RU2109819C1 - Blast-furnace charging apparatus - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy. SUBSTANCE: charging apparatus has truncated cone with opening it its top and suspended from hollow bar. Installed under truncated cone base is funnel. Internal hollow of cone generator has bowl with additional cone suspended from bar passed through hole of hollow bar. Truncated cone base comes in contact with bowl and forms lower gas seal together with bowl and additional cone. Installed also above opening of truncated cone is funnel with round discharge opening located coaxially with respect to bar axis. Installed above funnel are receiving funnels with gas cutoff valves which form upper gas seal. The apparatus may supply the charge uniformly over the circumference, separately to axial, periphery and intermediate zones of furnace top, and may charge the charge uniformly over circumference and radius onto axial and intermediate zones of furnace top. In addition, the apparatus monitors the level of charging of the top furnace axial zone. EFFECT: higher efficiency. 3 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к металлургии и может быть применено на доменной печи. The invention relates to metallurgy and can be applied on a blast furnace.

Известен засыпной аппарат доменной печи [1], который содержит нижний и верхний конусы и газоотсекающие клапаны. Отличительная особенность этого устройства в том, что нижний конус установлен с зазором относительно выпускного отверстия чаши и может становиться своим основанием как на уровне выпускного отверстия, так и выше и ниже его. Known charge apparatus blast furnace [1], which contains the lower and upper cones and gas shut-off valves. A distinctive feature of this device is that the lower cone is installed with a gap relative to the outlet of the bowl and can become its base both at the level of the outlet and above and below it.

В данном устройстве изменением положения нижнего конуса относительно выпускного отверстия достигается подача шихтового материала на требуемый участок поверхности колошниковой зоны печи. In this device, by changing the position of the lower cone relative to the outlet, feed material is supplied to the desired surface area of the furnace top zone.

Однако нижний конус с чашей не создает газовый затвор. Поэтому для предотвращения выброса газа в атмосферу, когда открыт газоотсекающий клапан, дополнительно установлен верхний конус, что приводит к нежелательному увеличению высоты и материалоемкости доменной печи, количества оборудования и затрат. However, the lower cone with the bowl does not create a gas shutter. Therefore, to prevent the release of gas into the atmosphere when the gas-cutting valve is open, an upper cone is additionally installed, which leads to an undesirable increase in the height and material consumption of the blast furnace, the amount of equipment and costs.

Наиболее близким по конструктивному решению к предлагаемому устройству является засыпной аппарат доменной печи [2], содержащий усеченный конус, подвешенный на штанге и контактирующий своим основанием с чашей, а верхней частью с дополнительным конусом, подвешенным на полой штанге и образующим нижний газовый затвор, малый конус, подвешенный на полой штанге, контактирующий с вращающейся воронкой и образующий верхний газовый затвор. The closest structural solution to the proposed device is the filling apparatus of the blast furnace [2], containing a truncated cone suspended on a rod and in contact with its base with a bowl, and the upper part with an additional cone suspended on a hollow rod and forming a lower gas shutter, a small cone suspended on a hollow rod in contact with a rotating funnel and forming an upper gas shutter.

Эта конструкция значительно расширяет степень управления радиальным потоком газа в доменной печи. This design greatly expands the degree of control of radial gas flow in a blast furnace.

