Колошниковий пристрій доменної печі

Изобретение относится к черной металлургии и наиболее эффективно может быть использовано при загрузке доменных печей с подачей части кокса непосредственно в центр колошника. Известно загрузочное устройство доменной печи (Волков В.П., Шпарбер Л.Л., Гусаров А.К. Технолог-доменщик. - М.: Металлургия, 1986. 262с.), имеющее общие признаки с заявленным техническим решением: верхний и нижний конуса, газовый затвор и газоотсекающий клапан. Однако отсутствие осевого технологического отверстия в большом конусе не позволяет подавать масть кокса в центр колошника и обеспечивать высокую газопроницаемость осевой зоны, т.е. решить задачу, стоящую перед изобретением. Известен засыпной аппарат доменной печи (А.с. СССР №1025729, кл. C21B7/18). Общим признаком с заявляемым техническим решением являются газоотводы из межконусного пространства. Однако это устройство не позволяет обеспечивать высокую газопроницаемость осевой зоны доменной печи и решить задачу изобретения из-за отсутствия осевого технологического отверстия в большом конусе. Наиболее близким к предлагаемому является колошниковое устройство, содержащее загрузочное устройство (А.с. СССР №1049548, кл. C21B7/20). Общими признаками с заявленным техническим решением являются купол с газоотводами и загрузочное устройство, содержащее верхний, средний и нижний конус с осевым технологическим отверстием и газовый затвор, ограничивающий пространство между средним и нижним конусом. Такое загрузочное устройство позволяет подавать часть кокса в центр колошника и обеспечивать высокую газопроницаемость осевой зоны, однако во время ссыпания основной массы шихты на колошник поток материалов экранирует большую часть пространства над поверхностью засыпи от газоотводов. Это приводит к периодическому уменьшению скорости газа у оси печи, перевеиванию мелких рудных частиц крупностью до 1мм в осевую зону и снижению газопроницаемости. Таким образом, известное загрузочное устройство не позволяет устранить негативное воздействие перевеивания на высокую газопроницаемость осевой зоны доменной печи и тем самым решить задачу, стоящую перед изобретением. В основу изобретения поставлена задача создания колошникового устройства доменной печи, в которой за счет введения нового элемента обеспечивается устранение снижения газопроницаемости осевой зоны доменной печи изза перевеивания рудной мелочи во время загрузки шихты на колошник. Поставленная задача решается тем, что в колошниковом устройстве доменной печи, включающем купол с основными газоотводами, загрузочное устройство, содержащее верхний, средний и нижний конус с осевым технологическим отверстием и газовый затвор, ограничивающий пространство между средним и нижним конусами, согласно изобретению газовый затвор снабжен дополнительными газоотводами, соединяющими пространство между нижним и средним конусами с основными газоотводами, причем дополнительные газоотводы снабжены отсекающими клапанами, установленными на внутренней поверхности газового затвора с возможностью открытия во время опускания нижнего конуса и закрытия во время его подъема. Технология доменной плавки, предусматривающая формирование развитого осевого газового потока, обеспечивает высокую степень использования восстановительной способности доменного газа и низкий расход кокса (Определение рациональных размеров центральной высокопроницаемой зоны шихты на основе анализа работы доменной печи №3 комбината "Запорожсталь" / Тарасов В.П., Ойедиран О.О., Томаш А.А. и др. // Сталь. - 1992. №5. - С.18 - 21). Высокая газопроницаемость осевой зоны достигается за счет подачи туда части кокса и исключения загрузки в эту зону рудны х материалов. Однако во время ссыпания шихты на колошник при опускании большого конуса сплошной поток шихтовы х материалов на 2 - 5с перекрывает путь газу к газоотводам. В результате интенсивный осевой газовый поток один раз в 7 8мин прерывается на 2 - 5с. При этом витающие над поверхностью засыпи мелкие рудные частицы крупностью до 1мм оседают в осевую зону. Процесс "перевеивания" мелких рудных частиц приводит к снижению газопроницаемости столба шихты у оси за счет уменьшения в этой зоне порозности слоя кокса и появления размягченного материала.