Пристрій богомолова для введення води і газоповітряної суміші в шар шихти, що спікається

Реферат: Пристрій для введення води і газоповітряної суміші в шар шихти, що спікається, на конвеєрній машині для агломерації шихти містить дозатор води з отворами, встановлений за допомогою кронштейнів, газопідвід і газорозподільник, закріплений нерухомо з направленими вниз отворами. Містить ковпак з отворами у верхній стінці для підсосу повітря і напрямними, шибер, встановлений на верхній стінці ковпака. При цьому торцеві стінки ковпака виконані у вигляді рівнобедрених трапецій, довгі основи яких розташовані знизу, а бічні стінки ковпака виконані похилими і по їх довжині у верхній частині виконані прорізи, на які встановлено противибухові клапани. При цьому газорозподільник закріплений в порожнині ковпака із забезпеченням виходу газоповітряної суміші з його отворів без займання, а живий переріз отворів для підсосу повітря виконано таким, що забезпечує повноту згоряння подаваного газу в шарі шихти, що спікається. При цьому дозатор води встановлений на зовнішній поверхні бічної стінки ковпака і забезпечений противагами, а кронштейни розміщені в нижній частині бічної стінки ковпака по її довжині. При цьому у верхній частині торцевих і бічних стінок ковпака виконані отвори. UA 85418 U (12) UA 85418 U UA 85418 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі металургії і може бути використаний як в чорній, так і в кольоровій металургії. Агломерація є одним з найбільш поширених термічних методів укрупнення матеріалів. На практиці агломерація здійснюється при низхідному або висхідному потоці газоподібного реагенту крізь запалений шар паливовмісного матеріалу, що лежить на газопроникному підтримуючому пристрої. Як металургійні агрегати для агломерації шихти застосовуються агломераційні машини конвеєрного типу, які оснащують додатковими пристроями для покращення показників агломераційного процесу. Відомий також пристрій для подачі води і газоповітряної суміші при агломерації шихти на конвеєрній машині (див. там же, патент RU 2345151 С2, БИ № 3, 2009). Цей пристрій містить дозатор води з отворами і кронштейном, встановленим в бік запального вузла машини горизонтально поперек машини з можливістю повороту навколо його поздовжньої осі і фіксації на кронштейні, який прикріплений до напрямних пристрою, причому пристрій забезпечує сталість складу газоповітряної суміші, що дозується. Крім того, у пристрої відстань між вертикальними осями дозатора води і напрямної пристрою складає (0,8-1,2) D, де D - діаметр кола, описаного навколо торцевої стінки пристрою. При цьому дозатор води виконаний з отворами, направленими на риштувату гратницю з можливістю повороту на кут 0-60° в бік запального вузла. Крім того, отвори в дозаторі води виконані рівномірно і симетрично по довжині дозатора води на відрізку не більше 0,95 С, де С - ширина машини між бортами піддонів агломераційної машини. Разом з тим діаметр отворів в дозаторі води становить 0,6-1,0 мм з кроком 6-12 мм. Недоліком пристрою є його конструкційна складність і нездатність забезпечити сталість відстані між зонами введення води і газоповітряної суміші в шар шихти, що спікається, що знижує ефективність використання газу при агломерації шихти. На практиці відомий спосіб реалізують на конвеєрній машині (найближчий аналог, див. Богомолов В.М., автореферат дисертації канд. техн. наук, Орджонікідзе, 1987, с 17), що містить піддони з колосниковою решіткою, завантажувальні, запальний і розвантажувальний вузли, вакуумні камери, укриття машини, що складається з секцій (не зображено), а також розміщені між запальним і розвантажувальним вузлами дозатори води і газу, які нерухомо закріплені між секціями укриття горизонтально, поперек машини з зазором над колосниковою решіткою, що забезпечує безконтактне проходження під ними поверхні шару шихти, що спікається, причому дозатор води розміщений перед дозатором газу з боку запального вузла. Недоліками прийнятого за найближчий аналог пристрою є його нестабільна робота, яка за рахунок періодичного спалаху газоповітряної суміші над шаром, що спікається, знижує технікоекономічні, ресурсозберігаючі та екологічні показники процесу. В основу корисної моделі поставлена задача створити такий пристрій для введення води і газоповітряної суміші в шар шихти, що спікається на конвеєрній машині для агломерації шихти, який за рахунок конструктивних своїх особливостей дозволить стабілізувати роботу пристрою та усунути ймовірність аварійного руйнування в процесі його експлуатації, а також забезпечити безпеку роботи обслуговуючого машину робочого персоналу. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для введення води і газоповітряної суміші в шар шихти що спікається на конвеєрній машині для агломерації шихти, який містить дозатор води з отворами, встановлений горизонтально за допомогою кронштейна з можливістю повороту в отворах кронштейнів навколо його поздовжньої осі і повернення у вихідне положення газопідвід, газорозподільник, закріплений нерухомо з направленими вниз отворами, згідно з корисною моделлю, він містить ковпак з отворами у верхній стінці для підсосу повітря і напрямними, шибер, встановлений на верхній стінці ковпака, виконаний рівним верхній стінці, з отворами, співпадаючими з отворами у верхній стінці ковпака, причому торцеві стінки ковпака виготовлені у вигляді рівнобедрених трапецій, довгі основи яких, розташовані знизу, причому бічні стінки ковпака виконані похилими і по їх довжині у верхній частині виконані прорізи, на які встановлено противибухові клапани, при цьому газорозподільник закріплений в порожнині ковпака із забезпеченням виходу газоповітряної суміші з його отворів без займання, а живий переріз отворів в газорозподільнику виконано таким, що забезпечує надійний відрив від них полум'я, а живий переріз отворів для підсосу повітря виконано таким, що забезпечує повноту згоряння газу в шарі шихти, що спікається, при цьому дозатор води встановлений на зовнішній поверхні бічної стінки ковпака і забезпечений противагами, прикріпленими до нього знизу, для його повернення у вихідне положення, а кронштейни розміщені в нижній частині бічної стінки ковпака по її довжині, при цьому у верхній частині торцевих і бічних стінок ковпака виконані 1 UA 85418 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 отвори, для приєднання пристрою на конвеєрній машини з зазором над поверхнею шихти що спікається, з можливістю його відхилення і повернення у вихідне положення В результаті досягається підвищення техніко-економічних, ресурсозберігаючих та екологічних показники процесу за рахунок стабілізації роботи машини і пристрою, усувається ймовірність аварійного руйнування пристрою в процесі його експлуатації, а також забезпечується безпека обслуговуючого машину робочого персоналу. Запропоноване розміщення дозатора води з можливістю повороту його навколо поздовжньої осі і повернення його у вихідне положення прикріпленими знизу противагами, його взаємне розташування і взаємозв'язок з іншими елементами конструкції забезпечує не тільки інтенсифікацію агломераційного процесу за рахунок поліпшення фізико-хімічних взаємодій в шарі, але і знижує частоту загоряння газоповітряної суміші над шаром, що стабілізує роботу агломераційного устаткування, а також сприяє підвищенню техніко-економічних, ресурсозберігаючих та екологічних показників процесу. Запропоноване технічне рішення пояснюється наступним описом та доданими кресленнями, де: на фіг.1 - загальний вигляд конвеєрної машини для агломерації шихти із застосуванням води і газоповітряної суміші (вид по стрілці В на фіг. 2); на фіг.2 - частина конвеєрної машини для агломерації шихти із застосуванням води і газоповітряної суміші (вид по стрілці А на фіг. 1); на фіг. 3 - схематично зображена частина робочої гілки конвеєрної машини для агломерації шихти із застосуванням води і газоповітряної суміші (вид роботи машини в динаміці по стрілці С на фіг.1); на фіг. 4 - загальний вигляд пристрою для агломерації шихти із застосуванням води і газоповітряної суміші. Для більш ілюстративного розуміння суті заявленого пристрою пояснення корисної моделі зроблено з посиланням на креслення, що містять саму машину. Ця машина має піддони з колосниковою решіткою 1, завантажувальні, запальний і розвантажувальний (не зображені і не позначені) вузли, вакуумні камери 2, пристрій 3 (не позначено, на фіг.3 показано в динаміці) для агломерації шихти із застосуванням води і газоповітряної суміші, а також забезпечене перемичками 4, віссю 5 і пластиною 6, і оснащену захисним огородженням 7 стійку 8. Для