Однако ссыпающаяся с дополнительного конуса шихта пересекает металлоконструкции крепления усеченного конуса с его штангой, что ведет к образованию разрыхленных зон в столбе шихтовых материалов и в конечном итоге к образованию нежелательных устойчивых каналов. К тому же этот аппарат не может подавать шихту в осевую зону колошника печи, что приводит к образованию воронки и зон с различной плотностью и различной газопроницаемостью. Зоны различной плотности возникают из-за того, что периферийные и промежуточные слои формируются падающей шихтой, а слои осевшей зоны - скатывающейся шихтой, состоящей из наиболее крупных кусков. Необходимо отметить, еще то, что шихта с отверстия усеченного конуса ссыпается в промежуточную зону концентрированно и создает на поверхности колошника большой гребень по окружности, увеличивая неравномерность распределения шихтового материала и газового потока в ней. Кроме того, эта конструкция дорогостоящая в изготовлении, установке и эксплуатации из-за наличия вращающейся воронки, имеющей очень большие и быстроизнашиваемые сальниковые уплотнения и привод для вращения с большими конструкциями для установки его. However, the charge falling from the additional cone crosses the metal structures of the fastening of the truncated cone with its bar, which leads to the formation of loosened zones in the column of charge materials and ultimately to the formation of undesirable stable channels. In addition, this apparatus cannot feed the mixture into the axial zone of the furnace top, which leads to the formation of funnels and zones with different densities and different gas permeabilities. Zones of different densities arise due to the fact that the peripheral and intermediate layers are formed by the falling charge, and the layers of the settled zone are formed by the rolling charge, consisting of the largest pieces. It should be noted that the mixture from the opening of the truncated cone is poured into the intermediate zone concentratedly and creates a large ridge on the circumference of the top of the furnace top, increasing the uneven distribution of the charge material and the gas flow in it. In addition, this design is expensive to manufacture, install and operate due to the presence of a rotating funnel having very large and wearing glands and a rotary drive with large structures for installing it.

Технический результат от использования изобретения заключается в создании конструкции, обеспечивающей более широкий диапазон регулирования распределения шихты по радиусу колошника и более равномерную газопроницаемость в шихтовом материале путем подачи шихты в осевую, периферийную и промежуточную зоны колошника и контроля уровня засыпки осевой зоны печи. The technical result from the use of the invention is to create a design that provides a wider range of regulation of the distribution of the charge along the radius of the top and a more uniform gas permeability in the charge material by feeding the charge into the axial, peripheral and intermediate zones of the top and controlling the level of filling the axial zone of the furnace.

Для решения поставленной задачи устройство содержит последовательно расположенные приемные воронки, газовые затворы, нижний из которых содержит подвешенный на штанге усеченный конус с отверстием в вершине, образующий газовый затвор с чашей и дополнительным конусом, также подвешенным на штанге, при этом усеченный конус снабжен воронкой, расположенной под его отверстием, а штанга усеченного конуса выполнена полой и сквозь нее пропущена штанга дополнительного конуса. Над отверстием усеченного конуса также установлена воронка. В полости усеченного конуса установлена чаша, контактирующая с дополнительным конусом. To solve this problem, the device contains successively arranged receiving funnels, gas locks, the lower of which contains a truncated cone suspended on the rod with an aperture at the top, forming a gas shutter with a bowl and an additional cone also suspended on the rod, while the truncated cone is equipped with a funnel located under its hole, and the truncated cone rod is hollow and the additional cone rod is passed through it. A funnel is also installed above the opening of the truncated cone. A bowl is mounted in the cavity of the truncated cone in contact with the additional cone.

В разработанном техническом решении металлоконструкции, связывающие нижний конус со штангой, расположены над дополнительным конусом. Поэтому ссыпающаяся шихта с дополнительного конуса не пересекает металлоконструкции и не образуются разрыхленные зоны в столбе шихтовых материалов. К тому же разработанная конструкция подает шихту кроме периферийной и промежуточной зон еще и в осевую зону колошника и рассредотачивает шихту при подаче в периферийную зону, предотвращая образование гребня. Это расширяет диапазон регулирования распределения шихтового материала по радиусу колошника, исключает образование воронки и отделение крупной фракции шихты от мелкой и обеспечивает более равномерную газопроницаемость шихтового материала. In the developed technical solution, the metal structures connecting the lower cone with the bar are located above the additional cone. Therefore, the mixture being poured from an additional cone does not cross the metal structures and loosened zones are not formed in the column of charge materials. In addition, the developed design feeds the charge, in addition to the peripheral and intermediate zones, to the axial zone of the top and disperses the charge when feeding to the peripheral zone, preventing the formation of a ridge. This extends the range of regulation of the distribution of the charge material along the radius of the top, eliminates the formation of a funnel and the separation of a large fraction of the charge from the fine and provides a more uniform gas permeability of the charge material.

