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

Бункера добавок оборудованы  электровибрационными питателями и индивидуальным ленточным транспортером. Взвешивание добавок производится весовыми воронками для каждой добавки отдельно. Предварительно взвешенные добавки транспортером подаются в промежуточный бункер, из которого они загружаются в скип соответственно программе набора материалов.

Подача всех необходимых материалов осуществляется самостоятельно каждой группой, что обеспечивает 100%-ный резерв загрузки. Распределение материалов по скипам осуществляется при помощи перекидных лотков для агломерата и для добавок в соответствии с программой работы подъемника.

Отсеянная мелкая фракция агломерата ленточным транспортером направляется в бункер, из которого мелкий агломерат подъемником подается в вагоны и далее на аглофабрику для повторного спекания.

Автоматическое управление системой транспортерной шихтоподачи  осуществляется специальным программным устройством. Транспортерная шихтоподача позволяет полностью автоматизировать загрузку печи и обеспечивает самую высокую производительность системы загрузки.

 

5. Расчет ленточного транспортера

На доменных печах полезным объемом более 5000м³ подача материалов на колошник осуществляется конвейерным подъемом. Конвейер размещен в закрытой наклонной галерее, которая монтируется на нескольких опорах и соединяет бункерную эстакаду с колошниковым устройством печи.

Угол наклона конвейера  к горизонту составляет 10-11°, что обусловливает большую длину конвейера (250-500м), поэтому бункерная эстакада располагается на значительном удалении от печи. Натяжение конвейера обеспечивается контргрузом. Резинотросовая лента шириной 2,0м движется со скоростью, около 2м/сек. Желобообразная форма ленты обеспечивается наклоном боковых роликов на 30°.

 

Рис.5 Схема ленточного транспортера

 

На непрерывно работающем конвейере транспортируемые материалы располагаются отдельными порциями с интервалом, величина которого зависит от работы загрузочного устройства печи и интенсивности плавки. Использование конвейерной загрузки имеет следующие преимущества:

         - высокая производительность (до 30 тыс. т. в сутки);

- на 15-20% снижаются удельные капитальные затраты и эксплуатационные расходы;

- полная автоматизация режима подачи материалов;

- срок службы ленты выше, чем скиповых канатов, что сокращает продолжительность ремонтов;

- создаются широкие возможности для гибкого управления работой 
печи (возможно смешивание агломерата и окатышей путем послойной укладки в одну порцию на конвейер и т. д.).

Расчет:

Согласно расчету производительности скипового подъемника суточное число теоретических возможных подач Z_T составляет 320. Масса агломерата в одной подаче составляет, т:

Следовательно, часовая производительность ленточного транспортера составляет, т/час:

где: n_a- число скипов агломерата в подаче;

                P_a- масса агломерата в скипе;

Скорость движения транспортерной ленты v выбирают равной 2 м/с, а коэффициент заполнения ленты- 0,03.

Насыпная масса агломерата составляет 1,9 т/м³.

Следовательно, ширина ленты  транспортера должна составлять, мм:

В стандартном ряду выбираем ширину ленты, равную 1400мм.

6. Выбор оборудования литейного двора

Для уборки продуктов  доменной плавки — чугуна и шлака — возле доменной печи устраивается специальная площадка, которая называется литейным двором.

Современный литейный двор представляет собой площадку, расположенную около горна доменной печи, предназначенную для размещения желобов для чугуна и шлака. По этим желобам чугун и шлак из леток направляются к ковшам, которые устанавливаются под сливными носками на железнодорожных путях.

От чугунной летки  отходит главный желоб. Для улучшения слива чугуна главный желоб располагают с уклоном 8—10 %. Желоб состоит из массивных чугунных сегментов, соединенных между собой болтами. Внутри желоб футеруется огнеупорным кирпичом (шамотным или углеродистым), а сверху набивается огнеупорной глиной. Так как одновременно с чугуном через чугунную летку из печи выходит и шлак, в главном желобе предусмотрено устройство для разделения чугуна и шлака.

