RU2118373C1 - Blast furnace charging apparatus - Google Patents

Abstract

FIELD: ferrous metallurgy, namely equipment for charging blast furnaces. SUBSTANCE: apparatus includes arranged successively along furnace axis intermediate hopper with double-cone gas closure, intermediate funnel with unit arranged inside it and designed for rotating rotary distributor placed under furnace crown, cone guiding funnel placed under outlet opening of intermediate funnel and joined through suspended brackets with drive mechanisms for hoisting it vertically. Movable funnel allows to quickly eliminate possible breakdown of furnace due to increased non-uniformity of charging material to predetermined point of surface of burden on furnace top. Such apparatus enhances efficiency of furnace by 2.2% and lowers coke consumption by 4%. EFFECT: enhanced efficiency . 1 dwg

Description

Известно загрузочное устройство доменной печи, содержащее приемный бункер, накопительный бункер, газовый затвор клапанного типа и распределительный орган в виде вращающегося и качающегося лотка-желоба. [1] Патент Германии DE 2320532. Known boot device blast furnace containing a receiving hopper, a storage hopper, a gas valve type valve and a distribution body in the form of a rotating and swinging tray-gutter. [1] German Patent DE 2320532.

Известно также - загрузочное устройство доменной печи, которое отличается от вышеупомянутого тем, что распределительный орган выполнен в виде вращающегося диска [2] (A). Тарасов В.Н. Загрузочное устройств шахтных печей. - М.: Металлургия, 1974, с.228-230. It is also known - the boot device of the blast furnace, which differs from the above in that the distribution body is made in the form of a rotating disk [2] (A). Tarasov V.N. Loading devices of shaft furnaces. - M .: Metallurgy, 1974, p. 228-230.

Данные загрузочные устройства обеспечивают равномерное распределение шихтовых материалов за цикл загрузки печи для формирования заданного профиля с учетом скоростей схода и физико-химических свойств шихты при распределении рудных нагрузок по радиусу колошника в широком диапазоне. These loading devices ensure uniform distribution of charge materials during the furnace loading cycle to form a predetermined profile, taking into account the vanishing rates and physicochemical properties of the charge when distributing ore loads over the top radius over a wide range.

Однако эти устройства имеют высокую капиталоемкость и недостаточную надежность при эксплуатации. However, these devices have high capital intensity and insufficient reliability during operation.

Известно также загрузочное устройство доменной печи, содержащее последовательно размещенные на оси печи приемный бункер, вращающийся распределитель, промежуточный бункер с двухконусным газовым затвором, промежуточную воронку с размещенным в ней приводным устройством для вращения роторного распределительного органа, размещенного под куполом печи [3] (з) (прототип). Патент РФ N 2067792 кл. C 32 B 7/20 от 29.09.1994 г. A blast furnace loading device is also known, which contains a receiving hopper, a rotary distributor, an intermediate hopper with a double-cone gas shutter, an intermediate funnel with a drive unit for rotating the rotary distributor located under the furnace dome [3] (h) (prototype). RF patent N 2067792 class. C 32 B 7/20 dated 09/29/1994

Недостатком известного устройства является то, что при точечной загрузке для устранения канального хода печи неравномерность в заданной точке не превышает 14-15%, что увеличивает время регулирования хода печи и быстроту воздействия регулировки на ход печи, что в свою очередь приводит к снижению производительности печи и повышению расхода кокса при длительных расстройствах печи. A disadvantage of the known device is that with point loading, to eliminate the channel path of the furnace, the unevenness at a given point does not exceed 14-15%, which increases the time to regulate the course of the furnace and the speed of the adjustment on the course of the furnace, which in turn leads to a decrease in furnace productivity and increased coke consumption during prolonged furnace breakdowns.

