бункери здійснюється залізничними вагонами та конвеєрами, а агломерату та окатишів – тільки конвеєрами.

На доменній печі об'ємом 3200 м³ цього ж заводу з конвеєрною подачею шихти на колош­ник шихтові матеріали подаються вагонами в спеціальний приймальний пристрій 1 (рис. 34, 35), який обладнаний підземними бункерами з віброживильниками.

Рис. 34. Схема транспортування шихтових матеріалів у бункери

бункерної естакади доменної печі об'ємом 2700 м³ ЧерМЗ

Рис. 35. Схема транспортування шихтових матеріалів у бункери

бункерної естакади доменної печі об'ємом 3200 м³ НЛМЗ

Шихта з приймального пристрою транспортується конвеєрами 2 – 5 на реверсивні конвеєри 6 і 7, які можуть подавати матеріал на реверсивні конвеєри 8, 9,10 і 8 10, 11. Крім того, реверсивні конвеєри 6 і 7 можуть подавати матеріал безпосередньо в бункера бункерної естакади 12.

Обидві конвеєрні лінії 2, 4 і 3, 5 працюють одночасно. При цьому, по першій лінії подається агломерат і окатиші, а по другій кокс і добавки. Можлива подача всіх матеріалів з однією конвеєрної лінії (друга на профілактиці).

Дозування шихтових матеріалів та транспортування їх до скіпа за допомогою вагон-вагів являє собою просту і дуже поширену систему (рис. 36). В основному така система використовується на печах малого обсягу (менше 2000 м³), але за кордоном є приклади застосування вагон-вагів і на печах великого обсягу.

Рис. 36. Схема завантаження печі із застосуванням вагон-вагів

Набір і зважування залізовмісної частини шихти і добавок, здійснюється вагон-вагами, які завантажують скіп 6 через тічку 5. Кокс з бункера 1 транспортується в вагову воронку 3 грохотом 2, який відсіває дрібні фракції. Зважений в воронці кокс подається в скіп.

Управління вагон-вагами здійснюється машиністом. На вітчизняних доменних печах застосовуються вагон-ваги вантажопідйомністю 25 і 40 т. На доменних печах об'ємом понад 1386 м застосовуються вагон-ваги вантажопідйомністю 40 т.

Вимоги до продуктивності вагон-вагів зводяться до наступного: цикл роботи вагон-вагів повинен бути коротшим за цикл роботи скіпового підйомника з підйому однієї подачі. Однак у багатьох випадках робота вагон-ваг не задовольняє цій вимозі. На одній з доменних печей заводу «Запоріжсталь», де система шихтоподачі оснащена вагон-вагами, були записані циклограмми роботи устаткування, на яких відзначалися затримки (близько 6 с) у завантаженні скіпа через несвоєчасний прихід вагон-вагів до скіпової ями.

Зменшення циклу роботи вагон-ваг може бути досягнуто, як за рахунок скорочення числа компонентів шихти і зниження тривалості операцій, так і за рахунок більш раціональної організації роботи вагон-вагів, що враховує вид програми завантаження печі і розподіл матеріалів по бункерах шихтоподачі. Експериментальні дослідження роботи вагон-вагів вантажопідйомністю 40 т на доменній печі КМЗ показали, що, крім того, є резерви швидкохідності і у самих вагон-вагів, тому що вони не завжди працюють у форсованому режимі і часто їх швидкості нижче допустимих значень.

Вперше в СРСР конвеєрна система подачі шихтових матеріалів до скіпа була застосована на одній з доменних печей Магнітогорського металургійного заводу під час її реконструкції. В цій системі (рис. 37) гарячий агломерат з температурою 500-600°С, вапняк, кварцит і динас розміщуються в бункерах, розташованих двома рядами. Бункера одного ряду призначені для агломерату, а бункера іншого для добавок. З одного боку печі розташовуються робочі бункера, з іншого резервні.

Подача матеріалів з бункерів до скіпа здійснюється двома парами конвеєрів: пластинчастими 1, 2 і стрічковими 3, 4. Добавки і агломерат подаються за допомогою електровібраційних живильників 10 – 13 на відповідні конвеєри (добавки дозуються у вагових воронках 7 і 8), які доставляють матеріали в рудні вагові воронки 6, розташовані під скіповою ямою. Надходження матеріалу в одну з воронок здійснюється за допомогою перекидного лотка 14. Добавки надходять в рудні вагові воронки після зважування агломерату, а кокс транспортується грохотами 9 у вагові воронки 5.

