ЗАГРУЗОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ШАХТНОЙ ПЕЧИ

Известно загрузочное устройство для загрузки шихты в шахтную печь, преимущественно в доменную, содержащее последовательно расположенные относительно вертикальной оси печи приемную воронку, сопряженную с герметичным накопительным бункером, имеющим верхнее и нижнее пропускные отверстия, запираемые конусными затворами, оснащенными приводами их вертикального перемещения, размещенную под нижним отверстием бункера шихтовую воронку, редуктор привода вращения, соединенный полым валом с распределителем шихты (см. RU N 2067792, С21В 7/20, 10.10.1996).
Недостатком известного устройства является наличие двух конусных затворов, которые относятся к элементам, требующим частой замены в связи с их низкой стойкостью. Это объясняется, в том числе, и тем, что шихта, ссыпаясь из приемной воронки в герметичный накопительный бункер и далее в шихтовую воронку, движется непосредственно по поверхности нижнего конусного затвора, подвергая его поверхность быстрому износу.
Вторым недостатком применения конусных затворов является сложность их замены для восстановительного ремонта. Для этого требуется демонтаж всего загрузочного устройства, что сопровождается длительной остановкой доменной печи.
Известно загрузочное устройство шахтной обжиговой печи, содержащее приемный лоток, вращающуюся воронку, малый и большой конусы, закрепленные на соответствующих штоках, сопряженных с механизмом вертикального перемещения и чашу (см. Тарасов В.П. Загрузочные устройства шахтных печей. М., «Металлургия», 1974, с. 288-289).
Недостатками известного устройства являются сложность конструкции, низкая ремонтопригодность и сложность обслуживания. Целесообразность применения двухклапанных загрузочных устройств с поворотной приемной воронкой на печах для обжига кусковых материалов, отапливаемых твердым топливом (пересыпных печах) была обоснована необходимостью равномерного распределения сырья и топлива по поперечному сечению шахты печи и обеспечению ее герметизации. При переводе шахтных пересыпных печей обжига на отопление газообразным либо жидким топливом, необходимость равномерного распределения твердого топлива по поперечному сечению печи, в связи с его отсутствием, отпала. Для обеспечения качества обжига, сохранилась только необходимость обеспечения достаточной газопроницаемости по поперечному сечению печи, достигаемая, в том числе, сегрегацией сырья в печи: в центре, по оси, более крупные куски сырья, по периферии, у стен, более мелкие.
Известно также загрузочное устройство шахтной печи, содержащее скиповый подъемник с ковшом, шарнирно закрепленным на траверсе, корпус с коническим днищем и приемной воронкой, смещенной в сторону скипового подъемника, и биконический затвор, установленный соосно вертикальной оси шахтной печи и сопряженный с тягой, имеющей возможность вертикального перемещения. Данное устройство снабжено накопителем, сопряженным с коническим днищем корпуса, который снабжен верхней плитой, замыкающей его полость. Траверса скипового подъемника устройства оснащена роликами, установленными на ее ригеле симметрично продольной оси ковша. А приемная воронка снабжена газоуплотнительным клапаном, выполненным в виде крышки, контактирующей с входным отверстием приемной воронки и установленной с возможностью качания на рычаге, один конец которого шарнирно закреплен на верхнем основании корпуса, а второй контактирует с роликами траверсы, (см. патент на полезную модель №84523 кл. F27B 1/20 (2006.01) опубликовано 10.07.2009 г.).
Данное устройство принято за прототип
К недостаткам прототипа следует отнести следующее:
Из формулы полезной модели не следует наличия в коническом днище корпуса разгрузочного отверстия, через которое шихтовый материал выгружается в накопитель и далее в печь.
Выгружаемый из накопителя материал в печи образует конус с вершиной расположенной по вертикальной оси печи. Из литературных источников и практических данных известно, что в этом случае крупные куски шихтового материала скатываются по наклонным поверхностям конуса к периферии, стенам печи, а мелочь остается в центре (см. Тарасов В.П. Загрузочные устройства шахтных печей. М., «Металлургия», 1974, с. 6, 56-58)..
В то время как наиболее желательное расположение материала в печи по ее горизонтальному сечению, это расположение, когда мелкие куски материала располагаются у стен и в промежуточной зоне, а крупные в центре печи. Данное расположение материала способствует выравниванию газового потока по сечению печи, который вследствие меньшего сопротивления у стен печи стремится к периферийному ходу (см. Тарасов В.П. Загрузочные устройства шахтных печей. М., «Металлургия», 1974, с. 6, 56-58).
Наличие в центре печи плотного слоя материала с низкой газопроницаемостью приводит к существенному снижению качества обжига, увеличению недожога.
Известно, что при опрокидывании скипа в приемную воронку загрузочного устройства, шихтовый материал сортируется - крупные куски скатываются в сторону противоположную наклонному подъемнику и накапливаются с этой стороны в приемной воронке, а мелочь скапливается на противоположной стороне. В случае не вращающегося засыпного аппарата, при выгрузке материала из загрузочного устройства в печь, сегрегация материала относительно вертикального сечения печи сохраняется и накапливается - с одной стороны вертикального сечения печи скапливаются более крупные фракции материала, с другой более мелкие.
В конструкции прототипа не предусмотрено устройство, позволяющее обеспечить требуемую сегрегацию шихтового материала в приемной воронке.
Кроме того при движении шихтового материала по поверхности приемной воронки происходит значительный абразивный износ этой поверхности в связи с чем возникает необходимость в частой замене всей приемной воронки.
