Вспомогательное оборудование агломерационного и доменного производства

Размещено на http://allbest.ru

ВВЕДЕНИЕ

Для обеспечения эффективной работы металлургических цехов необходимо проектировать основное и вспомогательное оборудование, отвечающее ряду требований, таких как соответствие технологии производства, высокая производительность, передовые технико-экономические показатели, надежная и безаварийная работа, возможность автоматизации, совершенство конструкций, долговечность узлов и деталей, ремонтопригодность, максимальный межремонтный период, возможность проведения ремонтов скоростными методами, удобство и безопасность обслуживания и эксплуатации. Создание такого оборудования является важной и сложной проблемой, охватывающей многие вопросы, связанные с его проектированием, изготовлением, исследованием, эксплуатацией и ремонтом с учетом всех особенностей металлургического производства.

1. ГРОХОТЫ

Операция грохочения заключаются в пропускании перерабатываемого материала на подвижных грохотах с ситами или колосниками или на неподвижных колосниковых решетках.

В промышленности применяются следующие типы грохотов [1]:

· неподвижные колосниковые;

· валковые;

· плоские качающиеся;

· барабанные и конические вращающиеся;

· вибрационные с эксцентриковым валом (рисунок 1);

· вибрационные с дебалансным вибратором - инерционные (рисунок 2);

· электровибрационные.

Угол наклона неподвижных колосниковых грохотов принимается в пределах от 35 до 45° в зависимости от физических свойств руды.

На рисунке 3 показан самобалансный наклонный откатной грохот [2], предназначенный для отделения мелочи (размером менее 8 мм) от горячего агломерата с размерами кусков 150 мм. Грохот состоит из следующих основных узлов: сварного корпуса 1 с колосниковой решеткой 2, вибрационного привода 3, опорной тележки 4 и системы охлаждения корпуса.

Рисунок 1 - Вибрационный грохот с эксцентриковым валом (общий вид)



Рисунок 1 - Вибрационный грохот с эксцентриковым валом (Е-Е)

Рисунок 2 - Инерционный грохот в герметизированном исполнении

Рисунок 3 - Самобалансный откатной грохот для отсева мелочи агломерата: а - общий вид; б - кинематическая схема привода

Система охлаждения балок корпуса включает в себя коллектор 8 и поддерживающие опоры. Колосниковые плиты, образующие рабочую решетку (полотно) грохота, устанавливаются на нижние балки корпуса и закрепляются на них. Корпус грохота смонтирован на пружинных амортизаторах 6 опорной тележки под углом 8° к горизонту.

Привод состоит из двух механических самобалансных вибраторов (ведущего 13 и ведомого 12), соединенных между собой промежуточным валом 16, электродвигателя 14 переменного тока и карданного вала 15. Каждый вибратор представляет собой сварнолитой корпус, внутри которого установлены на подшипниках качения два дебаланса 10, соединенные между собой зубчатой передачей 11. При вращении дебалансов (при определенном положении вибраторов) возникают направленные под углом к поверхности колосниковой решетки инерционные силы, вызывающие вибрацию корпуса грохота вместе с решеткой. При перемещении агломерата на вибрирующей решетке происходит разделение его на классы.

Опорная тележка, выполненная в виде сварной рамы с четырьмя колесами, несет на себе стойку 9 с площадкой под привод и выгрузочную воронку 5. В рабочем положении фланцы 7 тележки прикреплены болтами к стационарным металлоконструкциям.

В электрической схеме грохота предусмотрено динамическое торможение, обеспечивающее уменьшение амплитуды колебания грохота во время его остановки.

На рисунке 4, а изображена схема установки вибрационного грохота у горловины коксового бункера [3]. Короб 2, подвешенный на канатах 3 с упругими элементами 4, имеет два сита 5 и 6, которые наклонены к горизонту на 15 - 25°. Размер отверстий верхнего сита 70х70, а нижнего 25х25 мм. Привод - инерционный, с простым или самоцентрирующимся вибратором, который приводится в движение от двигателя 1 через текстропную передачу.

