» » Другие конструкции распределительных устройств и засыпных аппаратов
08.06.2015

Особенностью засыпного аппарата, состоящего из воронки и конуса, является возможность загрузки руды, особенно мелкой, на периферию печи, а горючего — к центральной его части. Однако имеется ряд факторов, существенно влияющих на это распределение, так что руда или агломерат при желании (а иногда и независимо от последнего) может оказаться у оси в большем или меньшем количестве. Анализ этого явления был сделан лишь в конце 30-х годов. Ранее же считалось (а некоторые и теперь продолжают считать), что засыпной аппарат Парри не обеспечивает загрузки руды вдали от стен, особенно при мелкой руде и диаметре колошника 5,0—6,5 м.
В различное время предлагались устройства засыпных аппаратов для загрузки руды дальше от стен и ближе к центральной части колошника. Особенно много конструкций предложено для древесноугольных печей, так как в последних большой объем занимает древесный уголь, насыпной вес которого примерно в три раза меньше насыпного веса кокса. При относительно меньшем объеме руды приходилось особенно заботиться об ее равномерном распределении. Аналогичные конструкции стали распространяться на большие доменные печи, работающие на коксе. При этом предполагалось, что с увеличением диаметра калошника возрастает вероятность недогрузки рудой центрального круга на колошнике.
Изучение этих конструкций имеет как теоретическое, так и историческое значение: теоретическое — потому, что знакомит читателя с возможными направлениями мысли при решении задач, связанных с выбором системы загрузки; историческое — потому, что дает картину попыток решений вопроса. При этом видно, какие препятствия могут встретиться при разработке систем распределительных устройств.
Историческое значение рассматриваемых систем состоит также и в том, что некоторые из них, предложенные давно, задолго до изучения и разработки теории простого одноконусного аппарата, в свое время и для своих условий являлись прогрессивными. Некоторые из этих устройств сохранились и до наших дней кое-где на действующих печах.
Наиболее старой является конструкция засыпного аппарата системы Куэнь-де-Ватера, в которой (рис. 33) между воронкой Б и конусом В располагается кольцо А, сечение которого представляет равнобедренный треугольник. Конус неподвижен, а кольцо поднимается и опускается. При опускании кольца руда загружается двумя концентрическими кругами. Изменяя высоту засыпи, можно засыпать руду в печь на различном расстоянии от стенок и оси колошника (Р1Р2М1М2). Регулирование можно осуществлять изменением количества руды, загружаемой между воронкой Б и кольцом А, а также кольцом А и конусом в. Такого типа аппарат работал в тридцатых годах на небольшой коксовой доменной печи одного южного завода.
Другие конструкции распределительных устройств и засыпных аппаратов

Интересным видоизменением того же устройства является аппарат Поносова, установленный на некоторых печах Урала (рис. 34). В кольце засыпного аппарата у нижних кромок конических поверхностей сделаны расходящиеся прорези, а ниже конуса дополнительно подвешен неподвижный конус-«разбойник». Конструкция благодаря прорезям равномернее разбрасывает материалы по сечению колошника, а конус-«разбойник» отбрасывает куски к периферии и к центру печи.
Другие конструкции распределительных устройств и засыпных аппаратов

Другим видоизменением того же аппарата является двухконусный аппарат В.А. Сорокина (рис. 35), где подвижной конус расположен ниже кольца. Сначала кольцо и конус опускаются вместе, засыпая материал как в обычном одноконусном аппарате. Затем кольцо в своем движении задерживается, а конус продолжает опускаться. На рис. 36 представлен аппарат, хорошо оправдавший себя на некоторых южноуральских древесноугольных печах. Конус в верхней части переходит в малую воронку, которую снизу закрывает дополнительный неподвижный конус. Внизу имеется «разбойник». При опускании главного конуса с малой воронкой основная масса руды, расположенная между основными воронкой и конусом, распределяется как при обыкновенном аппарате Парри, а небольшое количество руды, расположенное между верхней малой воронкой и неподвижным конусом, направляясь к центру печи, отбрасывается «разбойником» в стороны.
Аппараты Рязанцева, Гончарова, Бойнтона и других представляют разновидности двухконусного засыпного устройства.
Другие конструкции распределительных устройств и засыпных аппаратов
Другие конструкции распределительных устройств и засыпных аппаратов

