Влияние величины зазора между кромкой большого конуса и стенкой колошника.

При свободном падении сыпучих материалов различной крупности с наклонной плоскости происходит их рассортировка: наверху конусообразной кучи сосредоточивается мелочь, на откосах — более крупный материал, а на подошве кучи - наиболее крупные куски.

Подобная рассортировка происходит и при ссыпании шихтовых материалов в колошник доменной печи с той, однако, разницей, что куча представляет по форме не конус, а кольцевой гребень с большим откосом, к центру и с малым—к стенкам колошника печи. На вершине гребня концентрируется мелочь, а по откосам — более крупные фракции (рис. 6.1). Расположение гребня по отношению к стенке колошника (ближе, дальше) зависит от величины зазора: чем меньше зазор, тем ближе к стенке гребень. При некотором узком зазоре гребень подходит вплотную к стенке. В этом случае все куски откатятся к центру колошиика, а на периферии сосредоточится мелочь, что приведет к резкому сокращению периферийного потока газов и, как следствие, к тугому ходу печи. Наоборот, при очень широком зазоре периферийный поток получает чрезмерное развитие, что вызовет плохое «использование газов и высокий расход горючего (см. рис. 6.1).

Рис.6.1. Влияние величины зазора на распределение материалов: а – большой зазор; б – малый зазор;1 – корпус; 2 - стенка

Величину зазора выбирают при проектировании в зависимости от размеров печи и равномерности шихтовых материя-лов: чем больше и то, и другое, тем больше зазор. Размеры его могут быть определены по формуле 0,ld₁ + 0,2 (d₁-диаметр колошника, м). Они составляют для различных печей и условий 0,55—0,95 м.

Влияние уровня засыпи.

Из рис. 6.2 вытекает, что чем ниже уровень засыпи, тем ближе гребень шихтовых материалов к стенке колошника. При значительном понижении основной поток ссыпающихся материалов ударяется о стенку колошника с образованием гребня мелочи непосредственно у стен. Крупные куски откатываются к центру, способствуя развитию осевого потока газов. Очень высокий уровень засыпи значительно отдаляет гребень материалов от стенки и усиливает периферийный поток газов. И то, и другое нежелательно по причинам, указанным выше. Следовательно, для нормальной работы неприемлем ни низкий, ни высокий уровень засыпи. Нормальный уровень подбирают практически и для установившихся условий плавки поддерживают постоянным. При понижении уровня засыпи ниже точки пересечения ссыпающихся материалов со стенкой колошника гребень вновь отходит от стенки и тем больше, чем ниже уровень засыпи. Во избежание большого скопления рудной мелочи непосредственно у стен нормальный уровень должен быть выше точки пересечения.

Рис.6.2. Влияние уровня засыпи на распределение материалов

За время паузы между загрузкой двух подач уровень засыпи несколько опустится, а в случае каких-либо неполадок с загрузкой понижение может быть значительным.

Для того чтобы характер засыпи при этом не изменился, колошниковую часть печи делают на высоте 2-3 м цилиндрической.

Влияние объема колоши.

Сыпучие материалы при свободном падении с наклонной плоскости на ровную горизонтальную поверхность образуют конусовидную кучу .под углом естественного откоса, равным в зависимости от размера кусков для рудных материалов 36—43° и для кокса 26—28° (разница 10—15°). В доменной печи условий свободного падения нет: пространство ограничено с одной стороны колошниковой стенкой. Поверхность, на которую ссыпаются шихтовые материалы, не горизонтальная и не гладкая, падающие кокс и руда подвергаются воздействию газового потока. Материалы под воздействием этих условий располагаются в доменной печи под меньшими углами. Поскольку рудные материалы располагаются под большим углом откоса, их будет больше в периферийной и промежуточной частях печи, а кокс, имеющий меньший угол откоса, будет в большем количестве в центральной части (рис. 6.3).

Представим себе два крайних случая работы доменной печи на малой и большой калошах. Что произойдет с характером засыпи и распределением газового потока в том и другом случае? При малой колоше объем и вес как коксовой, так и рудной части будут сравнительно небольшими. В этом случае (рис. 6.3,б) центр будет недогружен или даже не загружен рудой, что создаст лучшие условия для осевого потока газов. При большой колоше и, значит, при большем количестве руды центральная часть, наоборот, может быть (даже перегружена (рис. 6.3,а). Таким образом, при необходимости усилить осевой поток газов следует перейти на меньшую подачу, а при желании его уменьшить — на большую.

Нормальная величина коксовой колоши находится опытным путем и зависит от объема печи, вида выплавляемого чугуна и качества шихтовых материалов (чем горячее чугун и богаче руда, тем больше может быть коксовая подача). Для больших доменных печей вес коксовой колоши составляет 5—8 г, чаще 6—7 т. Изменение величины подачи заметно перераспределяет газовый поток при мелкой шихте.

Рис. 6.3. Влияние объема подачи на распределение материалов:  а — большая подача; б — малая подача; 1 — руда; 2 — кокс

В современных условиях характерным является стремление составлять шихту из отсортированных от мелочи руд и агломерата, а так как разница между углами откоса кусковой руды, грохоченого агломерата и кокса невелика, то изменение величины подачи для корректировки газового потока становится малоэффективным мероприятием для текущего регулирования, вследствие чего применяется редко. Сравнительно небольшое разовое изменение веса коксовой колоши (порядка 2—3%) для теплового регулирования -практикуется в настоящее время (по опыту ММК) на многих заводах вместо изменения величины рудной колоши, объем и вес которой поддерживаются постоянными для стабилизации характера (распределения материалов и газового потока.