Преимущество разработанной конструкции еще и в том, что дополнительный конус может опускаться на шихту и контролировать уровень засыпки осевой зоны колошника, а также в том, что поставленная задача в разработанной конструкции реализуется без дорогостоящего вращающего распределителя шихты. The advantage of the developed design is that an additional cone can be lowered onto the charge and control the level of filling the axial zone of the top of the furnace, and also that the task in the developed design is realized without an expensive rotating charge distributor.

На фиг.1 показан засыпной механизм доменной печи; на фиг.2 - узел усеченного конуса с дополнительным конусом; на фиг.3 - вариант разработанной конструкции засыпного аппарата доменной печи; на фиг. 4-6 показано положение конусов засыпного аппарата доменной печи в момент подачи шихты в осевую, периферийную и промежуточную зоны колошника. Figure 1 shows the filling mechanism of a blast furnace; figure 2 - node truncated cone with an additional cone; figure 3 is a variant of the developed design of the filling apparatus of the blast furnace; in FIG. 4-6 shows the position of the cones of the charge apparatus of the blast furnace at the time of feeding the charge into the axial, peripheral and intermediate zones of the top.

Засыпной аппарат доменной печи содержит нижний и верхний газовые затворы. Нижний газовый затвор состоит из усеченного конуса 1 (фиг.1, 2) с отверстием 2 в вершине, с ребрами 3, расположенными вдоль образующей конуса и соединенными в верхней части с образованием втулки 4, распложенной над отверстием 2 и прикрепленной к полой штанге 5. У основания усеченного конуса 1 установлена воронка 6. Во внутренней полости образующей усеченного конуса 1 выполнена чаша 7 и установлен дополнительный конус 8, подвешенный на штанге 9, пропущенной через отверстие полой штанги 5. Чаша 7 в контакте с основанием дополнительного конуса 8 образует газовый затвор и емкость для шихты. Основание Б дополнительного конуса 8 выполнено сплошным, при этом его диаметр D меньше диаметра Ф выпускного отверстия воронки 6 на 100-200 мм. Усеченный конус 1 (фиг.1) в контакте с чашей 10 образует газовый затвор и емкость для шихты. The blast furnace filling apparatus contains lower and upper gas gates. The lower gas shutter consists of a truncated cone 1 (Fig. 1, 2) with a hole 2 at the top, with ribs 3 located along the generatrix of the cone and connected in the upper part to form a sleeve 4 located above the hole 2 and attached to the hollow rod 5. A funnel 6 is installed at the base of the truncated cone 1. In the inner cavity of the generatrix of the truncated cone 1, a bowl 7 is made and an additional cone 8 is mounted, suspended on a rod 9, passed through the hole of the hollow rod 5. A bowl 7 is formed in contact with the base of the additional cone 8 t gas lock and capacity for the charge. The base B of the additional cone 8 is made continuous, while its diameter D is less than 100-200 mm in diameter D of the outlet of the funnel 6. The truncated cone 1 (Fig. 1) in contact with the bowl 10 forms a gas shutter and a capacity for the charge.

