Конструктивные особенности агрегата

Категория:
Выплавка чугуна


Конструктивные особенности агрегата

При проектировании особое внимание уделяли профилю доменной печи. Размеры профиля соответствуют основным направлениям его развития в отечественной и зарубежной практике, в частности увеличение объема достигали за счет расширения поперечных размеров и некоторого прироста высоты. На доменной печи № 5 увеличили высоту горна и расстояние от оси чугунных леток до уровня воздушных фурм, что благоприятно отразилось на стойкости воздушных фурм и чугунных леток, равномерности отработки продуктов плавки, а также облегчило остановку печи на непродолжительное время, например, для замены фурм. Увеличение высоты горна предоставило возможность работать с более высоким уровнем накопления чугуна и ферростатическим давлением, что способствовало увеличению радиуса действия летки.

Повышение уровня воздушных фурм относительно оси чугунных леток положительно отразилось на устойчивости дутьевого режима, так как уменьшилась вероятность деформации фурменных очагов при накоплении ч ‘гуна и шлака в горне. При этом создали условия для работы с болы пей скоростью истечения дутья.

Глубину мертвого слоя приняли близкой к ее величине на доменной печи № 9 5000 м3 комбината “ Криворожсталь”, но значительно меньше, чем на зарубежных печах. При наличии большого количества чугуна в горне ниже оси чугунной летки увеличивается ферростатическое давление металла, что способствует всплытию и разрушению футеровки лещади. Угол наклона шахты (см.табл. 3) несколько больше, чем на других крупных доменных печах (за исключением печи № 1 в Швельгерне, ФРГ, и печи № 4 в Дюнкерке, Франция), а заплечиков – меньше (кроме печи № 9 комбината “Кри-ворожсталь” и печи № 1 в Швельгерне). Такой профиль способствует лучшему проникновению газового потбка к оси печи, что очень важно для печей с большим диаметром горна.

Рис. 1. Основные конструктивные элементы печи: 1 – графитированные блоки лещади; 2 – углеродистые блоки лещади и горна; 3 -высокоглиноземистые огнеупоры лещади; 4 – плитовые холодильники горна; 5 – холодильники заплечиков с залитым кирпичом; б – комбинированная система охлаждения распара и шахты; 7 – футеровочные плиты колошника; 8 – футеровочные плиты купола печи; 9 – футеровка неохлаждаемой зоны шахты; 10 – футеровка охлаждаемой зоны шахты; 11 – кольцевой воздухопровод горячего дутья; 12 – фурменный прибор; 13 – кольцевая площадка для обслуживания фурменных приборов; 14 – высокоглиноземистые огнеупоры горна; 15 – воздушное охлаждение низа лещади; 16 – фундамент печи

Соотношение полезной высоты и диаметра распара несколько выше, чем у других доменных печей. Такое соотношение для условий работы печи на первом этапе (практически без кислорода, с максимально возможным расходом природного газа с целью экономии кокса) оказалось минимально допустимым, так как выход газа на единицу шихты относительно большой и температура колошника повышенная (до 250-280 °С). Остальные размеры профиля крупнейшей доменной печи существенно не отличаются от других доменных печей (исключение составляют лишь печь № 4 в Дюнкерке с высоким соотношением диаметров колошника и распара и печь № 1 в Швельгерне с большим диаметром распара по отношению к диаметру горна и колошника). Печь оборудована 40 фурмами с диаметром 150 мм, что несколько меньше, чем на печах № 9 5000 м3 комбината “Криворожсталь” и № 5 в Фукуяма (Япония) 4617 м3, где установлено по 42 фурмы. Наличие 40 фурм с таким диаметром обеспечило достаточную скорость истечения струи дутья (200-220 м/с) и ее кинетическую энергию (100-115 кН/с), а это, в свою очередь, способствовало созданию устойчивого потока газов в осевой зоне. Сход шихтовых материалов на печи осуществляли без значительных подстоев и обрывов, что свидетельствует о формировании развитых фурменных очагов и отсутствии какого-либо кострения материалов при их опускании.

Футеровка мощной доменной печи отличается от ряда других крупных доменных печей утолщенным распаром (до 920 мм) и конструкцией лещади. Накопленный на комбинате опыт показал, что наличие маратора и утолщенного распара является одним из определяющих факторов высокой эксплуатационной надежности этого района доменной печи. Конструкция лещади – с комбинированной футеровкой. Нижняя ее часть выложена двумя рядами углеродосодер-жащих блоков высотой по 1600 мм, установленных на торец (внизу -графитированные, над ними – углеродистые). Выше их на периферии укладывают углеродистые блоки, а центральную часть высотой 2200 мм болыпемерным высокоглиноземистым кирпичом, содержащим > 62,% А1203.