в нижней части шахты и распаре у оси печи. Перевеивание в осевую зону мелких рудных частиц в периоды между опусканиями большого конуса маловероятно, поскольку интенсивный осевой газовый поток выдувает мелочь из этой зоны. Снабжение газового затвора дополнительными газоотводами, отсекаемыми клапанами, открывающимися во время опускания нижнего конуса и закрывающимися во время его подъема, позволит направить поток колошникового газа при экранировании газоотводов ссыпающейся шихтой через осевое технологическое отверстие и межконусное пространство в дополнительные газоотводы, исключить кратковременные прерывания осевого газового потока и тем самым устранить условия для перевеивания рудной мелочи в центр и снижение газопроницаемости осевой зоны. Сохранение развитого осевого газового потока способствует снижению расхода кокса за счет более полного использования восстановительной способности и тепловой энергии доменного газа. Изобретение поясняется чертежом (фиг.), на котором изображено колошниковое устройство доменной печи. Колошниковое устройство содержит купол доменной печи с основными газоотводами 2 и опорным фланцем 3, на котором установлена чаша 4 большого конуса 5 с осевым технологическим отверстием 6, ограниченным обечайкой. Над большим конусом 5 установлены средний 7 и верхний 8 конуса, входящие в контакт с чашами среднего 9 и верхнего 10 конусов, а также приемная воронка 11. Пространство между большим и средним конусом закрыто нижним газовым затвором 12 с дополнительными газоотводами 13, отсекаемыми клапанами 14. Установка клапанов 14 на внутренней поверхности газового затвора 12 обеспечит относительно свободный доступ к ним для проведения ремонтов. Колошниковое устройство работает следующим образом. Шихтовые материалы, входящие в состав одной подачи, загружают на большой конус 5 через приемную воронку 11, вер хний 8 и средний конус 7. В это время большой конус 5 находится в закрытом состоянии. Поскольку осевое отверстие 6 не закрывают и межконусное пространство постоянно сообщается с пространством над поверхностью засыпи на колошнике, давление на колошнике и в межконусном пространстве одинаково. Клапаны 14 дополнительных газоотводов 13 закрыты. Потоки газа 18 на колошнике устремляются в газоотводы 2. Когда на большом конусе 5 набран полный объем подачи, часть кокса из последнего скипа ссыпается непосредственно в осевую зону через осевое технологическое отверстие 6, обеспечивая высокую газопроницаемость центра печи После набора всей подачи на большой, конус 5, когда верхний 8 и средний 7 конуса закрыты, большой конус опускают в положение 15. Одновременно с опусканием большого конуса открывают клапаны 14, переводя их в положение 16. Основная масса шихты осыпается с большого конуса сплошным потоком 17, экранирующим газоотводы 2. В результате поток газа 18, устремлявшийся в газоотводы 2. прерывается. В это время газовые потоки 19 движутся через осевое технологическое отверстие 6 в межконусное пространство и направляются в дополнительные газоотводы 13. Таким образом в момент ссыпания потока шихты с большого конуса при экранировании основных газоотводов движения газа не приостанавливается, и мелкие частицы выдуваются из высокогазопроницаемой осевой зоны. Газопроницаемость центра печи сохраняется. Когда шихта полностью ссыпается на колошник газовый поток направляется как в газоотводы 2, так и в дополнительные газоотводы 13 через межконусное пространство. После опускания большого конуса в положение 15 и выдержки в течение 1 - 2ч, его поднимают в исходное положение. Одновременно закрывают клапаны 14, отсекая дополнительные газоотводы 13. При этом газ вновь поступает в газоотводы 2. После этого режим работы колошникового устройства повторяется. Время опускания, выдержки в нижнем положении и подъем большого конуса составляет 16 - 18с. Открывание и закрывание клапанов 14 займет по 2с. При средней интенсивности работы доменной печи и увеличенной колоше (массе материалов в подаче), характерной для загрузочного устройства с осевым технологическим отверстием, большой конус опускается 1 раз в 7 - 8мин. Таким образом за 1 час колошниковый газ будет проходить через дополнительные газоотводы в течение 96 - 112с. Остальное время дополнительные газоотводы будут закрыты, и колошниковый газ будет удаляться обычным путем. Обычно температура колошникового газа на доменных печах 300 400°C. При такой температуре отсутствует опасность выхода из строя конструктивных элементов межконусного пространства. Однако при неполноте печи, когда поверхность засыпи опускается значительно ниже допустимого уровня, температура колошникового газа увеличивается до 700 - 900°C. Во избежание выхода и строя оборудования межконусного пространства под воздействием высокой температуры потоков газа, движущи хся в дополнительные газоотводы, при увеличении температуры колошникового газа более 600°C клапаны 14 не открывают, продолжая работать в обычном режиме с применением только основных газоотводов. Однако ситуация, когда наблюдается чрезмерный перегруз колошникового газа при производстве предельного чугуна, относительно редки. Применение колошникового устройства новой конструкции позволит исключить прерывания интенсивного газового потока из осевой зоны доменной печи при ссыпании шихты на колошник, в следствие этого устранить перевеивание мелких частиц к центру и сохранить тем самым высокую газопроницаемость осевой зоны. Опыт работы доменной печи металлургического комбината "Запорожсталь" с загрузочными устройствами с осевым технологическим отверстием в большом конусе показал, что при более устойчивом осевом газовом потоке дополнительно экономится 2кг кокса на тонну чугуна.