На рис. 37 показан аппарат Лангена, принципиально отличающийся от конусных устройств. Он дает распределение, противоположное аппарату Парри: опускающийся конус заменен поднимающимся колоколом; поэтому материал ссыпается с воронки к оси печи. Распределение материалов на колошнике, как и в обычном аппарате, зависит от высоты слоя, с увеличением которой гребень располагается ближе к стенке. Для устранения периферийного движения газов аппарат оборудован центральным газоотводом. Такая конструкция широко применялась в Германии, но потом была заменена аппаратом Парри.
Другие конструкции распределительных устройств и засыпных аппаратов

Некоторой усложненной разновидностью колокола Лангена является шведский аппарат Толандера (рис. 38). Воронка 1 неподвижна. На ней установлен цилиндр 2 с прикрепленной к нему воронкой 3, которые могут подниматься вверх. Два неподвижных цилиндра 5 и 6 служат для направления некоторого количества руды и флюса, высыпающихся из воронки 1 на периферию печи. Остальной материал засыпается .между воронкой 3 и поднимающимся пробкой конусом 4 и загружается в центральную часть печи. Используя принцип подъемного колокола Лангена дважды, аппаратом Толандера можно загрузить материал двумя кольцами, аналогично двухконусному аппарату В.Л. Сорокина.
Другие конструкции распределительных устройств и засыпных аппаратов

Для конусного аппарата предлагались ограничивающие цилиндры, аналогичные 5 и 6 на рис. 38 (конструкции Киллинга или Немцова и Гуляницкого). Однако, эти предложения не распространились не только из-за быстрого износа цилиндров, но и вследствие недостаточного улучшения распределения материалов по сечению колошника.
Дальнейшим усложнением прибора Толандера является шведский аппарат Квеннеристедта, состоящий из расположенных один над другим двух аппаратов, из которых верхний представляет собой аппарат Толандера, а нижний — подвижную чашу, установленную между неподвижными воронкой и конусом. При подъеме чаши материал, расположенный между нею и воронкой, направляется к оси, а между чашей и конусом — к периферии. Аппарат сложен, громоздок и чрезмерно высок.
Стремление одним аппаратом загрузить материал к периферии и к оси (смотря по необходимости) отразилось не только на конструкциях многоконусных аппаратов и засыпных устройств системы Лангена; оно сказалось также в попытках применить опускающиеся и поднимающиеся кольца (Мак-Дональда).
На рис. 39, а показан аппарат Лангена с регулирующим кольцом типа усеченного конуса. При опущенном кольце материал, устремившийся к центру после поднятия колокола, ударяется о конус кольца и направляется к периферии; при поднятом кольце (пунктир) засыпное устройство работает как аппарат Лангена.
Другие конструкции распределительных устройств и засыпных аппаратов

На рис. 39, б изображен аппарат Парри с опущенным кольцом (воронкой), которое направляет ссыпающийся материал к оси. При поднятом кольце (воронке) аппарат работает как обычный одноконусный.
Были предложения изготовлять кольца с зубчатой кромкой (кольца Спика) наподобие кольца в аппарате Поносова. Однако все подвижные кольца, как и цилиндры, практически неприменимы, так как они быстро деформируются от воздействия высокой температуры и от ударов кусков материалов.
На Магнитогорском заводе испытано следующее устройство для регулирования подачи руды на периферию или к центру. Большой конус состоит из двух, плотно лежащих один над другим конусов; каждый из них имеет вырезы (подобно вырезам в приборе Поносова), причем ширина выреза равна ширине полосы. Один из конусов неподвижен, другой вращается относительно оси на угол, отвечающий ширине выреза. При совмещенных верхних и нижних вырезах часть руды ссыпается на периферию, а некоторое количество просыпается к центру. При повороте подвижного конуса на ширину выреза руда ссыпается только к периферии.
Рассмотренные в настоящем параграфе конструкции распределительных аппаратов не являются более совершенными в сравнении с обычным конусным аппаратом, умелое пользование которым может обеспечить любое распределение материалов по сечению колошника. По простоте же устройства и удобству работы в весьма тяжелых условиях колошника ни одно из предложенных устройств не может конкурировать с обычным конусным аппаратом. Поэтому прибор Парри, снабженный приемной воронкой, получил широкое распространение.
Таким образом, все конструкции засыпных устройств сводятся к двум основным типам, направляющим загружаемый материал к оси либо к стенкам. И те и другие аппараты могут загружать материал как одним, так и двумя или несколькими кольцами, используя для этого конструктивные усовершенствования и разные системы работы. Предложены также комбинации обоих принципов в одном засыпном устройстве, например, в аппаратах Куэня, Бойнтона, уральском аппарате и др.