Рис. 37. Система шихтоподачі доменної печі ММК

У 1960 році на КМЗ була задута доменна піч об'ємом 2000 м³, обладнана системою шихтоподачи з конвеєрним завантаженням матеріалу в скіпи (рис. 38). Ця система виявилася досить складною: подача агломерату та добавок від бункерів до скіпа через численні проміжні механізми та пристрої здійснюється за допомогою чотирьох конвеєрів. Крім того, передбачена система доважування агломерату для підвищення точності дозування, а також проміжні бункера добавок для одночасної їх подачі з агломератом в скіпи.

Рис. 38. Система шихтоподачі доменної печі об'ємом 2000 м³ КМЗ

Кокс в цій системі надходить в скіпи за схемою: бункер коксу – грохот – вагові воронки – скіп. На наступних печах обсягом 2000 м³ відмовилися від живильників доважування агломерату, проміжних бункерів добавок, від конвеєрів добавок та ін.

На доменній пічці, задутій у 1962 році, система шихтоподачі більш раціональна (див. рис. 38). Тут агломерат грохотами подається па пластинчастий конвеєр 11(12). На цей же конвеєр одночасно з агломератом подаються і добавки, попередньо зважені в воронках 5-10. Ці матеріали через розподільний потік 15 потрапляють у вагові воронки 3(4) і далі в скіп. Подача коксу і евакуація дрібниці шихтових матеріалів проводиться за звичайною схемою: бункера коксу – грохоти – вагові воронки 1(2) – скіпи. Евакуації дрібниці агломерату здійснюється за допомогою конвеєрів 13(14).

У 1967 році з КМЗ була задута доменна піч об'ємом 2700 м³, система шихтоподачи якої дещо відрізняється від вищенаведеної. Тут зменшено число бункерів агломерату з 12 до 10, а отже, і число грохотів, збільшено в два рази число вагових воронок добавок при тому ж числі бункерів.

Аналогічну систему шихтоподачі має доменна піч об'ємом 2700 м³ НТМК. Близьку до розглянутої схеми має також і система шихтоподачі доменної печі об'ємом 3000 м³ Західносибірського металургійного заводу (ЗСМЗ). За кордоном на сучасних доменних печах системи шихтоподачі характеризуються груповим розташуванням бункерів і устаткування. Це пов'язано з тим, що шихтові матеріали з бункерів транспортуються конвеєрами у відповідну вагову воронку.

Як приклад можна привести систему шихтоподачі доменної печі "Amanda" об'ємом 2032 м³ заводу фірми "Armco Steel" (США), побудованої за проектом фірми "Mackey" (рис. 39). Тут шихтові матеріали подаються на конвеєри, які транспортують їх у вагові воронки 10. Добавки дозуються неточними вагами 11 і подаються конвеєрами в вагову воронку добавок, де проводиться підсумовування різних видів добавок. З вагових воронок матеріали надходили на стрічкові ваги 12, 13 і далі в скіпи.

Рис. 39. Схема шихтоподачі доменної печі "Amanda" об'ємом 2032 м³:

1 – бункера окатишів; 2,3 – бункера вапняку; 4 – бункера агломерату і руди;

5 – бункера окатишів і руди: 6,7 – бункера коксу; 8 – бункера добавок;

9 – бункер скрапу; 10 – вагові воронки; 11-13 – стрічкові ваги; 14 – скіп.

Відомий інтерес представляє система, обладнана центральними бункерами агломерату, яка спроектована Ленгіпромезом для Череповецького металургійного заводу (рис. 40).

Рис. 40. Система шихтоподачі доменної печі об'ємом 2700 м³ ЧерМЗ:

1,2 – вагові воронки коксу; 3,4 – вагові воронки агломерату; 5,6 – конвеєри агломерата;

7,8 – конвеєри дрібниці; 9,10 – скіпи; 11,12 – грохоти агломерату; 13,14 – грохоти коксу; 15 – бічні бункера агломерату; 16 – бункера добавок; 17 – центральні бункера агломерату; 18 – бункера коксу

З кожного боку цієї печі розташовано по одному коксовому бункеру, по два центральних і по чотири бічних бункера залізовмісній частини шихти і по три бункера добавок. На відміну від системи шихтоподачі доменної печі об'ємом 2700 м³ КМЗ, ця система має три вантажопотіка: трасу дозування коксу, трасу дозування агломерату з вентральних бункерів і трасу дозування агломерату та добавок з бічних бункерів.