Чугун или  шлак направляются по стационарному желобу небольшой длины к качающемуся желобу, который наклонен в сторону ковшей основного состава. После наполнения ковша основного состава качающийся желоб поворачивается в вертикальной плоскости в сторону ковша вспомогательного состава и наполняет его. В это время первый состав продвигается вперед до установки второго ковша под качающийся желоб. После этого качающийся желоб вновь поворачивается в сторону основного состава. Так периодически повторяется поворот желоба и передвижение ковшей до окончания выпуска чугуна и шлака. Вспомогательный состав состоит из одного или двух ковшей и служит для обеспечения непрерывной разливки чугуна и шлака в то время, когда передвигаются ковши основного состава. При разливке чугуна или шлака с помощью поворотного желоба ковши основного состава заполняются непосредственно через сливной носок стационарного желоба. Во время передвижения ковшей основного состава под носок стационарного желоба подводят путем поворота в горизонтальной плоскости поворотный желоб, установленный над ковшами. Чугун или шлак со стационарного желоба через поворотный желоб попадает в ковш вспомогательного состава. После установки под носок стационарного желоба второго ковша основного состава поворотный желоб отводят в сторону.

Поворотный  желоб обладает преимуществами, благодаря которым он применяется чаще, чем качающийся. К преимуществам поворотного желоба следует отнести:

а) меньшую высоту падения струи чугуна и шлака с носка стационарного желоба и отсутствие резкого поворота струи, что увеличивает срок службы футеровки желоба;

б) лучшие  условия    обслуживания желоба;

Вскрытие  летки осуществляют при помощи бурильной  машины ударно-вращательного действия, выполняющей операции рассверливания заполненного огнеупорной массой легочного отверстия и пробивки чугунной корки на внутренней поверхности летки. Рабочий орган машины предоставляет собой буромолот, который подвешен на каретке, перемещающейся на катках вдоль направляющих рамы. Рама жестко соединена с кронштейном, опирающимся на подпятник расположенной в стороне от чугунной летки колонны. Для поворота машины вокруг оси колонны служит механизм поворота, а для подвода буромолота к отверстию летки служит механизм подачи. От действия осевых усилий, возникающих в процессе бурения, машина удерживается защелкой  механизма захвата. Буромолот приводится в действие механизмом вращения и ударным механизмом, которые снабжены индивидуальными электроприводами и могут работать раздельно или совместно. При нормальном состоянии летки вскрытие ее происходит только путем бурения. Технические характеристики машин для вскрытия чугунных леток конструкции украинских предприятий приведены в табл.

Рабочим органом электрической  пушки служит перемещающийся в цилиндре поршень, выдавливающий огнеупорную массу через носок в канал чугунной летки. Пушка подвешивается к поворотному кронштейну, опирающемуся через подпятник на колонну, расположенную в стороне от чугунной летки. Цилиндр пушки емкостью 0,5м³ заполняют огнеупорной массой. Поворот пушки осуществляется механизмом поворота для подачи пушки к летке под определенным углом и для прижима носка пушки к футляру служит механизм прижима, состоящий из двигателя и редуктора. Редуктор передает вращательное движение винту, расположенному в лафете. Винт ввинчивается в гайку, закрепленную в тележке, которая перемещается на роликах в направляющих вырезах лафета. Фиксирование пушки в рабочем положении при подаче огнеупорной массы осуществляется защелкой, которая заскакивает за скобу кронштейна, закрепленного на кожухе печи. Модернизированный способ фиксации пушки в рабочем положении предусматривает установку скобы кронштейна на отдельной балке, опирающейся стойками на фундамент печи. Такой вариант фиксации позволяет избежать возникновения дополнительных напряжений в металле кожуха печи в зоне чугунной летки, которые возникают при работе пушки. Перед отводом пушки от летки защелка освобождает скобу кронштейна при помощи тяги и электромагнита механизма захвата.

