Улучшение качества чугуна. ДИПЛОМ. 1 Теоретическая часть 1 Конструктивные особенности доменных печей в доменном цехе 1 пао нлмк
 Скачать 282.26 Kb.
|
 Введение В доменном цехе № 1 расположено шихтоподготовительное отделение, в котором после агломерационного цеха производят последние приготовления к загрузке шихты в печь, это – грохочение агломерата, кокса и добавок (отсев на определенные фракции). На каждой печи система шихтоподготовки различается. Например, тем что на доменной печи № 4 не используют отсев агломерата окатышей и добавок, а на доменной печи № 5 используют грохота для отсева агломерата, окатышей и добавок. Так же доменные печи в доменном цехе № 1 имеют небольшие различия, например, одним из этих отличий является различный объем каждой печи. Целью дипломного проекта является совершенствование технологии производства чугуна в доменном цехе № 1 ПАО «НЛМК» путем улучшения подготовки сырья. Актуальность дипломного проекта обусловлена предложенными мерами по улучшению подготовки сырья в доменном цехе № 1, для дальнейшего совершенствования производства. Для этого были поставлены следующие задачи: Рассмотреть конструктивные особенности доменных печей в доменном цехе № 1 ПАО «НЛМК». Выполнить расчет: Основного и вспомогательного оборудования для получения чугуна. Шихты. Рассмотреть технологическую схему подготовки сырья с приемами совершенствования производства. Рассмотреть охрану труда и промышленную безопасность на участке шихтоподготовки в доменном цехе № 1. Рассмотреть требования по охране окружающей среды на участке шихтоподготовки доменного цеха № 1 1 Теоретическая часть 1.1 Конструктивные особенности доменных печей в доменном цехе № 1 ПАО «НЛМК» Печи в доменном цехе № 1 конструктивно различаются. Эти различия выражены в высоте, объеме, загрузочном устройстве, подаче шихтовых материалов. Ниже в таблице 1 приведены основные габаритные свойства доменных печей в доменном цехе № 1. Таблица 1 – Габаритные свойства доменных печей
В таблице 1 можно заметить, что доменная печь № 5 отличается от остальных загрузочным устройством шихтовых материалов. Это отличие заключается в том, что на всех печах доменного цеха № 1 кроме печи № 5 установлено двухконусное загрузочное устройство, а на доменной печи № 5 безконусное загрузочное устройство. Двухконусное загрузочное устройство. Двухконусное загрузочное устройство состоит: Приемной воронки Вращающегося распределителя шихты Засыпного аппарата Устройства для подвески конусов Уравнительной системы большого и малого конусов Лебедки маневрирования конусами Описание элементов конструкции: Приемная воронка предназначена для направления шихтовых материалов в воронку малого конуса. Приемная воронка изготавливается сварной из листовой стали, внутренняя поверхность которой футерована сменными плитами из марганцовистой стали. Верхняя часть приемной воронки выполняется с прямоугольной верхней частью и круглым выгрузным отверстием, расположенным над воронкой малого конуса. Для нормального ссыпания материалов боковые стенки имеют угол наклона более 45 градусов и скругленные сопряжения. Распределитель шихты предназначен для распределения шихтовых материалов в доменной печи во время выгрузки. Распределитель расположен под приемной воронкой на верхнем фланце газового затвора. Распределитель шихты состоит из следующих основных узлов: вращающейся воронки с механизмом вращения, малого конуса со штангой и привода вращения. Вращающаяся воронка состоит из верхней и нижней частей. Верхняя часть складывается из двух половин, разъемных по вертикали, она выполнена сварной из листовой стали и внутри футерована плитами. Нижняя часть выполнена из износоустойчивой стали, она состоит из наружной воронки и внутренней. Для предотвращения утечки газов при работе конусов между наружной воронкой и неподвижным опорным кольцом распределителя установлено двойное сальниковое уплотнение. Нижняя наружная воронка имеет два фланца с прикрепленными к ним секторами беговых дорожек, которыми она опирается на ролики, установленные на кронштейнах опорного кольца. Роликовых узлов всего шесть, из них три опорных и три контроопорных. На кронштейнах опорных роликов сверху находятся приливы для установки упорных роликов. На верхнем фланце наружной воронки укреплен зубчатый венец, находящийся в зацеплении с шестерней, закрепленной на вертикальном валу конической шестерни углового редуктора. Вращающаяся воронка приводится в действие электродвигателем через присоединенные к нему при помощи эластичной муфты цилиндрический редуктор и угловой редуктор. Другой конец