Верхний газовый затвор состоит из газоотсекающих клапанов 11 и 12, которые смонтированы под приемными воронками 13 и 14. Над усеченным конусом 1 установлена воронка 15 с круглым выпускным отверстием 16 диаметром 600-1200 мм. Причем воронка 15 установлена так, чтобы ось ее отверстия 16 совпала с осью усеченного конуса 1 и его штанги 5. На полую штангу 5 надето сальниковое устройство 17. Диаметр отверстия 2 больше отверстия 16. Засыпной аппарат доменной печи с другим вариантом конструкции верхнего газового затвора состоит из малого конуса 18 (фиг.3), подвешенного на штанге 19, выполненной полой, и контактирующего с чашей 20, установленной под приемными воронками 21 и 22. Через отверстие полой штанги 19 пропущена полая штанга 5 усеченного конуса 1. The upper gas shutter consists of gas-cutting valves 11 and 12, which are mounted under the receiving funnels 13 and 14. Above the truncated cone 1, a funnel 15 with a round outlet 16 with a diameter of 600-1200 mm is installed. Moreover, the funnel 15 is installed so that the axis of its opening 16 coincides with the axis of the truncated cone 1 and its rod 5. A packing device 17 is put on the hollow rod 5. The diameter of the opening 2 is larger than the opening 16. The filling apparatus of the blast furnace with another design of the upper gas shutter consists of from a small cone 18 (Fig. 3) suspended on a hollow rod 19 and in contact with a bowl 20 installed under the receiving funnels 21 and 22. A hollow rod 5 of a truncated cone 1 is passed through the hole of the hollow rod 19.

Засыпной аппарат доменной печи работает следующим образом. The filling apparatus of the blast furnace operates as follows.

При поднятых конусах 1 и 8 (фиг.1) до упора в чаши 7 и 10 открывается газоотсекающий клапан 11. Шихта 23 поступает из приемной воронки 13 в воронку 15 и далее через выпускное отверстие 16 и отверстие 2 усеченного конуса 1, заполняет емкость, образованную чашей 7 и конусом 8. После заполнения упомянутой емкости поступающая еще шихта 23 заполняет пространство, ограниченное усеченным конусом 1 и чашей 10. When the cones 1 and 8 are raised (Fig. 1), the gas-cutting valve 11 opens completely into the bowls 7 and 10. The charge 23 enters from the receiving funnel 13 into the funnel 15 and then through the outlet 16 and the opening 2 of the truncated cone 1, fills the container formed bowl 7 and a cone 8. After filling the mentioned capacity, the incoming charge 23 fills the space limited by the truncated cone 1 and the bowl 10.

Для подачи шихты 23 (фиг.4) в осевую зону печи при закрытых газоотсекающих клапанах 11 и 12 и усеченном конусе 1 опускается дополнительный конус 8 и останавливается над выпускным отверстием Ф воронки 6. Шихта 23, ссыпаясь с конуса 8, попадает в воронку 6 и изменяя направление через выпускное отверстие Ф попадает в осевую зону печи. Для подачи шихты 23 в периферийную зону опускается усеченный конус 1 (фиг.5). Для подачи шихты 23 в промежуточную зону дополнительный конус 8 (фиг.6) опускается без остановки под выпускное отверстие Ф воронки 6. При этом по мере снижения дополнительного конуса 8 изменяется зона падения шихты на колошник в сторону удаления от оси, так как увеличивается скорость потока шихты, сходящего с поверхности дополнительного конуса 8. Если опускать дополнительный конус 8 под выпускное отверстие Ф воронки 6 за время, равное длительности ссыпания с него шихты, то шихта будет поступать на колошник непрерывно и равномерно по окружности в осевую и промежуточную зону. Для замера уровня засыпи осевой зоны колошника дополнительный конус 8 опускается до соприкосновения с шихтой. To feed the charge 23 (Fig. 4) into the axial zone of the furnace with the gas cut-off valves 11 and 12 closed and the truncated cone 1, the additional cone 8 is lowered and stops above the outlet F of the funnel 6. The mixture 23, falling from the cone 8, enters the funnel 6 and changing direction through the outlet f gets into the axial zone of the furnace. To feed the mixture 23 into the peripheral zone, a truncated cone 1 is lowered (Fig. 5). To feed the charge 23 into the intermediate zone, the additional cone 8 (Fig.6) is lowered without stopping under the outlet F of the funnel 6. In this case, as the additional cone 8 decreases, the zone of the charge falling onto the top changes to the side away from the axis, since the flow rate charge descending from the surface of the additional cone 8. If you lower the additional cone 8 under the outlet F of the funnel 6 for a time equal to the duration of pouring the charge from it, the charge will flow to the top continuously and uniformly around the circumference in the axial and intermediate zone. To measure the level of mound of the axial zone of the top top, an additional cone 8 is lowered to contact with the charge.