Целью предложенного устройства является повышение производительности печи и снижения расхода кокса за счет быстрого устранения возможных расстройств хода печи. Указанная цель достигается тем, что предложенное устройство обеспечивает плавное регулирование радиуса укладки материала на колошнике за счет изменения динамики движения шихты, при которой изменяется начальная скорость потока материала и его количества, поступающего на определенный сектор рабочей поверхности вращающегося распределительного органа, т.е. в определенных пределах обеспечивается возможность регулирования радиуса укладки материала ("растяжка гребня") на колошнике доменной печи без изменения скорости вращения распределителя. Таким образом, предложенное устройство позволяет производить загрузку доменной печи в зависимости от ее хода в режимах, характеризующихся наиболее оптимальным распределением материалов пори сохранении требуемой производительности. При нормальном ходе доменной печи устанавливается максимально возможная длительность времени загрузки каждой порции шихты, что позволяет уложить максимальное количество замкнутых витков материала на колошнике при заданной неравномерности в процессе коррекции, что снижает затраты времени на регулирование хода печи. The purpose of the proposed device is to increase the productivity of the furnace and reduce the consumption of coke by quickly eliminating possible disturbances in the course of the furnace. This goal is achieved by the fact that the proposed device provides smooth control of the radius of laying material on the top due to changes in the dynamics of the charge, at which the initial flow rate of the material and its quantity entering a certain sector of the working surface of the rotating distribution body changes, i.e. within certain limits, it is possible to control the radius of laying the material ("extension of the ridge") on the top of the blast furnace without changing the speed of rotation of the distributor. Thus, the proposed device allows you to load a blast furnace depending on its progress in the modes characterized by the most optimal distribution of materials while maintaining the required performance. In the normal course of the blast furnace, the maximum possible duration of the loading time of each portion of the charge is established, which allows you to put the maximum number of closed turns of material on the top at a given unevenness in the correction process, which reduces the time spent on regulating the course of the furnace.

Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "новизна". Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежной областях техники и, следовательно, обеспечивают заявленному решению соответствие критерию изобретения "существенные отличия". These differences allow us to conclude that the claimed technical solution meets the criterion of "novelty." Signs that distinguish the claimed technical solution from the prototype are not identified in other technical solutions in the study of this and related fields of technology and, therefore, provide the claimed solution with the criteria of the invention "significant differences".

Вариант осуществления заявляемого устройства загрузки доменной печи поясняется разрезом нижней части распределительного устройства (рис. 1). An embodiment of the inventive blast furnace loading device is illustrated by a section of the lower part of the distribution device (Fig. 1).

Устройство для загрузки доменной печи содержит вращающийся распределительный орган 1, связанный с приводом 2, установленным в камере 3, закрепленной посредством полых балок 4 в полости промежуточной воронки 5, в верхней части которой размещен нижний корпус 5 газового затвора промежуточного бункера 7. Под выпускным отверстием промежуточной воронки 5 установлена конусная направляющая воронка 8, соединенная через подвесные кронштейны 9 с вертикальными приводами 10 подъема воронки 8, размещенные на куполе доменной печи 11 по его окружности. Разъем между воронками 5 и 8 закрыт заслонками 12, шарнирно закрепленными на образующей воронке 5. Между вращающимся распределителем 1 и заслонками 12 размещена конусная сборная воронка 13. A blast furnace loading device comprises a rotary distributor 1 connected to a drive 2 mounted in a chamber 3 fixed by means of hollow beams 4 in the cavity of the intermediate funnel 5, in the upper part of which there is a lower body 5 of the gas shutter of the intermediate hopper 7. Under the outlet of the intermediate funnels 5 a conical guide funnel 8 is installed, connected through the hanging brackets 9 with vertical drives 10 for lifting the funnels 8, placed on the dome of the blast furnace 11 around its circumference. The connector between the funnels 5 and 8 is closed by shutters 12 pivotally mounted on the generating funnel 5. Between the rotary distributor 1 and the shutters 12 there is a conical assembly funnel 13.