доступу та обслуговування агломеруючої частини машини передбачений майданчик 9. Заявлений пристрій для введення води і газоповітряної суміші складається з ковпака 10 з напрямними 11, шибера 12, газопідводу 13 і газорозподільника 14. У верхній стінці 15 ковпака 10 і шибера 12 виконані однакові і співпадаючі отвори 16 і 17 відповідно. Торцеві стінки 18 ковпака 10 виконані у вигляді рівнобедреної трапеції, зверненої великою основою вниз, а бічні стінки 19 ковпака 10 виконані похилими і по їх довжині, у верхній частині є прорізи 20. На прорізи 20 встановлені противибухові клапани 21, над якими зовні ковпака 10 встановлені захисні кожухи 22. На зовнішній поверхні бічної похилої стінки 19, у нижній її частині, за допомогою кронштейнів 23 встановлений дозатор 24 води з отворами 25, які направлені у бік запального вузла (протилежний напрямку руху піддонів) агломераційної машини. Дозатор води 24 встановлюється горизонтально, поперек машини, з можливістю його повороту в кронштейнах 23 навколо його поздовжньої осі і повернення у вихідне положення, прикріпленими до нього знизу противагами 26. У верхній частині торцевих 18 і бічних 19 стінок ковпака 10 пристрою виконані отвори 27, які різьбовими з'єднаннями 28 нерухомо скріплюють з нижніми отворами (не позначені) в пластинах 6 для приєднання пристрою 3 до спеціальної стійки 8, а також забезпечення можливості відхилення і повернення пристрою 3 в початкове положення і безконтактного проходження під ним шару шихти 29, що спікається. Перемички 4 використовується для скріплення між собою дуг стійки 8, а також прикріплення до неї осі 5 або перекладини, що заміщує її, (на кресленні не показана і не позначена). Вісь 5 призначена для кріплення до неї з можливістю повороту верхніх частин пластин 6 і скріплення кінців осі 5 з перемичками 4. Пластина 6, призначена для кріплення пристрою 3 для агломерації шихти із застосуванням води і газоповітряної суміші до спеціальної стійки 8, повинна також забезпечувати на агломераційній машині можливість відхилення і повернення пристрою 3 у вихідне положення і сприяти безконтактному проходженню під ним шару шихти 29, що спікається. Кількість пластин 6 залежить від ширини машини і повинне забезпечувати сталість зазору між нижніми точками ковпака 10 пристрою 3 і поверхнею шару шихти 29, що спікається. Для надання стійкості спеціальній стійці 8 додатково є основи 30, які попарно скріплюють опорні кінці стійки 8, із забезпеченням можливості нерухомого кріплення основ до майданчика 9 біля зовнішніх боків піддонів 1. 2 UA 85418 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 У вихідному положенні привід конвеєрної агломераційної машини, а також переміщення всіх матеріальних потоків відключені. На колосниковою решіткою 1 машини розміщений шар шихти 29 звичайної для підприємства висоти. На майданчик 9 (на фіг. 1-3 заштриховано) агломераційної машини встановлюють стійку 8 таким чином, щоб основи 30 симетрично розміщувалися зовні машини, а вертикальна вісь симетрії стійки 8 була перпендикулярна поверхні шихти 29. Потім вісь 5, з прикріпленими до неї пластинами 6 і пристроєм 3 кріплять до перемичок 4 і стійки 8 таким чином, щоб нижні ребра ковпака 10 пристрою безконтактно проходили над поверхнею шару шихти 29 при повороті пристрою 3 навколо осі 5. При цьому отвори 25 в дозаторі 24 води повинні бути спрямовані в бік запального горна (протилежний напрямку руху піддонів конвеєрної машини). Потім дозатор води 24 і газопідвід 13 підключають відповідно до водяної і газової магістралей, після чого агломераційна машина вважається готовою до роботи в режимі агломерації шихти із застосуванням води і газоповітряної суміші. Аломераційна конвеєрна машина працює таким чином. На колосниковою решіткою 1, що рухається, завантажувальними вузлами завантажується шар шихти 29, який, проходячи під запальним вузлом, запалюється з поверхні і спікається в загальноприйнятому режимі під розрідженням, створюваним у вакуумних камерах 2. У міру переміщення шару шихти 29 від запального вузла до місця установки пристрою 3, на поверхні шару утворюється скориночка агломерату, а на ній зберігаються розпечені осередки горіння компонентів шихти 29, які можуть запалити газоповітряну суміш, що попала на них. Далі включають подачу води в дозатор 24, яка через отвори 