Горизонтальная неравномерность и способы ее выравнивания

Неравномерность горизонтального распределения материалов начинается с воронки малого конуса и является следствием в первую очередь односторонней загрузки двумя скипами. Разгружаемая из скипов шихта ложится в воронке откосами (рис. 6.4, а), вершины которых с более мелкой фракцией располагаются со стороны подъемника под углом а ≈ 20° (в среднем) к его оси как для левого, так и для правого скипов (рис. 6.4, б). Угол а называется углом смещения и изменяется для .различных материалов и скоростей опрокидывания скипов от 15 до 25°. Высота откосов также зависит от характеристики материалов, скорости опрокидывания скипов и по замерам Д. Е. Ефремова составила на магнитогорской домне 450—550 мм (до 1000 мм) для руды и 300—400 мм для кокса.

Рис.6.4. Схема распределения материалов в воронке малого конуса: а – вид сбоку,

б – вид со стороны подъемника

В первоначальных двухконусных засыпных аппаратах, не имевших вращающихся распределителей шихты, неравномерность распределения, полученная в воронке малого конуса, повторялась на большом конусе и в печи на уровне засыпи, вследствие чего ход печи был односторонним, а результаты плавки низкие. Современное двухконусное засыпное устройство снабжено вращающимся распределителем (впервые применен в 1906 г.), предотвращающим одностороннюю сосредоточенность вершин откосов материалов в доменной печи и обеспечивающим расположение их по всей окружности колошника более или менее равномерно. Достигается это путем подбора соответствующей программы вращения распределителя и построения цикла загрузки как отдельных скипов, так и целых подач.

Наиболее распространенной является шестистанционная программа вращения распределителя с расстоянием между станциями по дуге окружности 60° и остановками в пунктах, отвечающих 0, 60, 120, 180, 240, 300° окружности колошника. Но работа распределителя по шести станциям, как показал в своих работах В. К. Грузинов, не во всех случаях дает приемлемое горизонтальное распределение. Так, при изменении угла поворота распределителя после каждого скипа вершины откосов сосредоточиваются только в трех секторах колошника (из шести) при любом количестве скипов в подаче (рис. 6.5, а и 6.6,а). Длительное применение этой программы неминуемо приводит к канальному ходу и не может быть рекомендовано. Наилучшее выравнивание горизонтальной неравномерности в случае шестистанционной программы обеспечивается при изменении угла вращения после целой подачи, состоящей из четного числа скипов (рис. 6.5). При нечетном числе скипов кокс располагается по секторам неравномерно (в трех секторах по четыре скипа и в трех по два скипа), что можно улучшить путем перегона скипов (рис. 6.6, в).

Однако и при этом вследствие неодинакового значения угла смещения для различных материалов, скипов и приемных воронок неравномерность полностью не ликвидируется.

Рис. 6.5. Схема расположения вершин на большом конусе при четырехскиповой подаче:

а — изменение угла вращения после каждого скипа; б — то же, целой подачи; ▲ — вершины кокса; ∆ — вершины руды. Цифры у вершин — порядковые, номера скипов первой подачи

Предложенная В. К. Грузиновым программа вращения распределителя шихты с корректировкой угла поворота его после правого скипа на величину 2α воспроизводит как бы односкиповую загрузку и несколько улучшает горизонтальное распределение. В этом случае углы поворота будут равны:

Примечание. Поворот против часовой стрелки на 120 и 60^е равнозначен повороту по часовой стрелке на 240 и 300°.

Но и эта программа не обеспечивает полной равномерности, поскольку причина неравномерности (различные углы смещения) остается не устраненной.

Мероприятием, ликвидирующим вредные последствия различных углов смещения, является зеркальная загрузка, предложенная также В. К. Грузиновым и названная им методом диаметральной компенсации.

Рис. 6.6. Схема расположения вершин на большом конусе при пятискиповой подаче. Обозначения те же, что на рис. 6.5; в — расположение вершин при перегоне скипа

Компенсация на такой загрузке при шести станциях получается по трем диаметрам, а углы поворота распределителя чередуются следующим образом:

Номер подачи ..................1    2   3   4     5  6

Угол поворота, град........0 +180 +60 -120 +120 -60

Каждые две подачи (нечетная и четная) укладываются в диаметрально противоположных секторах колошника.

Даже зеркальная загрузка по шести станциям вращающегося распределителя не может считаться вполне удовлетворительной для мощных и сверхмощных доменных печей из-за слишком больших расстояний между расположением вершин откосов материалов соседних подач на колошнике. Так, для доменной печи объемом 1719 м ³ при диаметре колошника 6,9 м расстояние между вершинами подач по окружности колошника равно больше 3,6 м, а для доменной печи объемом 2002 м ³— свыше 3,8 м. Ясно, что для таких больших доменных печей число станций вращающегося распределителя должно быть больше шести, например восемь или двенадцать (кратное четырем, нечетиюе число станций дает менее удовлетворительное горизонтальное распределение). При восьмистанционной программе вращения компенсацию можно вести по четырем диаметрам, т. е. более высокого класса. Углы поворота при этом будут равны:

Номер подачи ............1    2   3   4   5  6   7     8

Угол поворота, град. 0 +180 +45 —135 +90 —90 +135 —45

В зарубежной практике применяется крестовая загрузка с компенсацией по двум диаметрам, которая по равномерности уступает зеркальной.

Все перечисленные способы загрузки предназначены для исправления так или иначе недостатков распределения в воронке малого конуса, что присуще односторонним двухскиповым подъемникам. За последние годы появились и испытываются способы загрузки, обеспечивающие равномерное распределение в самой воронке малого конуса. К этим способам в первую очередь нужно отнести применение непрерывно вращающихся распределителей, скорость вращения которых к моменту высыпания шихты достигает 30 об/мин. При такой скорости материалы распределяются более равномерно по всей воронке, не образуют откоса с какой-либо ее стороны. Вращение приостанавливается после полного высыпания шихты из скипа и возобновляется в начале замедления хода следующего скипа. Подобные распределители испытывают в США и в СССР.