Задачей, на решение которой направлена данная полезная модель, является совершенствование конструкции загрузочных устройств шахтных печей, используемых в промышленности строительных материалов.
Поставленная задача решается тем, что загрузочное устройство шахтной печи, расположенное на куполе печи содержит, установленный соосно вертикальной оси печи, герметичный бункер с примыкающей к нему приемной воронкой, расположенной со стороны скипового моста. Воронкообразное днище герметичного бункера оснащено центральным разгрузочным отверстием. Герметизация бункера обеспечивается верхней плитой замыкающей бункер и биконически-цилиндрическим запорным конусом, герметично перекрывающим разгрузочное отверстие в днище бункера при опускании тяги. Приемная воронка снабжена крышкой герметично закрывающей входное отверстие приемной воронки и открывающейся траверсой ковша скипового подъемника при его подъеме до уровня приемной воронки. Крышка установлена с возможностью качания на рычагах, один конец которых шарнирно закреплен на крыше бункера, а второй контактирует с траверсой ковша. Крышка выполнена таким образом, чтобы в закрытом положении обеспечивалась газоплотность бункера.
Приемная воронка оборудована съемной броневой плитой. Броневая плита крепится к течке воронки и защищает поверхность течки от абразивного износа при движении по этой поверхности шихтовых материалов во время загрузки бункера устройства.
На съемной броневой плите закреплен распределитель шихты, который при выгрузке шихты из скипа распределяет ее равномерно вокруг запорного конуса
Устройство содержит, установленный в шахте печи, соосно ее вертикальной оси, конусный распределитель шихты, обеспечивающий необходимое распределение шихты по окружности и радиусу шахты печи.
Устройство обеспечивает высокую газоплотность колошникового пространства печи при загрузке материала шихты, обеспечивает необходимую сегрегацию материала шихты по поперечному сечению шахты печи, упрощает техническое обслуживание печи, увеличивает срок службы быстро изнашиваемых элементов, повышает ремонтопригодность и стабильность ее работы.
Заявляемая совокупность существенных признаков позволяет получить следующий технический результат.
Наличие в днище бункера разгрузочного отверстия обеспечивает заявленную функциональность устройства - подачу шихты в шахту печи.
Снабжение приемной воронки съемной броневой плитой увеличивает межремонтный период работы загрузочного устройства.
Оснащение течки воронки, установленным на броневой плите распределителем шихты позволяет снизить сегрегацию шихтового материала в приемной воронке, распределить его более равномерно вокруг запорного конуса.
Установка в шахте печи, соосно ее вертикальной оси, конусного распределителя шихты обеспечивает необходимое распределение шихты по горизонтальному сечению шахты печи. Что позволяет выровнять газовый поток по сечению печи, который вследствие меньшего сопротивления у стен печи стремится к периферийному ходу.
На фиг. 1 изображено загрузочное устройство шахтной печи. Позиция 1 - герметичный бункер, позиция 2 - приемная воронка, позиция 3 - верхняя плита, замыкающая полость бункера, позиция 4 - крышка приемной воронки, позиция 5 - рычаги на которых шарнирно крепится крышка приемной воронки и служащие для ее открывания, позиция 6 - броневая плита, позиция 7 - распределитель шихты, позиция 8 - биконически-цилиндрический запорный конус, позиция 9 - тяга, позиция 10 - разгрузочное отверстие в днище бункера, позиция 11 - конусный распределитель шихты, позиция 12 - сегмент конусного распределителя шихты позиция 13 - самоустанавливающаяся шаровая опора, позиция 14 - лебедка подъема биконически-цилиндрического запорного конуса.
На фиг. 2 (а, б) бункер без верхней плиты и смотровых люков с сопряженной с ним приемной воронкой; на фиг. 3 съемная броневая плита с закрепленным на ней распределителем шихты; на фиг. 4 верхняя плита бункера; на фиг. 5 крышка приемной воронки.
Устройство работает следующим образом.
При подъеме ковша скипового подъемника до уровня приемной воронки 2 траверса ковша скипового подъемника воздействует на рычаги 5. При этом рычаги 5, вращаясь вокруг оси шарнирного крепления их к крыше бункера поднимают крышку 4 и входное отверстие воронки 2 открывается. Загружаемый материал из ковша пересыпается по течке приемной воронки 2, защищенной броневой плитой 6 с закрепленным на ней распределителем шихты 7 в полость приемной воронки 2 и далее в бункер 4. При этом распределитель шихты 7 способствует более равномерному распределению шихты в бункере 4 вокруг биконически-цилиндрического конусного затвора 8. Разгрузочное отверстие в воронкообразном днище бункера 10 в этот момент времени закрыто конусным затвором 8 и обеспечивается функция нижнего газового затвора.
При движении ковша скипового подъемника вниз рычаги 5 под действием силы тяжести опускаются вниз, закрывая крышкой 4 входное отверстие воронки 2. При достижении ковшом нижнего положения дается команда на срабатывание привода 14, который посредством тяги 9 поднимает конусный затвор 8. Выгружаемый из бункера 1 через разгрузочное отверстие 10 материал ссыпается на установленный в шахте печи, конусный распределитель шихты 11, обеспечивающий необходимое распределение шихты по окружности и радиусу шахты печи.
При использовании предлагаемого загрузочного устройства исключаются недостатки, присущие конусным затворам известных устройств в плане газоплотности, а также повышается стабильность работы печи, ее ремонтопригодность и упрощается техническое обслуживание.