25 потрапляє на поверхню шару шихти 29, гасячи при цьому на поверхні шару осередки горіння компонентів шихти. В залежності від складу шихти 29, що спікається, і параметрів роботи агломераційної машини добиваються того, щоб оброблена водою поверхня шару шихти 29 підходила до пристрою 3 без присутності на поверхні осередків горіння. Потім переміщенням шиберу 12 трохи відкривають отвори 16 і 17 у верхній стінці ковпака 10 для подачі повітря в його порожнину і включають подачу газу через газопідвід 13 і газорозподільник 14 в порожнину ковпака 10. Регулюючи витрату газу, домагаються, щоб газоповітряна суміш не спалахувала на виході з отворів газорозподільника 14, а запалювалась в шарі шихти 29. В залежності від витрати газу переміщенням шибера 12 відносно верхньої стінки 15 встановлюють такий живий переріз отворів для підсосуповітря, який забезпечує повне згоряння газоповітряної суміші в шарі шихти 29. В процесі експлуатації агломераційної машини, в якій пристрій для подачі і спалювання газоповітряної суміші в шарі матеріалу, що спікається, згідно з прототипом, нерухомо кріпиться до стійки 8, а дозатор води 24 встановлений з можливістю його фіксації на кронштейнах 23, можливе виникнення нештатних ситуацій, які призводять до займання газоповітряної суміші над шаром, що спікається, а при обриві кріплень пристрою - до руйнування пристрою. У першому випадку порушується стабільність роботи машини, що знижує техніко-економічні та екологічні показники її роботи. У другому - відбувається повне руйнування конструкції пристрою і підвищується небезпека для обслуговуючого машину робочого персоналу. Зазвичай такі нештатні ситуації виникають внаслідок попадання на поверхню шару, що спікається, різних предметів (наприклад, фрагментів руйнування футеровки запального горна в процесі його роботи), лінійні розміри яких перевищують величину зазору між нижніми ребрами ковпака і поверхнею шару, що спікається. При цьому розпечений фрагмент футерівки, що потрапив на поверхню шару, що спікається, надійно скріплюється з частково розплавленим під запальним горном шаром шихти 29 і переміщується разом з нею до пристрою 3. Через більші розміри фрагмента футерівки, ніж зазор між поверхнею шару і пристроєм 3, фрагмент футерівки деформує і зміщує ковпак 8. Деформація ковпака 8 призводить до порушення рівномірності складу газоповітряної суміші в самому ковпаку 8, а його зміщення - до нерівномірності подачі в шар шихти 29 води і газоповітряної суміші. В результаті цього знижуються техніко-економічні, ресурсозберігаючі та екологічні показники роботи агломераційної машини, що знижує стабільність її роботи, і крім того, потрібні додаткові витрати на відновлювальний ремонт пристрою 3. У тих випадках, коли фрагменти футерівки помітно перевищують розмір зазору між поверхнею шару і пристроєм 3, виходять з ладу його кріплення до спеціальної стійки 8. Наслідки такої нестандартної ситуації представляють набагато більшу небезпеку як для самої машини, так і для обслуговуючого машину робочого персоналу (через створення аварійних ситуацій та високої вірогідності механічного пошкодження газових і водяних ліній, що живлять пристрій 3) і несанкціонованого попадання води і/або газу як у виробниче устаткування, так і в атмосферу цеху. 3 UA 85418 U 5 10 15 20 25 30 35 40 Позбавлений кріплень пристрій 3 потрапляє на поверхню шару, що спікається, переміщаючись разом з яким він потрапляє в інше (зазвичай дробильне) обладнання, яке назавжди виводить його з ладу. Агломераційна машина позбавлена перерахованих недоліків, завдяки удосконаленню її конструкції. При роботі агломераційної машини в звичайному режимі пристрій 3 розташовується з рівномірним, мінімально можливим зазором (для зниження непродуктивного витрачання газоповітряної суміші) над поверхнею шару шихти 29. При цьому нижня точка пристрою 3, яка спрямована в бік запального горна, буде знаходитися в положенні b1, а струмені води з отворів 24 дозатора 23 потраплятимуть на поверхню шару в точку а 1 на відстані 11 між точками а1 і b1 (див. фіг.3). У разі виникнення нештатної ситуації через попадання фрагмента футерівки на поверхню шихти і переміщенні його разом із шаром до пристрою 3 предмет, що потрапив на поверхню шару шихти 29, що спікається, буде переміщати пристрій 3 в напрямку