Вибір конструкції та розрахунок обладнання доменної печі об'ємом 5000м3

Нижняя часть  лещади выкладывается из прямоугольных углеродистых или графитированных блоков. В центре блоки устанавливаются на торец (вертикально), а по периферии — на плашку. Толщина швов не превышает 2,5мм. Периферийная часть лещади выкладывается из горизонтально установленных углеродистых блоков трапециевидной формы в виде кольцевой стенки с переменной толщиной. Толщина швов не превышает 1,2мм. Вертикальные швы в смежных по высоте рядах блоков располагаются вразбежку. Футеровка ведется на углеродистой пасте, подогреваемой для уменьшения вязкости до 30— 50 °С.

       Горн  от лещади до  уровня шлаковых леток (металлоприемник) выкладывается из углеродистых блоков трапециевидной формы или из маломерного углеродистого кирпича, а от уровня шлаковых леток до заплечиков (фурменная зона) — шамотным кирпичом, тщательно подобранным по толщине и длине. Углеродистые блоки и шамотный кирпич укладываются горизонтально с соблюдением тех же требований, что и при укладке периферийной части лещади. Углеродистая кладка ведется на углеродистой пасте, а шамотная - на пластифицированном шамотно - глинистом растворе жидкой консистенции. Толщина швов углеродистой кладки не должна превышать 2,5 мм, толщина радиальных и горизонтальных швов шамотной кладки — 0,5мм, а кольцевых швов — 1мм. При конической форме кожуха горна толщина кладки горна изменяется от лещади до заплечиков от 1325 до 345мм.

 

Рис.3.2 Горн в разрезе 

 

Заплечики выкладывают из шамотного кирпича класса А. Кладка ведется впритык к холодильникам с перевязкой вертикальных швов. Толщина шва не должна превышать 1мм. Кладка выполняется на пластифицированном шамотно-глинистом растворе жидкой консистенции. Толщина огнеупорной кладки - 345мм.

Шахты доменных печей на ²/₃ высоты охлаждаются вертикальными плитовыми холодильниками. Холодильные плиты опоясывают шахту по периферии. Для охлаждения применяются холодильники двух типов, устанавливаемые в шахматном порядке.

Колошниковая  часть печи выполняется из стальных литых плит, выдерживающих ударную нагрузку, возникающую при падении шихтовых материалов с засыпного аппарата. Устройство защитных плит колошника подвесной конструкции. Неохлаждаемые плиты крепятся между собой болтами, а к кожуху печи - с помощью кронштейнов, серег и штырей. Огнеупорная кладка шахты заканчивается на 50 - 120мм ниже защитных плит колошника; зазор между кладкой и плитами заполняется плотно утрамбованной глинисто-асбестовой массой.

3.3.Устройство чугунной и шлаковой леток

В доменных печах объемом 5000м³ выплавляется более 11200т чугуна в сутки и 4 млн.т.чугуна в год. Выпуск такой массы чугуна из печи усложняет обслуживание чугунной летки. Поэтому количество чугунных леток определяется объемом доменной печи. Печь объемом, 5000м³ имеет две чугунные летки.

  Леточное отверстие в горне ослабляет кожух печи, поэтому в этом месте устанавливается металлическая литая рама, прикрепленная к кожуху печи и стыкующаяся с желобом для слива чугуна. В раме сделано внутреннее отверстие, отфутерованное огнеупорным высокоглиноземистым кирпичом таким образом, что оставлен сквозной канал шириной 300 и высотой 500 мм, заполненным огнеупорной массой. Для увеличения стойкости чугунной летки ее обрамляют плитовыми холодильниками горна, толщина которых достигает 255мм, с отверстием для рамы.

Рис 3.3.Устройство шлаковой летки: 1-шлаковая фурма, 2-медный холодильник, 3-чугунный холодильник, 4-амбразура, 5- фланец, 6-заклепки, 7,8-упоры, 9,10-трубы для подвода и отвода воды, 11-кожух доменной печи.

 

Печи объемом 5000м³, оборудованы двумя чугунными летками, значительное количество шлака выпускается вместе с чугуном. Поэтому на таких печах устраиваются две шлаковые летки.

Шлаковые летки снабжены арматурой, которая называется шлаковым прибором. Шлаковый прибор состоит из ряда телескопически соединенных частей: медной штампованной или литой полой охлаждаемой водой фурмы, имеющей отверстие диаметром 65мм для выпуска шлака, литого медного охлаждаемого полого холодильника, чугунного холодильника  и чугунной амбразуры с залитыми в них охлаждающими спиральными трубам.