Особое внимание уделяют футеровке горна и, в частности, району чугунных леток. До оси чугунных леток горн выкладывают углеродистыми огнеупорами за исключением района чугунных леток, которой футеруют каолиновым кирпичом, содержащим > 42% AI2O3. Такими же огнеупорами выкладывают и остальную часть горна. Толщина огнеупорной кладки на уровне чугунных леток составляет 1650 мм.

Заплечики, распар и шихту в зоне холодильников футеруют каолиновым кирпичом (> 42% AI2O3), неохлаждаемую часть шахты и колошник – шамотом. Толщина кладки в фурменной зоне составляет 575-690 мм, в заплечиках 345 мм, в распаре до 920 мм, в охлаждаемой части шахты 805 мм и неохлаждаемой 920 мм, в которой между футеровкой и кожухом укладывают муллитокремнеземистые плиты для теплоизоляции и компенсации расширения кладки.

Кожух доменной печи выполняют с узким маратором (400 мм). В фурменной зоне кожух имеет цилиндрическое очертание, что облегчает обслуживание фурменных приборов. Толщина кожуха в зонах лещади, горна, заплечиков, распара и охлаждаемой части шахты составляет 60 мм, в остальных зонах 40-50 мм. Кожух печи – самонесущий из стали марки 16Г2АФ, применение которой позволило изготовить его на оборудовании, имеющемся на отечественных заводах металлоконструкций. Защиту колошника выполняют из литых стальных плит, образующих внутреннюю защитную стенку из металла. На внутреннюю поверхность кожуха наносят слой теплоизоляционного бетона, а между бетоном и огнеупорной футеровкой защитных плит размещен слой теплоизоляционного упругого материала.

Охлаждение доменной печи по всем зонам водяное, с использованием технической воды. Лещадь имеет снизу воздушное охлаждение конструкции комбината, которая выполнена из строганных секторов, что повышает его надежность, а также качество огнеупорной футеровки, расположенной выше. В лещади и горне предусмотрены гладкие плитовые холодильники толщиной 160 мм с одним рядом охлаждающих трубок. В верхней части фурменной зоны и районе чугунных леток устанавливают холодильники толщиной 270 мм с двумя рядами трубок. Холодильники фурменной зоны выполняют из двух индивидуальных частей – верхней и нижней, что исключает переломы холодильников в узкой части. В заплечиках устанавливают ребристые холодильники толщиной 400 мм с залитым кирпичом и двумя рядами трубок. В кожухе фурменной зоны по опыту других доменных печей комбината устанавливают сварные бесфланцевые стальные амбразуры фурменных приборов, что обеспечивает надежность этого узла.

Рис. 2. Устройство чугунной летки: 1 – футляр; 2 – венчик; 3 – рама; 4 -легочный холодильник; 5 – кожух горна; 6 – канал летки; 7 – безводная легочная масса; 8 – каолиновая футеровка; 9 – накладной холодильник

Для продувки газопроводов природного газа, вдуваемого в горн печи, применяют некомпремированный азот, что позволяет уменьшить охлаждение горна печи при ее остановках и пуске, так как на разложение пара требуется тепло. Шахта примерно на 65% ее высоты и распар доменной печи № 5 оборудованы усовершенствованой комбинированной системой охлаждения, разработанной на комбинате. Охлаждение состоит из гладких плитовых холодильников толщиной 120 мм в сочетании с горизонтальными холодильниками толщиной 110 мм, установленных во внутренних амбразурах. Вертикальные холодильники шахты последнего ряда снабжены горизонтальными водоохлаждаемыми выступами длиной 670 мм, что создает сплошную опорную поверхность для опирания расположенной выше кладки. Несмотря на увеличение удельной поверхности охлаждения при использовании такой системы, благодаря рациональному газораспределению, достигнутому на мощной доменной печи с момента задувки, потери тепла на ней с охлаждающей водой, как показали исследования, выполненные ИЧМ (г. Днепропетровск), на 16-22% ниже по сравнению с доменными печами № 6 HЛMK и № 9 комбината “ К риворожсталь”, оборудованных плитовыми холодильниками с выступом.