розвантажувального вузла машини, впираючись у направлену у бік запального горна бічну стінку 19 (див. фіг.4). Переміщення пристрою 3 буде супроводжуватися його підйомом над поверхнею шару 29 з одночасним поворотом за годинниковою стрілкою навколо осі 5 прикріплених до неї з можливістю повороту пластин 6 (див. фіг.3). При такому переміщенні пристрою 3 звернена до запального горна нижня точка (b1) ковпака 10 буде послідовно проходити по дузі, з точки b1 в точки b2, b3, b4 і т. д., доти, поки лінійні розміри утворюваного при цьому зазору між пристроєм 3 і поверхнею шару шихти 29 не перевищать вертикальний розмір виступаючої над шаром частини предмета. Після цього предмет вийде із зачеплення з пристроєм 3 і продовжить рух разом із шаром у напрямку розвантажувального вузла машини, а пристрій 3 повернеться у вихідне положення (b1). При цьому як видно з фіг.3, за час описаного переміщення пристрою 3 точка b1 не буде торкатися поверхні шару шихти 29, що виключає можливість виходу його з ладу за рахунок контакту з поверхнею шару шихти 29. При переміщенні пристрою 3 за годинниковою стрілкою дозатор води 24 буде провертатися противагами 26 в кронштейнах 23 в напрямку, протилежному напрямку руху шару (тобто проти годинникової стрілки). При цьому за рахунок прикріплених до дозатора води знизу противаг 26 отвори 25 дозатора води будуть завжди зберігати заданий при регулюванні кут витікання струменів води відносно до горизонтальної поверхні шару шихти 29, що спікається. Це дозволить зберегти практично незмінними відстані l1 – l4 і не дозволить зблизитися між собою однойменним точкам (а1 з b1, а2 з b2 і т.д.), що забезпечить запобігання загорянню газоповітряної суміші над шаром шихти 29, що спікається. По завершенні нештатної ситуації пристрій 3 і дозатор води 24 повернуться в початкове положення. Пристрій пропонованої конструкції забезпечують надійне введення води і спалювання газоповітряної суміші в шарі матеріалу, що спікається. При цьому підвищується технікоекономічні, ресурсозберігаючі та екологічні показники, знижується ймовірність аварійного руйнування пристрою в процесі його експлуатації, а також забезпечується безпека роботи обслуговуючого машину робочого персоналу. Пропонована корисна модель може використовуватися як в чорній, так і в кольоровій металургії, а також у процесах хімічної технології, виробництві будівельних матеріалів та інших виробництвах, де застосовують спікаючий випал або згрудкування матеріалів у фільтруючому шарі. 45 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 60 Пристрій для введення води і газоповітряної суміші в шар шихти, що спікається, на конвеєрній машині для агломерації шихти, який включає дозатор води з отворами, встановлений горизонтально за допомогою кронштейнів з можливістю повороту в отворах кронштейнів навколо його подовжньої осі і повернення у вихідне положення, газопідвід і газорозподільник, закріплений нерухомо з направленими вниз отворами, який відрізняється тим, що він містить ковпак з отворами у верхній стінці для підсосу повітря і напрямними, шибер, встановлений на верхній стінці ковпака, виконаний рівним верхній стінці, з отворами, співпадаючими з отворами у верхній стінці ковпака, причому торцеві стінки ковпака виконані у вигляді рівнобедрених трапецій, довгі основи яких розташовані знизу, а бічні стінки ковпака виконані похилими і по їх довжині у верхній частині виконані прорізи, на які встановлено противибухові клапани, при цьому газорозподільник закріплений в порожнині ковпака із забезпеченням виходу газоповітряної суміші з його отворів без займання, а живий переріз отворів для підсосу повітря виконано таким, що забезпечує повноту згоряння подаваного газу в шарі шихти, що спікається, 4 UA 85418 U 5 при цьому дозатор води встановлений на зовнішній поверхні бічної стінки ковпака і забезпечений противагами, прикріпленими до нього знизу, для його повернення у вихідне положення, а кронштейни розміщені в нижній частині бічної стінки ковпака по її довжині, при цьому у верхній частині торцевих і бічних стінок ковпака виконані отвори для приєднання пристрою на конвеєрній машині з зазором над поверхнею шару шихти, що спікається, з можливістю його відхилення і повернення у вихідне положення. 5 UA 85418 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6