Система з центральними бункерами агломерату застосована також на доменній печі Карагандинського металургійного заводу (КарМК). Принципова відмінність цієї схеми від системи шихтоподачі печі ЧерМЗ (див. рис. 40) складається в тому, що стрічкові конвеєри можуть подати з бічних бункерів агломерат, або агломерат з добавками, або тільки добавки в проміжні бункери і далі в скіпи. Дозування в цьому випадку проводиться у вагових воронках, розташованих між бічними бункерами і конвеєрами.

Подальший розвиток система з безпосередньою видачею матеріалів з центральних бункерів у вагові воронки отримала на доменної печі об'ємом 3200 м³ НЛМЗ (рис. 41). Проект шихтоподачі виконаний липецькою філією ГІПРОМЕЗ. Комплекс обладнання шихтоподач складається з двох груп механізмів, розташованих по обидві сторони від осі печі. Піч має два похилих моста, по кожному з яких рухається скіп, що приводиться в рух лебідкою, загальною для обох скіпів.

Рис. 41. Система шихтоподачі доменної печі об'ємом 3200 м³ НЛМЗ

Кожна група механізмів обслуговує один скіп, подача коксу здійснюється з двох бункерів коксу, грохотами 5(6) на зграйні конвеєри 1,3 (2,4) і після зважування у вагових воронках 9(10) за тічкою 11(12) кокс надходить в скіпи 30. Агломерат з центральних бункерів подається у вагові воронки 18(19) грохотами 13(14) і по тічкам 20,21 в скіпи 30. З бічних бункерів агломерат у вагові воронки 18(19) транспортується грохотами 15 і далі конвеєрами 16(17). Добавки живильниками 24(25) конвеєрами 26(27) подаються у вагові воронки 28(29) і після зважування транспортуються конвеєрами 16(17) у вагові воронки агломерату 18(19). Коксовий дріб'язок і дрібниця агломерату транспортується конвеєрами 7(8) та 22(23) на збірні конвеєри і далі в залізничні вагони.

Продуктивність обладнання обрана за умови нормального завантаження печі при роботі однієї групи механізмів шихтоподачі.

На даний час працюють дві доменні печі великого об'єму з конвеєрним завантаженням: доменна піч об'ємом 5000 м³ КМЗ і доменна піч об'ємом 3200 м³ НЛМЗ. Технологічна схема подачі шихтових матеріалів доменної печі КМЗ складається з 18 каналов вивантаження шихтових матеріалів на збірні горизонтальні конвеєри (рис. 42), по 9 з кожного боку похилого конвеєра.

Рис. 42. Система шихтоподачі доменної печі об'ємом 5000 м³ КМЗ:

1 – похилий конвеєр; 2 – бункера з матеріалом; 3 – грохоти; 4 – вагові воронки;

5 – живильники; 6 – збірні горизонтальні конвеєри; 7 – конвеєр дрібниці матеріалу

(А – агломерат, О – окатиші, К – кокс, Д – добавки)

Група каналів, розташованих з одного боку печі, по своїй продуктивності повинна забезпечити нормальне завантаження доменної печі шихтовими матеріалами. Проектом передбачалося, що інша (непрацююча) група каналів буде знаходитися в резерві. Окатиші, кокс і добавки подаються на двохрядну естакаду печі залізничними вагонами. Агломерат подають безпосередньо з гірничозбагачувального комбінату системою стрічкових конвеєрів (ширина стрічки 1600 мм).

Канал шихтоподачі – це комплекс пристроїв, що включає бункер, грохоти, вагову воронку, затвор вагової воронки, живильники. Подача матеріалів по кожному каналу (крім добавок) здійснюється за наступною схемою: бункер 2 – два паралельно працюючих живильника 5. Живильники подають матеріал на збірні горизонтальні конвеєри 6, які перевантажують шихту на похилий конвеєр 1.

