Требования и порядок загрузки шыхты
На современных электропечах загрузка шихты осуществляется сверху при помощи загрузочных бадей . Старые дуговые печи загружают, пользуясь мульдами . В первом случае загрузка шихты осуществляется в один-два приема и независимо от емкости печи длительность загрузки составляет 5—10 мин. Длительность завалки в случае использования мульд зависит от насыпной массы шихты и емкости печи. Завалка мульдами печей емкостью 40 т продолжается 40—50 мин. Для убыстрения завалки, когда представляется возможным, старые дуговые сталеплавильные печи реконструируют и переводят на завалку сверху.
Быстрая загрузка шихты позволяет сохранить тепло, аккумулированное кладкой печи, в результате чего сокращается продолжительность плавления, уменьшается расход электроэнергии и электродов и увеличивается стойкость футеровки дуговой печи .
При загрузке шихты сверху порядок укладки шихты в бадье предопределяет расположение ее в печи. Для предохранения подины от ударов крупных падающих кусков на дно бадьи желательно загружать небольшое количество мелкого лома . Наиболее крупную шихту догружают вперемежку с шихтой средних размеров в центральную часть бадьи так, чтобы в печи крупные куски оказались непосредственно под электродами . По периферии распределяют куски средних размеров, а сверху засыпают мелочь.
Такая последовательность загрузки шихты в бадью обеспечивает наиболее плотную укладку шихты в дуговой сталеплавильной печи, что очень важно для стабильного горения электрических дуг. Наличие сверху мелочи обеспечивает в начале плавление быстрое погружение электродов и исключает прямое воздействие излучения дуг на футеровку стен, а присутствие в шихте под электродами крупных кусков замедляет проплавление колодцев и исключает возможность погружения электродов до подины раньше, чем накопится слой жидкого металла, защищающий подину от прямого воздействия дуг .
Для достижения оптимальной укладки шихта должна состоять на 35—40% из крупного лома, 40—45% среднего и 15—20% мелкого, причем примерно половину мелочи нужно загружать вниз, а вторую половину — поверх остальной завалки .
При наличии в шихте легирующих элементов их надо располагать таким образом, чтобы обеспечивалась максимальная скорость их плавления и минимальный угар . Тугоплавкие металлы, такие как ферромолибден или ферровольфрам, следует загружать в центральную часть бадьи. Легкоплавкие металлы, например никель, в зоне горения дуг интенсивно испаряются. Для уменьшения потерь их целесообразно загружать ближе к откосам.
Содержание углерода в загружаемой шихте должно быть на 0,4—0,6% выше нижнего предела в стали заданной марки . Недостающее количество в шихте углерода вводят используя для этого соответствующие присадки углеродсодержащих материалов — чугун, кокс и электродный бой . В результате введения чугуна в металле увеличивается содержание фосфора, поэтому чугуном пользуются только на плавках с полным окислением и дозируют его в количестве не более 20% от массы шихты. Чугун характеризуется низкой температурой плавления, поэтому его загружают вместе с мелким ломом поверх всей завалки . Кокс и электродный бой для лучшего усвоения загружают поверх первой порции мелкого лома .
Для раннего образования шлака, предохраняющего металл от окисления, и для дефосфорации в процессе плавления с шихтой загружают известь в количестве 2—3%. В зависимости от состояния подины известь загружают либо на подину, либо после на часть ранее загруженной шихты. Для дефосфорации металла уже в период плавления на плавках с полным окислением в завалку дают 1,0—1,5% железной руды. При зарастании подины руду засыпают непосредственно на подину, в остальных случаях ее загружают в бадью поверх части металлической шихты.
В случае мульдовой загрузки шихты последовательность загрузки должна обеспечивать такой же порядок распределения шихты в дуговой печи, как и при бадьевой загрузке. С целью сокращения длительности загрузки шихты ее целесообразно осуществлять двумя завалочными машинами .
Установки для загрузки шихты в индукционные печи
Для снижения расходов на производство литья за счёт интенсификации процесса выплавки в индукционных печах ёмкостью от 2,5 до 12 т в литейном производстве применяют установки для загрузки шихты в индукционные печи.