На рисунке 4, б показан вибрационный грохот. Короб 2 связан с якорем электромагнитного вибратора 1 пакетом рессор и установлен на тележке 3, которая может выкатываться из-под горловины бункера. Колосниковая решетка 4 состоит из чередующихся стационарных (неподвижных по отношению к коробу) и резонирующих колосников. Частота собственных колебаний резонирующих колосников равна частоте колебаний короба, благодаря чему материал подбрасывается.

Рисунок 4 - Схемы вибрационных грохотов

По принципу действия грохот относится к двухмассовой системе (масса колосников относится к массе короба), совершающей вынужденные колебания.

Простой вибратор (рисунок 5, а) состоит из вала 2, закрепленного в подшипниках короба 1. При вращении вала возникают центробежные силы, под действием которых короб колеблется. Амплитуду колебаний можно регулировать изменением массы грузов или радиуса их вращения.

В самоцентрирующемся вибраторе (рисунок 5, б) приводной шкив закреплен на валу эксцентрично. При определенных условиях ось шкива во время работы грохота остается неподвижной, а амплитуда колебаний короба равна эксцентриситету.



Рисунок 5 - Кинематические схемы вибраторов

2. ПИТАТЕЛИ И ДОЗАТОРЫ

Для равномерной выдачи сыпучих материалов из бункеров на конвейеры или подачи непосредственно в технологические машины (например в дробилку, грохоты) применяют следующие питатели [2]:

· дисковые;

· ленточные;

· пластинчатые;

· качающиеся;

· лотковые;

· электровибрационные.

Для этой же цели и одновременной весовой дозировки материалов используют дозаторы тех же типов (дозаторы в отличие от питателей имеют взвешивающее устройство).

На рисунке 6 показан дисковый (тарельчатый) питатель. Питатель состоит из закрепленной на фундаменте рамы 1, электродвигателя 2, муфты 3, редуктора 4 и закрепленного на выходном валу редуктора диска (тарели) 5, футерованного плитами 6 из износостойкой стали. Горловину бункера, под которым устанавливается дисковый питатель, выполняют с боковым выгрузочным окном 7, перекрываемым заслонкой 8. Кроме того, устанавливают скребок (нож) 9. При работе питателя материал силой трения о диск увлекается к выгрузочному окну горловины бункера и сталкивается скребком на движущуюся ленту 10 конвейера.



Рисунок 6 - Дисковый (тарельчатый питатель): а - общий вид; б - схема действия

Производительность питателя зависит от частоты вращения диска, размеров выгрузочного окна и достигает 80 м³/ч. Сечение выгрузочного окна регулируют заслонкой 8. Ленточные питатели устанавливают горизонтально или с уклоном 10° в сторону подачи [4]. В горизонтальной части короба (рисунок 7) имеется заслонка для регулирования производительности питателя.

Рисунок 7 - Ленточный питатель

Пластинчатые питатели легкого типа имеют такую же конструкцию как и пластинчатый конвейер. Рабочим органом служит втулочно-катковая или роликовая пластинчатая бесконечная цепь, приводимая в движение звездочкой. Натяжение конвейерной цепи обеспечивает винтовое устройство. Ролики питателя перекатываются по направляющим. К цепи закрепляются пластины или лотки. Для регулирования толщины слоя материала короб питаталя у загрузочного отверстия имеет шибер.

Пластинчатые питатели выпускают с редукторным и храповым приводами. При редукторном приводе вращение от двигателя передается на редуктор, открытую зубчатую передачу и приводные звездочки. Изменение скорости ленты обеспечивает многоскоростной привод. При храповом приводе движение передается через эксцентрик, шатун, коромысло с храповой собачкой и храповое колесо, жестко закрепленное к приводной звездочке.

Скорость передвижения полотна питателя изменяется от 0,05 до 0,25 м/с. Пластинчатые питатели тяжелого типа выполняются двух модификаций: средней и тяжелой. В питателях средней модификации для загрузки используют тяговой орган из двух и более цепей.

Пластинчатый питатель показан на рисунке 8.

Рисунок 8 - Пластинчатый питатель [1]

Маятниковый питатель показан на рисунке 9. Маятник делает до 15 качаний в минуту с размахом до 50°.