 

3.4. Засыпной аппарат

     Система приемки и шлюзования шихтовых материалов состоит из следующих основных узлов: приемной воронки, предназначенной для приемки шихтовых материалов с конвейера или из скипов и перегрузки их в промежуточные бункера; двух заслонок приемной воронки, обеспечивающих подачу материалов из этой воронки в промежуточные бункера; двух верхних газоуплотнительных клапанов, служащих для отделения промежуточных бункеров от атмосферы; двух промежуточных бункеров, предназначенных для приема и накопления шихтовых материалов; двух шихтовых затворов, закрывающих выгрузочные горловины бункеров и служащих для регулирования потока вытекающей из них шихты; двух нижних газоуплотнительных клапанов, с помощью которых промежуточные бункера отделяются от рабочего пространства доменной печи.

В зависимости  от конструкции БЗУ имеют одно или два отсечных устройства. В первом случае такое устройство отсекает оба загрузочных тракта от рабочего пространства печи, а во втором - каждое из этих устройств отсекает только один из загрузочных трактов, что позволяет производить на нем ремонтные работы, не останавливая доменную печь.

Система выгрузки шихтовых материалов в доменную печь и распределения их по площади колошника в соответствии с заданной программой состоит из следующих основных узлов: устройств, обеспечивающих подачу материалов на вращающийся распределитель шихты; редукторов, предназначенных для вращения распределителя шихты вокруг вертикальной оси и изменения углового положения его элементов, которое обеспечивает выбор требуемых траекторий ссыпания материалов в доменную печь; вращающегося распределителя шихты, служащего для управляемого распределения шихтовых материалов по площади колошника.

На лотковый распределитель шихты материал поступает  из промежуточных бункеров по наклонным течкам через футерованную износостойким материалом центральную загрузочную трубу. Распределительный лоток представляет собой желоб, футерованный износостойкими плитами. С наружной стороны корпус лотка защищен от теплового воздействия кожухом с асбестовыми прокладками. Корпус лотка и кожух образуют полость, через которую подается азот для охлаждения. Скорость вращения лотка изменяется в пределах от 2 до 8 об/мин. Поворот лотка в вертикальной плоскости предусматривает остановку его в 11 угловых положениях. Поскольку редуктор вращающегося распределителя находится в рабочем пространстве доменной печи, от тепловых воздействий он защищен теплозащитным экраном, а внутри - охлаждается азотом, давление которого превышает давление газа под колошником. Это препятствует попаданию пыли в рабочее пространство редуктора, где находятся механизмы кругового вращения и изменения угла наклона лотка.

3.5. Колошниковое устройство печи

Над колошниковой частью печи расположено колошниковое устройство. Оно состоит из комплекса механизмов для загрузки доменной печи и системы металлоконструкций, предназначенных для размещения, монтажа, ремонта и обслуживания механизмов загрузки. Колошниковое устройство включает также газоотводы с атмосферными клапанами и систему уравнительных клапанов и газопроводов при работе печи на повышенном давлении газов.

Основной  несущей частью колошникового устройства является вертикальная многоэтажная металлическая конструкция – копер.

Колошниковое устройство доменной печи представляет собой комплекс металлоконструкций различного назначения.

Газоотводы для равномерного отвода газа устанавливают в кратном количестве не менее четырех (на доменной печи 5000м³ сделано восемь газоотводов). Газоотводы соединяются попарно, выводятся вверх на отметки, превышающие  расположение остальных элементов печи. Образующиеся вертикальные газоотводы называются «свечами». В зависимости от принятой схемы колошникового устройства число свечей колеблется от двух до четырех. Свечи перекрываются так называемыми «атмосферными клапанами», отрегулированными на определенное заданное давление газа в печи, при превышении которого они самопроизвольно открываются.

 

 

Рис.3.5. Атмосферный клапан печи: 1-клапан, 2-седло, 3-корпус, 4-ось,         5-двуплечий рычаг.

 

В современных  печах большого объема усилие от копра, состоящего из четырех несущих колонн, через колошниковую площадку передается на колонны шахты, а затем на колонны фундамента печи, что обеспечивает большую жесткость установки всего оборудования. На кожух печи опирается только засыпной аппарат и газоотводы.

Колошниковая  площадка опирается на колонны шахты  и служит для осмотра засыпного аппарата и размещения ручной лебедки, предназначенной для передвижения монтажной тележки по монтажной балке. На колошниковой площадке размещена также электрическая лебедка, служащая приводом механизма подъема консольно-поворотного крана. Настил колошниковой площадки выполняют из стальных листов. Для уборки пыли и мусора в одном из углов площадки вваривают спускную трубу, по которой пыль сбрасывается в железнодорожный вагон.

Вторая площадка у приемной воронки служит для осмотра ремонта засыпного устройства. Между колошниковой площадкой и площадкой у приемной воронки расположены промежуточные площадки, служащие для размещения привода вращающегося распределителя и осмотра распределителя, уравнительных клапанов и зондов для измерения уровня шихты.