выходного вала цилиндрического редуктора кулачковыми муфтами присоединяется к сельсин датчику и командоаппарату. Для предохранения от воздействия горячих газов электропривод при помощи шарнирных муфт и промежуточного вала установлен в стороне от распределителя шихты на колошниковой площадке. Механизмы и электрооборудование привода помещены на сварной раме. Для предохранения механизма вращения распределителя шихты от попадания кусков шихтовых материалов на верхней вращающейся воронке установлен металлический зонд. Малый конус подвешен на пустотелой штанге, которая соединена с подвесками балансира при помощи головки, опирающейся на роликовый подпятник, заключенный в стальную разъемную обойму. Штанга защищена от истирания кольцами из марганцовистой стали. Засыпной аппарат состоит из следующих основных элементов: цельнолитой чаши, большого конуса, штанги и газового затвора. Для повышения стойкости большого конуса и чаши против абразивного и газоабразивного износа их контактные поверхности наплавляют твердым сплавом. В верхней части большого конуса находится защитный кожух, предохраняющий от абразивного износа детали соединения конуса со штангой. Газовый затвор представляет собой сварную металлическую конструкцию, состоящую из двух частей с вертикальным разъемом. Затвор имеет для смены малого конуса и три люка для осмотра и ремонта засыпного аппарата. Газовый затвор и чашу большого конуса крепят к опорному кольцу купола шахты доменной печи. Механизм предельного натяжения канатов служит промежуточным звеном, соединяющим концы цепей, сбегающих с барабанов лебедки, с канатами, идущими от балансиров конусов. Он предназначен для остановки лебедки при предельном, максимальном и минимальном натяжении канатов. Противоскручивающее устройство служит для предотвращения поворота цепи вследствие раскручивания канатов при их натяжении. При нормальном (рабочем) натяжении канатов пластинчатые тяги, шарнирно соединенные с траверсами, сжимают пружину до определенной величины. Когда натяжение канатов чрезмерно, траверсы, сжимая пружины, сближаются. В этом случае линейка, соединенная с траверсой, переместится, отклонит рычажок конечного выключателя, прикрепленного к траверсе, и разомкнет цепь питания электродвигателя лебедки (лебедка остановится). Ослабление канатов повлечет за собой разжатие пружины. Вследствие этого линейка, соединенная с траверсой, перемещается и выключит конечный выключатель, закрепленный на траверсе. Канаты, идущие от балансиров, присоединяются к пластинчатым тягам при помощи жимков и коушей, составных тяг, траверсы и переходной серьги, соединенных между собой шарнирно. Для предотвращения поворота цепи предусмотрено противоскручивающее устройство, которое состоит из штанги, соединенной с механизмом предельного натяжения пальцем шарнира, втулки с цапфами, опирающимися на подшипники, прикрепленные к металлическим конструкциям машинного здания. Перемещение механизма предельного натяжения сопровождается скольжением штанги во втулке, которая поворачивается на подшипниках. Балансиры конусов, предназначенные для подъема и принудительного опускания конусов, состоят из сварной рамы, жестко закрепленной на копре, трех двухплечих сварных рычагов, из которых два крайних рычага предназначены для большого конуса, а средний – для малого конуса. К коротким плечам рычагов присоединены при помощи тяг и коушей канаты, идущие к электролебедке. К этим же плечам рычагов ближе к оси их вращения шарнирно крепят подвески, которые в нижней части соединены с вилками направляющих устройств, а в средней части с подвесками штанг конусов. К длинным рычагам прикреплены контрогрузы, уравнивающие вес конусов с шихтой. При повороте рычагов контрогрузы поднимаются, а конусы опускаются. Балансиры установлены на общей оси, вращающейся в подшипниках качения. Балансир малого конуса вращается на оси в подшипниках скольжения. Со штангами конусов балансиры связаны подвесным устройством. Штанга малого конуса) подвешена на двух подвесках, соединенных с траверсой, которая в свою очередь соединена с подвеской балансира малого конуса. Штанга большого конуса прикреплена к траверсе, висящей на двух подвесках балансира большого конуса. Для совмещения осей штанг с осью засыпного аппарата раму можно перемещать в двух направлениях, используя горизонтальные домкраты-фиксаторы. Опорная тележка служит для удержания рычагов в полуоткрытом положении при ослабленных канатах во время ремонта и при опущенных конусах. Уравнительные клапаны применяют при работе доменных печей с повышенным давлением газов на колошнике. Для