Огнеупорная масса в летку подается механизмом подачи, который через шток-винт передает движение поршню, перемещающемуся в цилиндре по двум направляющим планкам. Все механизмы пушки (поворота, захвата, прижима и подачи огнеупорной массы) снабжены индивидуальными приводами. Ниже приведена техническая характеристика электрической пушки типа Э-17-050:

Полезный  объем рабочего цилиндра, м³ 0,5

Диаметр рабочего цилиндра, мм 650

Ход поршня, мм  1505

Усилие, действующее  на поршень, МН.  2,35

Диаметр отверстия носка  пушки, мм  150

Скорость выхода огнеупорной  массы из носка пушки, м/с. 0,19

Мощность  электродвигателя, кВт:

• механизма прессования 47
• прижимного устройства 30
• поворотного устройства 10

Масса пушки, кг 30850

Для закрытия и открытия шлаковых леток на доменных печах применяют дистанционно управляемые шлаковые стопоры рычажной конструкции с пневматическим приводом. Стопор представляет собой систему шарнирно соединенных рычагов, образующих подвижный параллелограмм и укрепленных на неподвижной раме, которая приварена к кожуху печи. На конце штока укреплена стальная пробка, являющаяся рабочим органом стопора и плотно закрывающая отверстие шлаковой фурмы. Передняя часть штока и пробка полые и охлаждаются водой.

Открытие  летки производится поднятием штока в верхнее положение при помощи пневматического цилиндра, каната и системы блоков. В верхнем положении вся система рычагов удерживается защелкой .

Для закрытия летки защелку вручную освобождают при помощи тросика, а в цилиндр подают воздух. Канат ослабевает, и шток под действием массы рычагов и контргруза перемещается в нижнее положение, при котором пробка входит в отверстие фурмы и закрывает его. Рычажная система обеспечивает строгое совмещение оси штока с осью шлакового прибора.

7. Расчет первичного пылеуловителя

         Пылеуловитель представляет собой вертикально расположенный цилиндр диаметром до 12м с конусообразными торцами.

Кожух пылеуловителя  сваривают из стальных листов толщиной 20мм. Опорой служат металлические колонны. Внутренние стенки пылеуловителя футеруют шамотным кирпичом толщиной 115мм.

Газ в пылеуловитель  поступает по газопроводу через вертикальную трубу, вваренную по оси пылеуловителя. При переходе газа из трубы в цилиндр направление его движения изменяется на 180°, а скорость уменьшается во столько раз, во сколько площадь сечения цилиндра больше площади сечения трубы. Далее газ, уже с меньшей скоростью, уходит по газопроводу на дальнейшую очистку. Частицы пыли под действием силы тяжести и приобретенной в трубе инерции движутся вертикально и осаждаются в нижнем конусе пылеуловителя. Скорость газа после его расширения недостаточна, чтобы увлечь за собой крупные частицы пыли.

С целью предотвращения износа корпуса и уменьшения выделения конденсата при минусовых температурах (зимой) пылеуловитель изнутри футеруется шамотным кирпичом. Пылеуловитель опирается на фундамент при помощи четырех колонн, между которыми находится железнодорожный путь для постановки вагонов под выгрузку пыли. В пылеуловителе осаждается 70-85% пыли, содержащейся в доменном газе, которая периодически выгружается из него в вагоны с помощью винтового (шнекового) конвейера.

Приблизительный расчет пылеуловителя

1. Определяем количество колошникового газа за приближенной эмпирической формулой с учетом температуры и давления

2. Рассчитываем скорость газового потока в газоотводах, считая, что общая площадь пересечения газоотводов равняется половине площади колошника _SK=π*D²_K/4

     3. Определяем  внутренний  диаметр   первичного   пылеуловителя

     4. Определяем  внешний диаметр пылеуловителя

    5. Определяем высоту нижней конической части пылеуловителя, где накапливается пыль, из выражения

 

 

     

             Рис. 7. Схема первинного (інерційного) пиловловлювача

 

6. Находим объем, нижнего конусу за известной формулой

7. Объем колошниковой  пыли, что выносится из доменной печи за сутки, равняется

где - насыпная масса колошниковой пыли, равняется 1500 кг/м.

Объем пыли меньше объема конической части пылеуловителя. Из этого выплывает, что пыль, которая выносится из печи за сутки, может поместиться в нижней части пылеуловителя, которая играет роль накопителя.

8. Размер верхней конической  части рассчитывается, исходя из угла наклона образовывающей в 45 град, и размеров впаяного к ней газоотвода d_ГП, на основе теоремы Пифагора:

     9. Размер цилиндровой части пылеуловителя

10. Общая высота первичного пылеуловителя

     11. Размер максимальных и минимальных долек пыли материалов шихты рассчитываем за эмпирической формулой