ООО «Вибротехника»
ООО «Вибротехника» (г. Москва) разрабатывает и производит – питатели вибрационные бункерные передвижные типа ПВБП, осуществляющие механизацию процесса загрузки, транспортирования и выгрузки шихты (металлического скрапа) в индукционные плавильные печи. Питатель состоит из следующих основных частей: опорная часть, которая перемещается на двух колесных парах; рама с механизмом перемещения; приемник бункер-воронка, установленный на раме; вибрационный питатель, выполненный в виде длинного желоба с виброприводом.
Порядок работы: После загрузки шихты в приемный бункер установки оператор включает механизм передвижения, и установка направляется к месту выгрузки. Перемещение установки обеспечивается при помощи мотор-редуктора с встроенным тормозом посредством цепной передачи на звездочку колесной пары. При срабатывании конечного выключателя ограничения хода включается тормоз, отключается механизм передвижения и установка останавливается перед зоной точного позиционирова-ния. По сигналу автоматики открывается крышка печи, оператор включает механизм передвижения и установка выкатывается в положение загрузки печи. Затем он включает вибропривод и происходит выгрузка шихты в печь с требуемой заказчиком скоростью. Перемещение материала по коробу установки происходит под воздействием вибрации, передаваемой коробу под углом к его транспортирующей поверхности от вибровозбудителя. Если в печь загружается не вся имеющаяся шихта, установка выключается и может оставаться в позиции загрузки. Дозагрузка шихты может производиться по мере ее плавления, пока вся шихта не будет загружена в печь. При этом, находясь в зоне точного позиционирования, блокировки не позволяют закрыть крышку или наклонить печь. После окончания загрузки последней порции оператор выводит установку из зоны точного позиционирования, при этом отключаются блокировки, препятствующие опусканию крышки и наклону печи, и крышка печи может быть закрыта. Далее оператор перемещает установку с помощью механизма передвижения в зону загрузки ших-ты в установку, где она останавливается с помощью конечного выключателя. Затем следует повторение производственного цикла.
Питатель вибрационный бункерный передвижной
Таблица 1. Технические характеристики
| Наименование параметров | Наименование (типоразмер) | ||||||
| ПВ-БП-0,5/2 | ПВ-БП-0,63/3 | ПВ-БП-0,75/4,5 | ПВ-БП-0,8/6 | ПВ-БП-0,8/8 | ПВ-БП-0,9/10 | ||
| Масса загружаемой шихты, кг | 2000 | 3000 | 4500 | 6000 | 8000 | 10000 | |
| Ширина лотка питателя, мм | 550 | 630 | 750 | 800 | 800 | 900 | |
| Крупность загружаемого материала, мм, max | 300 | 300 | 400 | 500 | 500 | 500 | |
| Установочная мощность, кВт | |||||||
| — вибропривода питателя (U = 380 В) | 2×1,1 | 2×1,5 | 2×2,5 | 2×3,2 | 2×3,2 | 2×3,8 | |
| — механизма передвижения (U = 380 B) | 0,75 | 0,75 | 0,75 | 0,75 | 0,75 | 0,75 | |
| Скорость перемещения установки, м/с | 0,18 | 0,18 | 0,18 | 0,18 | 0,18 | 0,18 | |
| Производительность,т/ч | 30…80 | 40…90 | 50…110 | 60… 120 | 60… 120 | 60…130 | |
При необходимости, установка может выполняться с возможностью фронтального перемещения вдоль печей (в этом случае питатель может обслуживать 2-3 печи).
ООО «Вибротехника» сообщает о внедрении в производство ПВБП для индукционных печей: емкостью 6 тонн – на ОАО «Алнас» (2 шт.); емкостью 8,5 тонн – на ОАО УАЗ «Северсталь» (2 шт.); 8,5 тонн – на ОАО «Чебоксарский агрегатный завод» (3 шт.) и ООО «Металлист» г. Качканар (1 шт.), емкостью 4,5 тонн на ГУП ЛПЗ г. Ярцево Смоленской обл. (2 шт.), 3 тонны — ООО «Металлист» г. Качканар (1 шт.).
TECNO VIBRAZIONI VENANZETTI SRL
Компания «TECNO VIBRAZIONI VENANZETTI SRL» (Италия) — одно из трех крупнейших предприятий, производящих вибрационное оборудование для транспортировки мелких деталей россыпью. Оборудование для литейного производства является одним из основных направлений работы компании.
Предприятие, в частности, производит загрузчики для печей, которые устанавливаются, как правило, на передвижных конструкциях с одним или несколькими направлениями движения. Могут быть оснащены системами взвешиваниями во время загрузки либо системами дозировки при потере веса.