малого конуса уравнительный клапан используют с тем, чтобы давление в меж-конусном пространстве уравнять с атмосферным. Уравнительный клапан большого конуса служит для уравнивания давления газа над конусом и давления в печи. Клапан соединяет межконусное пространство с газопроводом получистого газа. Уравнительный клапан большого конуса состоит из стального корпуса, съемного седла, тарелки и сектора. Поверхности соприкосновения тарелки и седла упрочняют твердым сплавом. Сектор насажен на вал, установленный на подшипниках. Рычаг шарнирно соединен с тарелкой. От сектора отходят два каната: один - к контрогрузу, а другой – к лебедке управления клапаном. Лебедка уравнительного клапана состоит из сварной рамы, червячного редуктора, на тихоходном валу которого консольно закреплен барабан. Связь электродвигателя с редуктором достигается пальцевой муфтой, полумуфта которой одновременно является тормозным шкивом колодочного тормоза. Рабочий ход каната регулируется командоаппаратом, кинематически связанным с тихоходным валом редуктора. Для аварийного случая предусмотрено ручное управление с конечным выключателем. Применяется также уравнительный клапан с электроприводом для работы в качестве наполнительного и выпускного клапана. Этот клапан состоит из стального корпуса, выполненного за одно с опорами для механизма привода, съемного седла, тарелки, шарнирно соединенных с рычагом, который закреплен на валу. Открытие и закрытие клапана происходит при вращении вала, осуществляемого от электродвигателя через редуктор, на выходном валу которого укреплен кривошип, шарнирно соединенный с тягой. Эта тяга другим концом шарнирно соединена с коромыслом, к средней части которого прикреплен вал. В закрытом положении клапана тарелка прижимается к седлу грузом, закрепленном на двуплечем рычаге, вращающемся на цапфе, установленной в приливе корпуса. При открытии клапана груз плавно опускается, поддерживаемый роликом, шарнирно соединенным с коромыслом. Командоаппарат связан с валом клапана гибкой муфтой и кинематическим редуктором. Все валы привода и шарнирные соединения смонтированы на подшипниках качения. Безконусное загрузочное устройство. Безконусное загрузочное устройство (БЗУ) фирмы «Пауль Вюрт» (Люксембург) предназначено для приема шихтовых материалов, шлюзования при загрузке их в доменную печь с распределением по площади колошника в соответствии с заданной программой, а также герметизации рабочего пространства доменной печи. БЗУ состоит из двух основных систем: а) приемки шихтовых материалов и шлюзования их в доменную печь; б) выгрузки шихтовых материалов в доменную печь и распределения их по площади колошника в соответствии с заданной программой. Безконусное загрузочные устройства выполняются двухтрактовыми, а по конструктивному исполнению вращающегося распределителя шихты разделяются на два типа: с лотковым распределителем шихты и с распределителем шихты типа воронка-склиз. Кроме того, БЗУ могут быть выполнены с охлаждаемым редуктором привода распределителя, помещенным в рабочее пространство доменной печи и с неохлаждаемым редуктором привода, вынесенным из рабочего пространства печи. Система приемки и шлюзования шихтовых материалов состоит из следующих основных узлов: приемной воронки, предназначенной для приемки шихтовых материалов с конвейера или из скипов и перегрузки их в промежуточные бункера; двух заслонок приемной воронки обеспечивающих подачу материалов из этой воронки в промежуточные бункера; двух верхних газоуплотнительных клапанов, служащих для отделения промежуточных бункеров от атмосферы; двух промежуточных бункеров, предназначенных для приема и накопления шихтовых материалов; двух шихтовых затворов, закрывающих выгрузочные горловины бункеров и служащих для регулирования потока вытекающей из них шихты; двух нижних газоуплотнительных клапанов, с помощью которых промежуточные бункера отделяются от рабочего пространства доменной печи. В зависимости от конструкции БЗУ имеют одно или два отсечных устройства. В первом случае такое устройство отсекает оба загрузочных тракта от рабочего пространства печи, а во втором - каждое из этих устройств отсекает только один из загрузочных трактов, что позволяет производить на нем ремонтные работы, не останавливая доменную печь. Система выгрузки шихтовых материалов в доменную печь и распределения их по площади колошника в соответствии с заданной программой состоит из следующих основных узлов: устройств, обеспечивающих подачу материалов на вращающийся распределитель шихты; редукторов, предназначенных для вращения распределителя шихты