Рисунок 9 - Маятниковый питатель с бункером и барабанным питателем

Однако распределение шихты, производимое этим механизмом, не является достаточно совершенным, так как неизбежные остановки в крайних положениях приводят к образованию двух гребней (рисунок 10), с которых к центру и стенкам скатываются крупные куски.

Рисунок 10 - Схема загрузки шихты маятниковым питателем:

1 - кривошипный механизм: 2 - качающийся питатель; 3 - наконечник питателя; 4 - выравнивающий лоток

Схема укладки шихты барабанным питателем приводится на рисунке 11 [1]. С барабанного питателя шихта попадает на наклонный щит, с которого скатывается на машину.



Рисунок 11 - Схема загрузки шихты на машину барабанным питателем: а - правильная установка питателя; б - неправильная установка питателя

Барабанный питатель показан на рисунке 12 [3]. Гладкий сварной барабан закреплен на кронштейнах 5 под бункером. Материал выгружается через щель. На рычагах 6 закреплен швеллер-отсекатель 7. Привод вращения барабанов (электродвигатель и качающиеся редукторы) размещен на вагоне-весах.

Рисунок 12 - Барабанный питатель

Для набора материала вагон-весы устанавливают так, чтобы качающиеся редукторы 1 совмещались с венцами барабанов. При повороте редукторов выступ 3 упирается в ролик штанги 4 и поднимает швеллер-отсекатель 7. Ведомое колесо 2 входит в зацепление с венцом барабана. Нож 9 прижимается к барабану пружиной и очищает его поверхность от налипшей руды.

Челноковый питатель (рисунок 13) представляет собой короткий горизонтальный конвейер 1, установленный на подвижной раме 2 и перемещающийся перпендикулярно ленте агломерационной машины 3 в пределах ее ширины.

Рисунок 13 - Схема челнокового питателя

Вибрационные питатели показаны на рис. 14. Лоток 3 с электромагнитным вибратором 1 прикреплен к бункеру на подвесках 2. Статор вибратора соединен с лотком, а якорь установлен на рессорах. Пульсирующий ток, который подается в обмотку статора, создает колебания якоря и лотка с частотой 3000 колебаний в минуту и амплитудой 1 - 4 мм. Вибрационный питатель работает в режиме с подбрасыванием.

Рисунок 14 - Электровибрационный питатель

Для непрерывной выдачи из бункеров различных сыпучих материалов с заданной массовой производительностью применяют автоматические дозаторы непрерывного действия [2] (рисунок 15). Дозатор состоит из электровибрационного питателя 1, подвешенного на амортизаторах к горловине бункера, и ленточного конвейера 2, установленного на опорной металлоконструкции 3. Непрерывный массовый контроль дозируемого материала производят на конвейере, представляющем собой платформу для взвешивания, и рычажной системе весов с пружиной. Деформация пружины передается на индукционный датчик и далее в систему приборов для автоматической регулировки дозатора на заданную производительность. Производительность дозаторов этого типа достигает 200 т/ч.

Рисунок 15 - Автоматический весовой дозатор

3. ТРАСНПОРТЕРЫ

В схемах транспортирования материалов от бункеров к доменной печи применяются пластинчатые конвейеры и ленточные с прорезиненной лентой [3].

Один из возможных вариантов транспортирования показан на рисунке 16. Агломерат подается на бункерную эстакаду конвейерами 1. У выходных отверстий бункеров установлены питатели-грохоты 3, 5 для отсева мелочи. Крупный агломерат поступает на сборные конвейеры 4, а мелочь - на конвейер 6. Поворотный лоток 7 направляет агломерат в правую или левую весовую воронку 3, а оттуда - в скип 9. Добавки подаются в бункера краном, дозируются весовыми дозаторами и по желобам направляются в скип. Кокс в коксовые бункера загружается конвейерами 2 и после отсева мелочи и дозировки направляется в скип.

Рисунок 16 - Технологическая схема транспорта к подъемнику доменной печи

Рабочая и холостая ветви ленты опираются на роликовые опоры [2], смонтированные на несущих металлоконструкциях. Ширина ленты составляет 400 - 2000 мм, скорость ленты достигает 3,15 м/с, а длина конвейера 1500 м и более.