Загрузка доменной печи осуществляется следующим образом. Диапазон вертикальных перемещений направляющей воронки 8 делится на три ступени. Первая ступень является основной и реализуется при нормальном ходе доменной печи и радиальном регулировании распределения материалов на колошнике за счет изменения скорости вращения распределителя. Для обеспечения максимальной эффективности использования этой ступени установочная высота "а" между воронкой 8 и распределителем 1 выбирается минимальной при сохранении условий номинальной производительности доменной печи, ликвидация кострения и истирания материалов. Минимальная установочная высота воронки "а" характеризуется также минимальным значением производительности вращающегося распределителя шихты, т. е. максимальным временем укладки каждой порции шихты, в течение которого на колошнике укладывается также максимальное количество замкнутых колец или витков материала. Установочный размер "а" первой ступени для доменной печи объемом 1000-5000 куб. м выбирается в пределах от 600 до 950 мм. Вторая ступень загрузки доменной печи реализуется установкой выпускного отверстия направляющей воронки 8 с угловым смещением, перекосом относительно плоскости вращения распределителя шихты 1 при сохранении начальной установочной высоты "а" воронки 8 в требуемом секторе распределителя 1. Подъем воронки 8 производится через кронштейны 9 приводами 10, расположенными в плане через 120 градусов на куполе доменной печи 11 (или группы приводов, расположенных через 60-90 градусов). Неравномерное увеличение установочной высоты воронки 78 относительно распределителя 1 определяет неравномерное увеличение производительности секторов распределителя 1. При этом максимальное значение высоты "а" ориентируется с учетом скорости вращения распределителя на сектор колошника, характеризующийся признаками максимального значения перекоса уровня засыпи или канального хода доменной плавки. Третья ступень загрузки доменной печи осуществляется при установке направляющей воронки 8 в крайнее верхнее положение без ее перекоса относительно плоскости вращения распределителя 1. Предел увеличения установочной величины "а" в этом случае характеризуется условием сохранения подпора в выходящем из воронки 8 потоке материала, стабилизирующем его истечение и устраняющего условия сегрегации материала. Наличие подпора в потоке материала определяется временем его истечения, граничным значением которого является порог нечувствительности времени истечения к увеличению высоты "а". Третья ступень загрузки доменной печи назначается в случаях работы систем шихтоподачи в режиме догона меры уровня засыпи на колошнике. Эта ступень характеризуется значительным увеличением производительности загрузки при относительном снижении качества окружного распределения материала на колошнике. При опускании нижнего конуса 6 шихтовый материал, поступающий из промежуточного бункера 7, проходит через каналы, образованные полыми балками 4, установленными в промежуточной воронке 5, и поступает через направляющую воронку 8 на предварительно разогнанный до требуемой скорости распределитель 1, привод которого размещается в герметичной камере 3. Просыпь материала, появляющаяся при перемещениях воронки 8 относительно заслонок 12 направляется на вращающийся распределитель 1 по сборной воронке 13. Разность установочных размеров "а" воронки 8 для реализации предлагаемого способа загрузки доменной печи неравномерности засыпи при второй ступени загрузки достигает 20-25% от общей массы каждой порции шихтового материала. Соответственно при реализации третьей ступени загрузки параллельный подъем воронки 8 приводами 10 на 120-150 мм выражается в приросте общей производительности распределителя шихты в пределах 15-20%, что обеспечивает ускоренный режим подачи шихты на колошник доменной печи. Осуществление первой ступени загрузки доменной печи характеризуется качеством окружного распределения материала с параметрами неравномерности кольцевой засыпи в пределах от 2% до 7% по массе и 4-11% по фракционному составу в зависимости от скорости вращения распределителя 1. При одновременном применении первой и третьей ступеней возможен вариант загрузки доменной печи с изменением радиуса укладки материала на колошнике без изменения скорости вращения распределителя 1. В этом варианте загрузки доменной печи, например, объемом 300 куб.м растяжка гребня кольцевой засыпи материала на колошнике за счет изменения высоты установки воронки 8 во время выпуска шихты, т.е. за счет увеличения начальной скорости движения потока шихты на 15% при его входе на распределитель 1 составляет, например, 200 мм при изменении высоты "а" на 80 мм при скорости вращения распределителя 10 об/мин. Возможны также комбинации степеней загрузки, включающие как равномерное, так и целенаправленное неравномерное распределение шихтовых материалов на колошнике доменной печи. Download blast furnace as follows. The range of vertical movements of the guide funnel 8 is divided into three steps. The first stage is the main one and is implemented during the normal course of the blast furnace and the radial regulation of the distribution of materials on the top due to changes in the speed of rotation of the distributor. To ensure maximum efficiency in the use of this stage, the installation height "a" between the funnel 8 and the distributor 1 is chosen to be minimal, while maintaining the conditions of the nominal productivity of the blast furnace, elimination of fire and abrasion of materials. The minimum installation height of the funnel "a" is also characterized by the minimum value of the productivity of the rotating charge distributor, that is, the maximum laying time of each portion of the charge, during which the maximum number of closed rings or turns of material is laid on the top. Installation size "a" of the first stage for a blast furnace with a volume of 1000-5000 cubic meters. m is selected in the range from 600 to 950 mm. The second stage of the blast furnace loading is realized by installing the outlet of the guide funnel 8 with an angular offset, skewed relative to the plane of rotation of the charge distributor 1 while maintaining the initial installation height "a" of the funnel 8 in the desired sector of the distributor 1. The funnel 8 is lifted through the brackets 9 by the drives 10 located in the plan through 120 degrees on the dome of the blast furnace 11 (or a group of drives located after 60-90 degrees). An uneven increase in the installation height of the funnel 78 relative to the distributor 1 determines an uneven increase in the productivity of the sectors of the distributor 1. In this case, the maximum value of the height "a" is oriented taking into account the speed of rotation of the distributor to the top sector, characterized by signs of the maximum value of the skew level of the bed or channel passage of the blast furnace. The third step of loading the blast furnace is carried out when the guide funnel 8 is installed in its highest position without its skew relative to the plane of rotation of the distributor 1. In this case, the limit for the increase in the setting value "a" is characterized by the condition of maintaining the backwater in the material flow coming out of the funnel 8, stabilizing its outflow and eliminating the segregation of the material. The presence of backwater in the material flow is determined by the time of its expiration, the boundary value of which is the threshold of insensitivity of the expiration time to increase the height "a". The third stage of blast furnace loading is assigned in cases of operation of charge supply systems in the catch-up mode, measures the level of mound on the top. This step is characterized by a significant increase in loading performance with a relative decrease in the quality of the circumferential distribution of material on the top. When lowering the lower cone 6, the charge material coming from the intermediate hopper 7 passes through the channels formed by the hollow beams 4 installed in the intermediate funnel 5 and enters through the guide funnel 8 to the distributor 1, which is previously accelerated to the required speed, and whose drive is placed in a sealed chamber 3. A spill of material that appears when the funnel 8 moves relative to the shutters 12 is directed to the rotary distributor 1 along the prefabricated funnel 13. The difference in the installation dimensions "a" of the funnel 8 To implement the present process blast furnace charging unevenness of the grist at a second stage load reaches 20-25% of the total weight of each batch of charge material. Accordingly, when implementing the third stage of loading, the parallel rise of the funnel 8 by drives 10 by 120-150 mm is expressed in an increase in the total productivity of the charge distributor within 15-20%, which provides an accelerated mode of feeding the charge to the top of the blast furnace. The implementation of the first stage of blast furnace loading is characterized by the quality of the circumferential distribution of the material with the parameters of uneven annular filling in the range from 2% to 7% by weight and 4-11% by fractional composition depending on the speed of rotation of the distributor 1. With the simultaneous use of the first and third stages it is possible variant of loading a blast furnace with a change in the radius of laying material on the top without changing the speed of rotation of the distributor 1. In this variant of loading a blast furnace, for example, with a volume of 300 cubic meters the crest of the annular mash of material on the top due to a change in the height of the funnel 8 during the charge discharge, i.e. due to an increase in the initial speed of the charge flow by 15% when it enters the distributor 1, it is, for example, 200 mm when the height “a” is changed by 80 mm at a rotational speed of the distributor of 10 rpm. Combinations of loading rates are also possible, including both uniform and targeted uneven distribution of the charge materials on the top of the blast furnace.

