ТЕХНОЛОГІЧНІ ВИМОГИ ДО СИСТЕМ ШИХТОПОДАЧІ

Різні матеріали, що подаються в доменну піч, нерідко складаються з 5 – 8 компонентів. Зменшення числа компонентів, а також можливий перехід до моношихти, дозволить не тільки поліпшити хід доменної плавки, але і зменшити капітальні витрати на спорудження шихтоподачі при тій же продуктивності системи.

В даний час на великих доменних печах в скіп завантажують, як правило, не більше трьох-чотирьох компонентів шихти. В.К. Грузинів пояснює, чим була обумовлена​​доцільність циклічної подачі шихтових матеріалів у доменну піч. Якщо в скіп подається тільки один компонент шихти, то в одній подачі з багатьох компонентів, що мають лише два рудних скіпа, не можна подати всі матеріа­ли, що входять в шихту. Виникає необхідність у завантаженні різних за своїм складом подач. Тому в даний час на доменних печах України застосовують кілька (за вмістом) видів по­дач. Система управління шихтоподачею дозволяє скласти цикл з трьох подач різного виду.

Переваги циклічного завантаження полягають у наступному:

1) кожен вид матеріалу, що входить до складу шихти, має властивий йому характер радіально­го розподілу на колошнику печі;

2) створюється широка можливість розміщення вершин різних матеріалів по різних точках кола колошника;

3) скорочується число операцій вагон-ваг і тим самим підвищується продуктивність завантаження;

4) допускається різний вертикальний розподіл окремих матеріалів, наприклад, рудна частина шихти А дається за програмою ААККК, рудна частина шихти Б за програмою КААКК, а рудна частина В по програмі ККААК. Найбільш часто зустрічається цикл має наступний вигляд:

n × КААК + m × ААКК,

де n і m – число подач даного виду.

Очевидно, що при такому циклі завантаження має місце різний резерв часу на завантажен­ня вагон-вагів або вагових воронок коксу. Дійсно, при переході з ААКК на КААК час набору дози буде менше, ніж при реалізації подач типу ААКК + ААКК.

Система шихтоподачі повинна володіти достатньою продуктивністю для реалізації будь-якого виду подач при їх різних стикуваннях. Досить важливою вимогою, що пред'являється до систем шихтоподачі, є можливість реалізації будь якого рудного навантаження, яке представляє собою відношення маси рудної частини шихти до маси коксу з однієї подачі. Рудне навантаження на сучасних доменних печах становить 3,5 – 4,7. Отже, при проектуванні систем шихтоподачі і виборі обсягу ваго­вих воронок коксу до рудної частини шихти необхідно виходити з умови реалізації мінімаль­но можливого рудного навантаження. На доменній печі об'ємом 5000 м³ КМЗ обсяги вагових воронок коксу, агломерату та окатишів прийняті однаковими (25 м³).

Одним з факторів, що забезпечують безперебійну роботу доменної печі, крім продуктивнос­ті системи шихтоподачі є її надійність. Сучасні доменні печі обладнані конвеєрни­ми системами подачі шихтових матеріалів до скіпа, а доменні печі великого об'єму конвеєрними системами подачі шихти на колошник.

На відміну від систем шихтоподачі з вагон-вагами ці системи мають велике число одночас­но працюючих механізмів, що знижують загальну надійність системи. Відмова будь-якої підсистеми шихтоподачі, що подає кокс, агломерат або добавки, призво­дить до припинення подачі будь-якого виду матеріалу. Те ж саме можна сказати і про трак­ти прибирання дрібниці шихтових матеріалів. Тому системи шихтоподачі повинні володіти досить високими показниками надійності. Це може бути досягнуто або установкою високонадійного обладнання, або резервуванням окремих механізмів підсистеми, а можливо і всієї системи шихтоподачі.

У загальному вигляді задача вибору оптимальної структурної схеми системи шихтоподачі повинна вирішуватися не тільки з урахуванням критеріїв продуктивності і надійності, але також і ефективності її застосування.

Тут мається на увазі створення такої шихтоподачі, яка мала б при високих характеристи­ках продуктивності і надійності малі капітальні витрати на спорудження і невели­кі експлуатаційні витрати на обслуговування та ремонт.

Інтенсифікація доменної плавки, наприклад, застосування кисню і природного газу, пред'яв­ляє підвищені вимоги до гранулометричного складу шихтових матеріалів і їх механіч­ної міцності. Зниження питомої витрати коксу до 400 кг і нижче збільшує навантажен­ня на нього в печі і, як наслідок цього, можливе збільшення кількості дрібниці фракції 0 – 25 мм. На думку акад. АН УРСР З.І. Некрасова, для великих доменних печей нижню межу крупності шматків коксу слід встановити на рівні 25 – 30 мм, а верхня межа не може перевищувати 60 мм. Причо­му ці відхилення не повинні перевищувати: за вмістом шматків 60 мм – більше 10%; з утримання шматків 25 мм – більше 2,5%.

Дійсний гранулометричний склад (у %) металургійного коксу наведено в табл. 3, з якої видно, що в даний час верхня межа крупності коксу значно вище рекомендованого розміру. На доменної печі об'ємом 5000 м³ КМЗ проводиться відсів фракції 0-35 мм, причому в піч цієї фракції надходить не більше 1,5%.

Таблиця 3

Агломерати містять значну кількість дрібних фракцій, які перед завантаженням у піч повинні бути вилучені. Близько 75% всього агломерату містить 15 – 25% і більше дрібної фракції 0 – 5 мм.

З.І. Некрасов та інші, хто розглядав питання про раціональні розміри шматків залізорудної сировини, пов'язують їх з розміром шматків коксу і їх механічною міцністю. При цьому рекомендуєть­ся обмежити розміри залізорудної сировини розмірами 10-40 мм.

Проектом доменної печі об'ємом 5000 м³ КМЗ обумовлено, що вміст дрібної фракції 0 – 5 мм як агломерату, так і окатишів, що подаються в піч, повинен бути не більше 4 %. Незадовіль­ний гранулометричний склад матеріалу, що надходить у піч, призводить до різко­го погіршення її техніко-економічних показників. Гранулометричний склад (у %) агломерату наведено в табл. 4.

Таблиця 4

Дослідження гранулометричного складу окатишів Соколовсько-Сарбайского ГЗК дали наступ­ні результати:

Механобрчермета зміст дрібниці фракції 0-5 мм в окатишах не перевищує: Північний ГЗК (Лургі) – 4,7%, Північний ГЗК (ОК-306) – 6,47%, Центральний ГЗК – 2%, Качканарський ГЗК – 2,83% .

Як видно з таблиці, дійсна кількість дрібниці агломерату помітно відрізняється від наведених вище вимог. Зрозуміло, що їх реалізація може бути досягнута тільки застосуван­ням грохотів з високою ефективністю грохочення.

Очевидно, система шихтоподачі повинна бути обладнана грохотами такої продуктивнос­ті, щоб при збільшенні кількості дрібниці матеріалу, що подається в прийомні бункера шихтоподачі, можна було б шляхом зниження продуктивності грохотів зменшити кількість дрібниці в шихті, що йде в піч.