Печь оборудована бесконусным загрузочным устройством (БЗУ) фирмы “Поль Вюрт”, Люксембург, имеющим возможность распределения материалов на колошнике с помощью вращающегося лотка по четырем вариантам: кольцевое, спиральное, секретное и точечное. Всего имеется угловых положений. Положения 1 и 2 -нерабочие; положение 10 можно использовать только в особых случаях, для подгрузки периферии. Частота вращения лотка при насыпании материалов постоянна и составляет 8 мин’1. Нижний шихтовый затвор промежуточного бункера имеет семь положений: пропускная способность загрузочного устройства составляет: максимально по коксу 0,8 м3/с, средняя по шихте 0,5-0,6 м3/с.

Полезный объем каждого шихтового бункера БЗУ увеличен до 80 м3, а максимальная масса материалов в бункере составляет до 200 т; длина распределительного вращающегося лотка увеличена до 5 м. Применен усовершенствованный способ охлаждения азотом редуктора вращения распределительного лотка в виде внутреннего коллектора. Увеличена мощность его приводов и повышена их эксплуатационная надежность. Предусмотрено подавление вредных выбросов из шихтовых бункеров при помощи азота – путем продувки бункеров внутрь печи (см.рис. 20), что позволило отказаться от строительства специальной газоочистки. Впервые загрузочное устройство оснащено центральным зондом с электроприводом для измерения уровня шихты по центру печи. Усовершенствована программа распределения материалов одной порции по угловым положениям лотка. В отличие от проектной схемы фирмы имеется возможность делить порцию на разные по массе части, что повышает гибкость управления распределением материалов по сечению колошника.

Колошниковое устройство доменной печи имеет характерные особенности. Во-первых, оно не имеет копра, а технологические и обслуживающие площадки опираются на вертикальные газоотводы. В результате освободилось пространство вокруг засыпного аппарата, что облегчило обслуживание оборудования, проведение осмотров и ремонтов конструкций. Во-вторых, благодаря взаимно перпендикулярному расположению конвейера и монтажной балки, открыт доступ крюкам крана монтажной балки к центру печи для обслуживания загрузочного устройства. Приемная воронка установлена на откатном мосту, при откатке которого открывается свободный доступ к загрузочному устройству.

Бункерная эстакада – двухрядная надземная. Все шихтовые материалы подаются в бункеры непрерывным конвейерным транспортом. Проектная структурная схема системы шихтоподачи доменной печи № 5 приведена на рис. 56. При загрузке части рудных материалов в смеси с коксом расположение материалов в бункерах изменяется. Бункеры кокса, агломерата и окатышей оборудуют грохотами типа ГСТ-62 с проектной производительностью 400 м3/ч. Компоненты шихты выдаются непосредственно на главный конвейер. Каждый шихтовой канал включает бункер, три грохота типа ГСТ-62 для отсева мелочи, бункерные весы полезным объемом 80 м3 с регулируемым затвором, те<псу-воронку для выдачи материалов на главный конвейер. Bcq весовые воронки снабжены тензодатчиками, обеспечивающими точность взвешивания ± 0,2%. Весовые воронки для железорудных материалов оборудованы электромеханическими, а также электромагнитными затворами. Электромагнитные затворы позволяют более строго выдерживать заданный расход железорудного материала при выдаче его из бункерных весов на главный конвейер. Для повышения точности взвешивания бункерные весы установлены на специальные виброплатформы, исключающие передачу вибраций от грохотов на бункерные весы.

Рис. 3. Схема шихтоподачи: А – агломерат; О – окатыши; К – кокс; Д – добавка; 1 – приемные бункеры; 2 – грохоты; 3 – весовые бункеры; 4 – электромагнитные устройства управления процессом выпуска шихтовых материалов; 5 – конвейеры отсева; 6 – главный доменный конвейер; 7 – питатели

По сравнению с каналами других типов шихтовый канал доменной печи № 5 обладает повышенной надежностью в работе. Увеличение объема единичной дозы материала до 80 м3 облегчает условия работы всего оборудования системы загрузки печи. Предусмотрено автоматическое формирование на главном конвейере порций железорудных материалов, состоящих из смеси доз агломерата и окатышей, а также возможность частичного смешивания рудных материалов с коксом. Подача шихтовых материалов от бункерной эстакады в приемные воронки загрузочного устройства производится конвейером, расположенным в наклонной галерее, который имеет следующие технические характеристики: производительность > 2000 м3/ч скорость ленты 2 м/с, ширина ленты 2000 мм, угол наклона ленты к горизонту 9° 46’, высота подъема материалов 76,6 м. Конвейер оборудован теплостойкой резинотроссовой лентой с разрывным условием 5000 кг на 1 см ширины ленты. Приводная станция конвейера расположена в торце бункерной эстакады и имеет четыре привода, из которых два рабочих мощностью 500 и 800 кВт и два резервных такой же мощности. Приводы конвейера имеют несколько вариантов подключения, что гарантирует высокую надежность в работе. Смазка приводов осуществляется двумя автоматическими станциями.