вокруг вертикальной оси и изменения углового положения его элементов, которое обеспечивает выбор требуемых траекторий ссыпания материалов в доменную печь; вращающегося распределителя шихты, служащего для управляемого распределения шихтовых материалов по площади колошника. В настоящее время на действующих доменных печах применяются две конструкции распределителя шихты - лотковый распределитель шихты и распределитель шихты типа воронка-склиз. В доменном цехе № 1 на доменной печи № 5 применяют лотковый распределитель шихты. На лотковый распределитель шихты материал поступает из промежуточных бункеров по наклонным течкам через футерованную износостойким материалом центральную загрузочную трубу. Распределительный лоток представляет собой желоб, футерованный износостойкими плитами. С наружной стороны корпус лотка защищен от теплового воздействия кожухом с асбестовыми прокладками. Корпус лотка и кожух образуют полость, через которую подается азот для охлаждения. Скорость вращения лотка изменяется в пределах от 2 до 8 об/мин. Поворот лотка в вертикальной плоскости предусматривает остановку его в одиннадцати угловых положениях. Поскольку редуктор вращающегося распределителя находится в рабочем пространстве доменной печи, от тепловых воздействий он защищен теплозащитным экраном, а внутри - охлаждается азотом, давление которого превышает давление газа под колошником. Это препятствует попаданию пыли в рабочее пространство редуктора, где находятся механизмы кругового вращения и изменения угла наклона лотка. Для повышения стойкости и надежности в работе узлов БЗУ предусматриваются их обдув и охлаждение. При любой конструкции БЗУ обдуву подвергаются контактные поверхности газоуплотнительных клапанов, очищая их от пыли и охлаждая. Начинается обдув азотом по команде на закрывание клапана и заканчивается в момент прикасания тарели клапана к седлу. Кроме целей обдува азот подается в промежуточные бункера БЗУ для предотвращения возможности образования в них взрывоопасной газовой смеси при уравнивании давления в этих бункерах с давлением газа в рабочем пространстве печи и с атмосферным. Для обеспечения нормальной работы безконусного загрузочного устройства предусмотрены необходимые блокировки и сигнализация. Безконусные загрузочные устройства имеют широкие технологические возможности укладки шихтовых материалов по площади колошника благодаря наличию вращающегося распределителя шихты, расположенного непосредственно над поверхностью засыпи. Изменение траектории падения кусков материала на поверхность столба шихты в области колошника при использовании лоткового распределителя шихты осуществляется путем изменения угла наклона лотка к вертикальной оси доменной печи. При распределителе типа воронка-склиз эта же задача решается путем соответствующего рассогласования его элементов. Важной технологической особенностью БЗУ является то, что вращающийся распределитель позволяет не только рассредоточить шихту или иной вид материала по площади колошника в радиальном направлении от его стенки к оси печи, но и загрузить, при необходимости, кокс в центральную зону рабочего пространства печи. Масса порции того или иного шихтового материала, загружаемая в печь за один прием, может изменяться по усмотрению технологического персонала. Максимальная же ее величина определяется конкретными или конструктивными особенностями отдельных элементов системы загрузки (объемов весовых устройств, скипов, промежуточных бункеров). Под порцией подразумевается количество заданного материала, состоящее из одной или нескольких доз и загружаемое целиком в один бункер загрузочного устройства. Доза - это масса материала, выданного на конвейер или в скип из одного весового устройства. Понятие «подача» при работе с БЗУ становится чисто условным и представляет собой совокупность двух смежных порций, одна из которых кокс, а другая - железорудные материалы с добавками. Эти смежные порции материалов загружаются в заданной последовательности. Очередность загрузки из бункеров в доменную печь кокса и железосодержащих материалов при безконусном загрузочном устройстве утрачивает свое технологическое значение, так как в этом случае чередование подачи материалов на колошник, за некоторым исключением, осуществляется непрерывно. В ходе рассмотрения данного вопроса мы выяснили что в доменном цехе № 1 применяются два типа загрузочного устройства, это – двухконусное загрузочное устройство и безконусное загрузочное устройство. Так же были описаны технические характеристики, механизмы загрузочных устройство и ход работы этих устройств. |