Добавки на горизонтальний конвеєр подаються за схемою, бункер – живильник – вагова воронка – живильник. Система шихтоподачі працює таким чином. Після закінчення розвантаження вагової воронки 4 проводитися включення грохотів 3 і завантаження воронки новою дозою матеріалу. Розвантаження вагової воронки здійснюється живильниками, які працюють за заданою програмою завантаження печі, що забезпечує розташування доз матеріалів па конвеєрі з необхідними послідовністю і інтервалами. Горизонтальні і похилий конвеєр працюють безперервно, а їх продуктивність, обумовлена інтервалами між дозами і визначається швидкістю сходу шихти в робочий простір печі. Швидкість руху стрічки конвеєрів – 2 м/с, кут підйому похилого конвеєра 10 – 30 градусів, довжина – 509 м. Обсяг вагових воронок агломерату, коксу і окатишів 25 м, максимальна маса дози добавки 3 т.

Дрібниця агломерату, окатишів і коксу від грохотів збирається горизонтальними конвейєрами 7, які подають її на три похилих конвеєра (один конвеєр резервний) і далі в збірні бункера та залізничні вагони.

Система шихтоподачі (рис. 43) печі НЛМЗ (проект ГІПРОМЕЗ) має кілька принципіальних відмінностей від розглянутої. Ця система має приймальний пристрій I, що складається з двох рядів бункерів 1, вісім з яких призначені для агломерату, окатишів і добавок і чотири – для коксу. Видача матеріалу з них виробляється живильниками 2 на збірні конвеєри 3. Далі матеріал транспортується конвеєрної системою II на бункерну естакаду III. Розподіл матеріалу по бункерах проводиться реверсивними конвеєрами 4, які можуть подавати матеріал як безпосередньо в окремі бункери, так і на реверсивні конвеєри 5 і 6. Останні розподіляють матеріал по всіх бункерах (схема завантаження бункерів показана стрілками).

Бункерна естакада III включає шість каналів коксу, п'ять каналів агломерату, три канали окатишів і три канали добавок. У зв'язку з тим, що максимальний обсяг дози 50 м³,а обсяг вагових воронок не перевищує 25 м³, система працює одночасно двома каналами і видає матеріал на конвеєр методом накладання двох полудоз один на одного.

Ще однією відмінною особливістю цієї системи є відсутність горизонтальних збірних конвеєрів. У системі є тільки один горизонтально-похилий конвеєр 11, на який видаються шихтові матеріали з каналів. В іншому робота механізмів і послідовність виконання операцій з дозування та транспортування шихтових матеріалів аналогічна розглянутій вище.

У проекті доменної печі об'ємом 5500 м³ ЧерМЗ система шихтоподачі (рис. 44), розроблена ЛенГІПРОМЕЗОМ, Інститутом чорної металургії (ІЧМ) і ОКБ СІМ (Одеса), по своїй структурі дещо відрізняється від раніше розглянутих.

Рис. 43. Система шихтоподачі доменної печі об'ємом 3200 м³ НЛМЗ:

1 – бункера приймального пристрою; 2 – живильники; 3 – збірні конвеєри;

4-6 – реверсивні конвеєри; 7 – приймальні бункера; 8 – грохоти; 9 – вагові воронки;

10 – живильники; 11 – горизонтально-похилий конвеєр; 12 – бункера добавок;

13 – живильники; 14 – вагові воронки добавок; 15 – живильники;

16,17 – конвеєри дрібниці.

Рис. 44. Система шихтоподачі доменної печі об'ємом 5500 м³ ЧерМЗ

Бункерна естакада складається з п'яти каналів агломерату, чотирьох каналів коксу, двох каналів окатишів, одного бункера, де знаходяться окатиші або кокс, і чотирьох каналів добавок. Обсяг кожної вагової воронки складає 80 м³ (обсяг прийомного бункера загрузочного пристрою 80 м³).

Відмінною особливістю цієї системи шихтоподачі є те, що кожен канал має три грохоти і один живильник. Така компоновка обладнання робить шихтоподачу значно надійнішою і продуктивнішою. Докладний аналіз надійності цієї системи наведено нижче.

Система шихтоподачі має один горизонтально-похилий конвеєр 8, на який живильники 2 і 3 подають дози шихтових матеріалів. Евакуація дрібниці шихтових матеріалів проводився стрічковими конвеєрами 6 з подальшим перевантаженням її на поперечні конвеєри 7. Добавки подаються живильниками 9 у вагові воронки 5 і далі на конвеєр 8. Застосування трьох грохотів 1 в одному каналі підвищить ефективність грохочення шихтових матеріалів.

На шихтоподачі цієї печі і на печах КМЗ і НЛМЗ застосовано однотипне устаткування в каналі: грохоти типу ГСТ-62 і живильники типу ПТ.

Дата добавления: 2014-12-07