Наклонная часть конвейера размещается в металлической утепленной галерее, идущей от здания приводной станции до колошника печи. Диаметр галереи по сравнению с аналогичными галереями доменных печей № 9 комбината “Криворожсталь” и № 6 НЛМК увеличен на 400 мм и составляет 6400 мм. Это позволило увеличить площадь сечения нижнего его сегмента, используемого в качестве воздуховода приточной вентиляции и установить специальную тележку для обслуживания наклонной части конвейера.

Литейный двор мощной доменной печи имеет в плане форму правильного двадцатиугольника. Пролет рам литейного двора составляет по диагонали 80 м. Выпуск продуктов плавки производится через четыре чугунные летки. Предусмотрено четыре сквозных железнодорожных поставочных пути для уборки чугуна и два тупиковых – для хозяйственныхё нужд, один из которых служит для транспортировки пыли из пылеуловителя. Чугун разливается в передвижные миксеры вместимостью 600 т. Для обслуживания чугунных леток предусмотрены четыре электропушки УЗТМ типа ПЭ-0,35/125 и четыре машины на колонне для вскрытия леток.

Главные желоба Г-образной формы, их длина до скиммера составляет 13,0 м, ширина 3,0 м. Шлак от каждых двух леток собирается попарно и направляется в правую и левую установки придоменной грануляции шлака (см.рис. 18). Предусмотрена возможность приема продуктов плавки при одновременном выпуске чугуна из двух леток, расположенных диаметрально. Для механизации работ на литейном дворе установлены три кольцевых крана пролетом 22 м и грузоподъемностью 20/5 т с подъемно-поворотной консолью грузоподъемностью 5 т. Краны обслуживают желоба для выпуска чугуна и шлака, производят транспортировку сменных деталей и перемещаются вокруг печи в плане на 360 Остановка любого из кранов на ремонт или профилактический осмотр не препятствует высокопроизводительной работе печи, что имеет место при двух кранах.

На литейном дворе установлены четыре внутренние круглые колонны, воспринимающие нагрузку от кольцевого воздухопровода горячего дутья, внутренней кольцевой подкрановой балки, а также нагрузку от колошникового устройства печи при ремонтах. Колонны опираются на фундамент печи. Все кольцевые площадки для обслуживания доменной печи крепятся к этим колоннам. На отметке 32,8 м сооружена специальная площадка для укрупнительной сборки элементов кожуха и оборудования, позволяющая производить его замену крупными узлами массой до 400 т.

Конструкция рабочей площадки литейного двора выполнена с небольшим уклоном, что позволяет принимать напольные машины и автомобильный транспорт. Для заезда автомашин на литейный двор сооружена наклонная эстакада от автодороги вдоль цеха. Здание литейного двора выполняют шатрового типа. В его верхней части предусмотрен кольцевой аэрационный фонарь.

Блок воздухонагревателей состоит из четырех аппаратов с выносными камерами горения и раздельной подачей воздуха горения и газа. Воздух горения подается от специальной отдельно стоящей станции. Камеры горения воздухонагревателей оборудованы керамическими горелками. Футеровку воздухонагревателей выполняют в верхней части из динасовых огнеупоров, приготовленных по специальной технологии (малоразрыхлякнцийся высокообожженный), ниже высокоглиноземистых, каолиновых и шамотных огнеупоров. Насадку выполняют из шестигранных блоков, уложенных вперевязку. В качестве топлива используют чистый доменный газ с большой добавкой природного газа.

Воздухонагреватели выполняют с подвешенной камерой горения, что позволило отказаться от сложных в изготовлении и моло надежных в эксплуатации компенсаторов большого диаметра и точеных болтов с пружинными шайбами, устанавливаемых для погашения неуравновешенной силы от внутреннего давления. Кожух воздухонагревателей изготавливают из стали марки 09Г2С, при этом применяли новую конструкцию анкеров, позволившую выполнять дымовые борова большого диаметра непосредственно в массиве фундамента. Здание блока воздухонагревателей впервые выполнили без закрепления рам к их кожуху, что существенно улучшило условия эксплуатации агрегатов. Для футеровки воздухопроводов применили болыпемерные кирпичи, форма которых препятствует их выпаданию из общей кладки при эксплуатации. На прямом воздухопроводе горячего дутья установили компенсаторы, охлаждаемые холодным дутьем.

