Особенности распределения шихтовых материалов при загрузке их в доменную печь

Шихта в воронке малого конусного затвора распределяется неравномерно (рис. 46), как количественно (по массе), так и качественно (по гранулометрическому составу). Характер распределения шихты зависит от угла естественного откоса материала, его количества, фракционной неоднородности, а также от угла наклона стенок и диаметра выходного отверстия приемной воронки, внутреннего диаметра воронки распределителя и других параметров. Количественная неравномерность распределения шихты обусловлена постоянным смещением оси каждого скипа (оси головного барабана конвейера) относительно оси воронки распределителя, а качественная — сегрегацией материала при его движении по днищу скипа и стенкам приемной воронки.

С целью получения более равномерного распределения шихты по окружности колошника каждую последующую ее подачу загружают в печь со смещением относительно предыдущей подачи путем поворота малого конусного затвора с шихтой перед его открыванием на заданный угол, величина которого зависит от принятых числа подач в цикле загрузки печи и программы работы распределителя шихты, предусматривающей определенную последовательность чередования этих углов (станций загрузки). Для сокращения продолжительности поворота затвора на углы, большие 180 град (например, 240 и 300 град), его поворачивают в обратном направлении на меньшие углы. Кроме изображенной программы работы распределителя шихты на шесть станций, иногда применяют программы работы на 8, 12 и 24 станции, при которых также осуществляется так называемая спиральная загрузка печи. Применяют зеркальную, шахматную и другие виды загрузки.

Рис. 46 Распределение шихты в воронке малого конусного затвора

В связи с периферийным подводом дутья к доменной печи, некоторым разрыхлением шихты в пристеночной зоне, обусловленным расширением книзу шахты печи, создаются условия для преимущественного движения восстановительных газов вдоль стенки печи и замедленного движения в ее осевой зоне. Поэтому при загрузке шихты в печь стремятся к такому ее радиальному распределению, при котором энергия газов использовалась бы наиболее полно. В частности, для создания умеренно развитого газового потока на периферии (что также необходимо по условиям сохранения огнеупорной футеровки печи) и активизации тепло - и массообмена в осевой зоне большую часть шихты с преобладающим содержанием мелких фракций следует направлять к стенке печи, а меньшую, содержащую в основном крупные фракции, — ближе к оси печи. Такому способу загрузки в известной степени удовлетворяет конусный затвор, хотя при использовании его оптимизация газодинамических процессов в промежуточной и осевой зонах колошника затруднена. Величина зазора между основанием большого конуса и стенкой колошника (колошниковый зазор) и уровень засыпи шихты в печи существенно влияют на характер ее распределения по радиусу колошника. При малом зазоре и низком уровне засыпи кольцевой гребень шихты располагается у стенки и профиль засыпи имеет У-образный вид (положение III). При большом зазоре b и высоком уровне засыпи гребень отходит от стенки колошника, образуются два откоса: меньший — в сторону стенки, большой — к оси печи (положения I и II). Профиль засыпи имеет при этом М - образный вид. Величину колошникового зазора принимают в пределах от 800 до 1000 мм.

Распределение шихты по радиусу колошника регулируют изменением уровня засыпи шихты, порядком набора в засыпной аппарат ее компонентов, отличающихся друг от друга физическими свойствами, а также величиной подачи. Порядок набора основных компонентов шихты принято называть системой загрузки шихты в доменную печь. Основными применяемыми системами загрузки (обозначаются символически) являются: РРКК (прямая подача), ККРР (обратная подача), РКРК или КРКР (смешанная подача), РР КК (раздельная подача рудой вперед) и КК РР (раздельная подача коксом вперед). Здесь: Р — железорудная часть шихты (иногда пишут А — агломерат); К — кокс; — опускание большого конуса.