Расчет оборудования для подачи шихтовых материалов

 

Для подачи шихты на колошник доменные печи оснащаются системой шихтоподачи, включающей в себя бункерную эстакаду (БЭ) и оборудование для подачи шихты на колошник (скиповый подъемник или конвейерная подача).

 Часть возможных схем основных объемно-планировочных решений бункерной эстакады и доменной печи приведены в Приложении Ж4. На основании изучения литературных данных по организации технологических схем шихтоподачи [7,8], необходимо выбрать схему шихтоподачи для проектируемой печи (цеха).

После выбора схемы шихтоподачи необходимо провести расчеты ее основных параметров по каждой проектируемой доменной печи. В расчете необходимо определить (в зависимости от способа подачи шихты):

- объем бункеров под железорудные материалы и кокс;

- производительность скипового подъемника и вагон-весов;

- производительность конвейерного подъемника.

Объем бункеров бункерных эстакад в соответствии с существующими нормами рассчитывают на хранение 8 - 12 ч запаса агломерата и окатышей и 5 - 8 ч запаса кокса.

Объем бункеров для хранения основных шихтовых материалов (для одной доменной печи) проводится по уравнению:

 

                              (3.6)

 

где SV_i – суммарный объем бункеров для хранения i-го материала, м³;

Рдп – суточная производительность доменной печи, т;

G_i - удель­ный расход i-го материала, кг/т чугуна;

ρ_i – насыпная плотность агломерата кг/м³;

З_i – норма запаса i-го материала в бункерах бункерной эстакады, час;

Ки – коэффициент использования бункеров (принимается равным 0,8).

 

При расчете объема бункеров бункерной эстакады необходимо принять значения насыпной плотности шихтовых материалов (таблица 3.1) и их удельные расходы на выплавку чугуна (по согласованию с преподавателем).

Полученные данные о емкости бункеров можно сопоставить с практическими данными. Так, на работающих доменных печах удельные емкости бункеров имеют следующие величины: коксовых – 0,3-1,0 м³/м³ полезного объема печи; рудных (для агломерата) – 0,7-3,0 м³/м³ полезного объема печи; бункера добавок (окатыши и др.) – 0,7-4,0 м³/м³ полезного объема печи.

Из бункеров бункерной эстакады материалы в необходимом количестве (и соотношении) транспортируются на колошник доменной печи. Для этого используется скиповый подъемник либо ленточный конвейер с необходимым оборудованием для подачи, отсева мелочи и взвешивания материалов.

Скиповый подъемникпроектируемой печи необходимо выбирать с запасом по производительности так, чтобы его фактическая загруженность не превышала 60-75% возможной се производительности, то есть выполнялось неравенство:

 

                     (3.7)

где Z_ф – фактическое суточное количество подачь, шт/сут;

Z_т – теоретически возможная производительность скипового подъемника, подач в сутки

 

Теоретически возможная производительность скипового подъемника (возможное число подач) определяется из уравнения:

 

                                  Z_T = 24·60·60/t,                                  (3.8)

 

где Z_т – теоретическая производительность скипового подъемника, подач в сутки;

t  -  время подъ­ема одной подачи, с.

 

Время подъ­ема одной подачи определяется по уравнению:

 

                                              t = n_k(t_п + t_k) + n_ж(t_п + t_ж),                         (3.9)

 

где t_п  -  время подъема скипа на колошник (35-50 с), с;

t_к и t_ж  -  время остановок скипа при загрузке соответственно кокса (12-15 с) и железосодержащей части шихты (15-20 с) в скип, с;

n_к и n_ж  -   число скипов кокса и железосодержащих материалов в подаче.

 

Количество скипов кокса и железосодержащих материалов в подаче можно упрощенно принять по 2 шт, что соответствует наиболее распространенной в практике доменного производства четырехскиповой подаче.

Необходимое число подач в сутки (Z_ф) определяют по суточной произ­водительности доменной печи (Рдп, т/сут), удельным расходам железорудной части шихты и кокса, а также вместимости скипа (V_ск, м³). При работе на подготовленной шихте при объемных расходах ЖРМ и кокса в подаче 1:1 и рудной нагрузке 3,5-4,0, фактическое число подач в сутки можно приближенно определить из уравнения:

 

                        (3.10)

где V_ск – объем скипа, м³;

Рдп – суточная производительность доменной печи, т;

G_i - удель­ный расход i-го материала, кг/т чугуна;

ρ_i – насыпная плотность агломерата кг/м³;

0,85 - коэффициент заполнения скипа.

 

Приняв из уравнения (3.7) загруженность скипового подъемника, необходимо рассчитать требуемый объем скипа по уравнению (3.10) и подобрать по литературным источникам скиповую лебедку.

При применении конвейерной подачи материалов на колошник необходимо определить требуемую производительность и параметры ленточного конвейера.

Требуемая суточная производи­тельность ленточного конвейера (П_треб, м³/сут), обеспечивающая производительность доменной печи (П_ДП, т/сут) определяется по уравнению:

 

                            (3.11)

 

где Рдп – суточная производительность доменной печи, т;

G_i – удель­ный расход i-го материала, кг/т чугуна;

ρ_i – насыпная плотность агломерата кг/м³;

ψ_ф - коэффициент форсирования печи;

ψ_с - коэффициент снижения производительности из- за разрывов порций на ленте подъемника.

 

Порции шихты укладывают на ленту с разрывами, необходимыми для
срабатывания распределительной воронки (при реализации заданной программы загрузки), что снижает производительность подъемника и учитывается через коэффициент снижения производительности подъ­емника из-за разрывов между порциями шихты ψ_с, величину которого обычно принимают равной 0,6-0,8.

Коэффициент форсирования печи учитывает возможность повышения производительности печи по сравнению с номинально на 50-70%, поэтому его величину (ψ_ф) принимают равной 1,5-1,7.

Фактическая объемная производительность (П_ф, м³/сут) на­клонного желобчатого (угол желобчатости 30°) конвейера при транспорти­ровке среднесыпучих грузов (с углом наклона 15°) определяется по формуле:

 

                                       (3.12)

где В - ширина ленты конвейера, м;

W - скорость движения ленты, м/с.

 

Приравняв найденные значения П_ф и П_треб, определяются необходимая ширина ленты подъемника при заданной скорости ее движения, либо решается обратная задача. При выборе параметров конвейерного колошникового подъема следует учитывать литературные данные [17], а также практику работы действующих печей. Так, при конвейерном колошниковом подъеме на печах объемом 3200 - 5000 м³ применяют ленту шириной 2000 мм при ско­рости ее движения 2 м/с, что соответствует производительности конвейера по агломерату и окатышам -3500 т/ч и с запасом обеспечивает требуемый темп подачи порций шихты на колошник.