Выброс воздуха от воздушно-разгрузочного клапана производится в подземный глушитель, что значительно уменьшает шум печи при ее остановках. Дутье подается с электровоздуходувной станции, на которой установлены три осецентробежные двухступенчатые компрессорные машины. Производительность каждой машины составляет 5500 нм3/мин при давлении на машине 600 кПа. Предусмотрена система автоматического регулирования параметров компрессоров с их контролируемым разгоном в периоды наполнения очередного устанавливаемого на дутье воздухонагревателя, что обеспечивает стабилизацию параметров дутья, вдуваемого в печь, с ограничением падения его давления в воздухопроводе горячего дутья не более 0,01 МПа.

Отличительной особенностью установок придоменной грануляции шлака является применение новой улучшенной конструкции грану-лятора и шлакового эрлифта, оснащенного сепаратором, обеспечивающим повышение производительности эрлифта и снижение расхода сжатого воздуха. В связи с повышенной коррозийной способностью парогазовой смеси, выделяющейся при грануляции шлака, предусмотрены специальные меры по защите строительных конструкций с использованием в отдельных случаях нержавеющих сталей.

Впервые в СССР на доменной печи № 5 для транспортировки чугуна применили мощные 600-т передвижной миксеры. Габариты кожуха: длина по осям автосцепок 40400 мм, ширина 3455 мм, высота 4677 мм; максимальная скорость передвижения 10 км/ч; ширина колеи 1520 мм, максимальный уклон 10 радиус вписания минимальный: по кривой линии 120 м, по S-образной 250 м; число осей 24; скорость наклона от 0,02 до 0,5 об/мин, мощность электродвигателя – 34 кВт. Применение большегрузных передвижных миксеров позволило усреднять практически весь чугун на выпуске, а также значительно в большей мере сохранять его физический нагрев. Осуществлен комплекс мероприятий по улучшению условий труда, защите воздушного и водного бассейнов.

В состав комплекса доменной печи № 5 входят вытяжные станции (ЦВС) и одна приточная станция (ЦПС). ЦВС-1 предназначена для отсоса пыли и газов, образующихся на литейном дворе доменной печи при выпуске чугуна и шлака, а ЦВС-2 – для отсоса пыли и аспираци-онного воздуха из-под укрытий технологического оборудования бункерной эстакады, надбункерной галереи, перегрузочных узлов и галерей. Каждая ЦВС имеет свою самостоятельную группу электрофильтров; уборка уловленной пыли сухая.

ЦПС предназначена для снабжения приточным воздухом и для стопления объектов центрального узла доменной печи, бункерной эстакады и комплекса шихтоподачи района бункерной эстакады. Приточный воздух очищается и подогревается,а для особо ответственных потребителей центрального узла подвергается дополнительной подготовке в станции кондиционирования. Для защиты воздушного бассейн на от загрязнения доменным газом и колошниковой пылью дополнительно предусмотрены предотвращение выбросов запыленных газов из загрузочного устройства при загрузке 1пихты в печь; полное использование чистого доменного газа при минимальном ожи-гании на свече. Исключение утечки из печи газа и пыли в атмосферу обеспечивается герметизацией конструкций, рассчитанных на работу с высоким Давлением газа на колошнике.

Для защиты водного бассейна комплекс доменной печи № 5 оснащен следующими замкнутыми оборотными циклами: водоснабжения для охлаждения собственно доменной печи и клапанов ее воздухонагревателей; водоснабжения тонкой газоочистки газа доменного; водоснабжения установок придоменной грануляции шлака; шламовых стоков бункерной эстакады и системы шихтоподачи; чистой воды, поступающей в станцию кондиционирования воздуха, станцию подачи воздуха горения, здания приводной станции, ЦВС и ЦПС для охлаждения двигателей и других целей. Новизна и прогрессивность проектно-конструкторских разработок и принятых технических решений обеспечили высокую эксплуатационную надежность крупнейшего чугуноплавильного агрегата.


Читать далее:



Статьи по теме:


Реклама:




Главная → Справочник → Статьи → БлогФорум