Реализация предлагаемого устройства загрузки доменной печи позволит в сравнении с прототипом увеличить производительность доменной печи на 2,2% и снизить расход кокса на 4% за счет улучшения распределения газового потока. Ожидаемый годовой экономический эффект от использования предлагаемого изобретения на доменной печи объемом 3000 куб. м составит 465,7 тыс. руб. Implementation of the proposed blast furnace loading device will allow, in comparison with the prototype, to increase the productivity of the blast furnace by 2.2% and reduce coke consumption by 4% due to improved distribution of the gas stream. The expected annual economic effect from the use of the invention on a blast furnace with a volume of 3000 cubic meters. m will amount to 465.7 thousand rubles.

Claims (1)

\ \ \ 1 Загрузочное устройство доменной печи, содержащее последовательно размещенные по оси печи промежуточный бункер, промежуточную воронку с размещенным в ней приводом вращения распределителя, установленного под куполом печи, отличающееся тем, что оно снабжено конусной направляющей воронкой, расположенной под выпускным отверстием промежуточной воронки, и размещенными на куполе печи по его окружности приводами вертикального подъема, соединенными при помощи подвесных кронштейнов с конусной направляющей воронкой, а также заслонками, шарнирно закрепленными на образующей промежуточной воронки с возможностью перекрытия разъема между промежуточной и направляющей воронками, и размещенной между вращающимся распределителем и заслонками конусной сборной воронкой. \ \ \ 1 A blast furnace loading device containing an intermediate hopper sequentially placed along the furnace axis, an intermediate funnel with a rotational drive for the distributor installed under the furnace dome, characterized in that it is equipped with a conical guide funnel located under the outlet of the intermediate funnel, and vertical hoist actuators placed on the furnace dome along its circumference, connected by means of hanging brackets with a conical guide funnel, and also by dampers, fixedly mounted on the generatrix of the intermediate funnel with the possibility of overlapping the connector between the intermediate and guide funnels, and placed between the rotary distributor and the shutters conical assembly funnel.