Третья площадка расположена у монтажной балки и служит для смены вышедших из строя частей засыпного устройства. Эта площадка вынесена в сторону и снабжена люком, через который на площадку поднимают оборудование. На монтажной балке перемещается монтажная тележка, предназначенная для смены и монтажа засыпного устройства. Тележка установлена на четырех бегунках и имеет подвеску с крюком и блоки для канатов передвижения тележки и подъема груза. Грузы поднимают монтажной лебедкой, установленной на земле.

Четвертая площадка расположена у балансиров и служит для установки и осмотра балансиров.

Пятая площадка расположена  у атмосферных клапанов и предназначена для их обслуживания и ремонта. Для облегчения ремонта над площадкой расположен консольно-поворотный кран. Опорой монтажной балки, балок балансиров и площадок служит копер. Монтажная балка больших доменных печей опирается также и на пылеуловитель.

Газ из купольной части  доменной печи отводится при помощи газоотводов. Число их не менее четырех. Для снижения скорости газов суммарное сечение газоотводов в месте присоединения к кожуху составляет 0,4 - 0,5 площади колошника, а наклон во избежание отложения пыли не менее 50°. Газоотводы симметрично соединяют сначала попарно, а затем в один нисходящий к пылеуловителям газопровод с уклоном не менее 30°. На некоторых печах газ к пылеуловителям отводится двумя наклонными газоотводами. Толщина листа газоотводов 12-14мм. Внутри газоотводы футеруют кирпичом в один слой толщиной 113мм.

В верхних  точках газоотводов установлены атмосферные клапаны, предназначенные для выпуска газа в атмосферу при остановках печи. Контактные поверхности клапанов наплавлены твердым сплавом для уменьшения абразивного действия запыленного газа. Плотное прилегание контактных поверхностей клапанов достигается их шлифовкой. В закрытом положении клапаны удерживаются контргрузами, рассчитанными на допустимое давление газа в печи. Открываются клапаны при помощи электрических лебедок, которые установлены в помещении, примыкающем к помещению контрольно измерительных приборов на уровне рабочей площадки доменной печи.

При эксплуатации необходимо следить за плотностью прилегания крышки клапана к его седлу, особенно после остановок доменной печи. При появлении пропусков газа производят чеканку асбестовым шнуром.

4. Бункерная эстакада

Бункерная эстакада предназначена  для приема шихтовых материалов и их усреднения, создания запаса материалов у печи и обеспечения механизации набора и подачи материалов к скиповому подъемнику. Бункерная эстакада расположена между доменными печами и рудным двором вдоль линии печей и представляет собой возвышающееся на 15м над нулевой отметкой железобетонное сооружение, состоящее из отдельных бункеров и их оборудования.

Бункера для  железосодержащих и флюсующих материалов располагают в один ряд, при конвейерной шихтоподаче. На бункерную эстакаду шихтовые материалы поступают посредством транспортеров. При транспортерной подаче в бункера всех материалов над бункерной эстакадой сооружают транспортерные галереи. Разгрузка материалов с транспортерной ленты в бункера осуществляется передвижной сбрасывающей тележкой.

Бункера эстакады по своему назначению делятся на коксовые и рудные. Коксовые бункера, как правило, располагают непосредственно над скиповой ямой, чтобы уменьшить число перегрузок кокса. Каждая доменная печь имеет три коксовых бункера емкостью 460м³ каждый, что при полностью загруженных коксом бункерах обеспечивает работу печи полезным объемом до 5000м³ в течение 8-12 часов.

Корпус рудного  бункера так же, как и коксового, выполняют металлическим, железобетонным и комбинированным. Емкость бункеров изменяется 210м³, а количество - 20. Емкость и число рудных бункеров на одну доменную печь определяется, исходя из ее полезного объема. Запас рудных материалов в заполненных бункерах может составлять 7,5 тыс. т.

Схема транспортерной подачи материалов к скиповой яме  доменной печи полезным объемом 5000м³. Бункера (18 шт.) эстакады этой печи расположены в один ряд по 9 бункеров с каждой стороны от главного конвейера. Под бункерами размещен комплекс оборудования транспортерной подачи материалов, состоящий из двух самостоятельных групп механизмов, расположенных в соответствии с расположением бункеров по обе стороны скиповой ямы. В каждой группе железорудная часть шихты помещается в 9 бункерах - два для агломерата (А), три бункера кокса (К), два для окатышей (О) и два для различных добавок, идущих в

шихту доменной печи: железная руда (Ж.р), известняк (Изв.), марганцевая руда(М.р).

Бункера агломерата внизу  оборудованы электровибрационными грохотами-питателями, при помощи которых осуществляется выдача агломерата из бункеров и отсев мелких фракций. Крупные фракции агломерата подаются пластинчатым конвейером в весовые воронки. Для точной корректировки массы агломерата (определенной расчетом шихты) над скиповой ямой установлены два бункера довеса, из которых материал добавляется в весовые воронки малыми дозами.