Насыпные материалы с острыми режущими гранями кусков и повышенной температурой транспортируют пластинчатыми конвейерами: ширина полотна составляет 400 - 1600 мм, производительность конвейеров 20 - 750 м³/ч и длина конвейера до 200 м.

Другой вариант транспортирования показан на рис. 17 [5]. Два конвейера I размещены симметрично по отношению к оси доменной печи. Агломерат направляется перекидным лотком II в правую или левую весовую воронку III, а затем загружается в скип.

Приводные звездочки конвейеров расположены в разгрузочной части, а звездочки с винтовым натяжным устройством - в хвостовой. Тяговый орган конвейера состоит из двух шарнирных втулочно-роликовых цепей, на звеньях которых закреплен настил с бортами.

Опорами тягового органа являются ролики, установленные на подшипниках качения.

Рисунок 17 - Кинематическая схема пластинчатого конвейера

Конвейер работает в двух режимах: с номинальной скоростью (0,575 м/с) и ползучей (0,192 м/с). Перевод на ползучую скорость повышает точность загрузки шихты в весовую воронку.

Такие схемы имеют большую производительность, однако оборудование их громоздко и количество обслуживающего персонала велико.

4. ВОРОНКА-ВЕСЫ

грохочение питатель транспортер

Воронка-весы (рисунок 18) предназначена для набора, взвешивания и выдачи материала в скип скипового подъемника [5]. Эти воронки используют для работы с горячим агломератом (600 °С) при числе открываний затвора до 60 в час. Время открывания затвора 2,2 с.

Рисунок 18 - Воронка-весы:

1 - течка; 2 - затвор; 3 - щековина; 4 и 5 - шарниры; 6 - корпус воронки; 7 - футеровка; 8 - тяга; 9 - стойка

Взвешивающая воронка (рисунок 19) предназначена для взвешивания и выдачи в скип скипового подъемника порции кокса. Она состоит из воронки-весов и затвора с электроприводом. Воронку устанавливают на механических рычажных весах. Применяют также тензометрическое взвешивание.

Рисунок 19 - Взвешивающая воронка для кокса:

1 - воронка; 2 - двигатель; 3 - червячный редуктор; 4 - барабан; 5 - огибающий ролик; 6 и 8 - противовесы; 7 и 9 - канаты; 10 - шибер; 11 - командоаппарат; 12 - бронзовый обод

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Создание машин требует использовать в полной мере современные достижения науки в области теории, расчета и оптимального проектирования металлургического оборудования.

Весьма существенную роль в решении этих задач играют инженеры-механики, являющиеся создателями (конструкторами), изготовителями, монтажниками, эксплуатационниками и ремонтниками современных металлургических машин и механизмов.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Бардин И.П. и др. Доменное производство. Справочник. Том 1. - М.: Металлургиздат, 1963. - 654 с.

2. Машины и агрегаты металлургических заводов. В 3-х томах. Т. 1. Машины и агрегаты доменных цехов. Учебник для вузов / Целиков А. И., Полухин П. И., Гребеник В. М. и др. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Металлургия, 1987. - 440 с.

3. Механическое оборудование доменных цехов. Левин М. З., Седуш В. Я. Киев - Донецк, издательское объединение «Вища школа», Головное изд-во, 1978. - 176 с.

4. Лукашкин Н.Д., Кохан Л.С., Якушев А.М. Конструкция и расчет машин и агрегатов металлургических заводов: учебник для вузов. - М.: ИКЦ «Академкнига», 2003. - 456 с.: ил.

5. Машиностроение. Энциклопедия / Ред. совет: К. В. Фролов (пред.) и др. М.: Машиностроение.

6.Машины и агрегаты металлургического производства. Т. IV - 5 / Н. В. Пасечник, В. М. Синицкий, В. Г. Дрозд и др.; Под общ. ред. В. М. Синицкого, Н. В. Пасечника. 2000. - 912 с., ил.

Размещено на Allbest.ru