Засыпной аппарат с вариантом конструкции верхнего газового затвора работает следующим образом. The filling apparatus with a design variant of the upper gas shutter operates as follows.

Шихта 23 (фиг.3) поступает из приемной воронки 21 в чашу 20 и далее, при опущенном малом конусе 18 поступает в воронку 15. Подача шихты в осевую, периферийную и промежуточную зону осуществляется так же, как было отмечено в предыдущем основном варианте. The charge 23 (Fig. 3) enters from the receiving funnel 21 into the bowl 20 and then, with the small cone 18 lowered, enters the funnel 15. The charge is supplied to the axial, peripheral and intermediate zones in the same way as was noted in the previous main version.

Предлагаемое техническое решение по сравнению с прототипом позволяет при незначительных затратах на проектирование, изготовление и установку модернизировать ныне действующие засыпные аппараты и улучшить показатели работы доменных печей и, в частности, снизить расход кокса на 10-15 кг на тонну выплавляемого чугуна и эксплуатационные затраты. Расход кокса снизится из-за того, что разработанная конструкция может однозначно загружать центр колошника требуемым количеством кокса и увеличить диапазон регулирования распределения шихты по радиусу колошника. Эксплуатационные затраты уменьшатся в связи с повышением долговечности засыпного аппарата и уменьшением затрат на его ремонт, а также за счет уменьшения расхода электроэнергии, так как разработанный аппарат может работать без дорогостоящего в изготовлении и эксплуатации вращающего распределителя шихты. The proposed technical solution, compared with the prototype, allows for low costs for the design, manufacture and installation to modernize the existing filling machines and improve the performance of blast furnaces and, in particular, to reduce coke consumption by 10-15 kg per ton of cast iron and operating costs. Coke consumption will decrease due to the fact that the developed design can uniquely load the center of the top with the required amount of coke and increase the range of regulation of the distribution of the charge along the radius of the top. Operational costs will decrease due to an increase in the durability of the filling apparatus and a decrease in the cost of its repair, as well as due to a reduction in energy consumption, since the developed apparatus can operate without a rotational charge distributor that is expensive to manufacture and operate.

Claims (3)

1. Засыпной аппарат доменной печи, включающий последовательно расположенные газовые затворы, нижний из которых содержит подвешенный на штанге усеченный конус с отверстием в вершине, образующий газовый затвор с чашей и дополнительным конусом, также подвешенным на штанге, отличающийся тем, что усеченный конус снабжен воронкой, расположенной под его отверстием, а штанга усеченного конуса выполнена полой и сквозь нее пропущена штанга дополнительного конуса. 1. The filling apparatus of the blast furnace, which includes gas shutters in series, the lower of which contains a truncated cone suspended on the rod with a hole in the apex, forming a gas shutter with a bowl and an additional cone, also suspended on the rod, characterized in that the truncated cone is equipped with a funnel, located under its hole, and the truncated cone rod is hollow and an additional cone rod is passed through it. 2. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что над отверстием усеченного конуса также установлена воронка. 2. The apparatus according to claim 1, characterized in that a funnel is also installed above the opening of the truncated cone. 3. Аппарат по п.1, отличающийся тем, что в полости усеченного конуса установлена чаша, контактирующая с дополнительным конусом. 3. The apparatus according to claim 1, characterized in that in the cavity of the truncated cone there is a bowl in contact with the additional cone.

Images