KURTZ GmbH
Компания KURTZ GmbH (Германия) разрабатывает оборудование для шихтования и загрузки. Производится оборудование для полностью автоматического шихтования (составление шихты из металлических компонентов, а также добавок) для вагранок и индукционных плавильных печей. Компьютер управляет составлением рецептур, рассчитывает корректуры и тем самым обеспечивает получение заданного химического состава.
Основы механизации и автоматизации составления и загрузки шихты в загранку
Подготовка шихтовых материалов состоит из ряда технологических операций, различных для каждого состава шихты и требующих разнообразного технологического и транспортного оборудования. Это наглядно показано на схеме рис. 50.
Рис. 50. Схема приготовления шихтовых материалов:
1 — приемная площадка, 2 — закрома, 3 — оборудование для приготовления шихты, 4 — промежуточный бункер, 5 — дробилка, б — грохот, 7 — брикетирующая установка, 8 — бункер для коксовой печи, 9 — бункер,
10 — отпускные устройства, 11 — дозирующее устройство, 12 — бадья, 13 — ваграика, 14 — сборник гранулированного шлама, 15 — бункер для отгрузки шлама
Необходимым условием стабильности процесса плавки и кондиционности выплавляемого сплава является постоянство качества исходных шихтовых материалов. Правильный состав шихты может быть получен при соблюдении точного расчета состава шихты и наполнения загрузочной бадьи шихтой в соответствии с данными этого расчета. Расчет шихты, являясь трудоемким и длительным процессом, усложняется при необходимости изменения химического состава сплава по ходу плавки из-за несоответствия шихтовых материалов на шихтовом складе расчетным.
При комплексной механизации и автоматизации всего процесса подготовки плавки чугуна в вагранке важнейшей операцией является загрузка в нее шихты, которая осуществляется несколькими способами. Всем требованиям автоматической подготовки, составления, дозировки и загрузки шихты в вагранку удовлетворяет конструкция скипового подъемника (рис. 51).
Рис. 51. Принципиальная схема скипового подъемника для автоматической загрузки шихты в вагранку
Наполнение загрузочной бадьи 7 шихтой происходит на двух позициях. На нижней позиции бадья наполняется из загрузочной воронки 10 металлической частью шихты. На верхней позиции бадья наполняется из загрузочной воронки 9 коксом и флюсами. Рассчитанные вычислительной машиной весовые дозы металлической шихты выдаются из суточных закромов 11 электромагнитом 2, смонтированным на дистанционно управляемом кране 1. Необходимые дозы кокса и флюсов из бункеров
4 и 6 подаются приводной дозировочной тележкой 8 с автоматически открывающимся дном. Наполнение коксом и флюсом расходных бункеров производится ленточными транспортерами 3 и 5.
Управляет работой механизмов набора шихты и подает ее в загрузочные воронки оператор из пункта управления. Остановка
загрузочной бадьи под первой и второй воронками, подача ее на загрузку шихты в вагранку и возвращение на исходную позицию выполняются автоматически по заданной программе. Команда на загрузку шихты в вагранку подается специальными приборами в зависимости не только от уровня шихты в вагранке, но и от хода процесса плавки чугуна в ней.
Устройства для загрузки шихты
В ванные печи периодического действия шихту загружают совками либо передвижными ковшами. Заполненный шихтой и боем ковш на роликах по монорельсу вводят в пламенное пространство печи и опрокидывают над стекломассой. Опорожненный ковш тем же способом извлекают из печи для очередной засыпки.
Периодическая загрузка шихты или загрузка крупными порциями вызывает колебания уровня стекломассы, в результате чего усиливаются разрушение огнеупоров и загрязнение стекломассы. При периодической загрузке создаются неблагоприятные условия теплопередачи в слое шихты, так как внутренние части кучи не получают тепла ни конвекцией, ни излучением. Кроме этого, в печь засасывается холодный воздух, который нарушает установившийся температурный режим. Процесс стеклообразования в куче шихты протекает медленно и завершается только при длительном пребывании шихты в бассейне ванной печи.
В ванные печи непрерывного действия загрузка шихты механизирована и осуществляется тонким слоем непрерывно, что увеличивает варочную способность печей. Обычно применяют два способа непрерывной механизированной загрузки шихты в ванные печи — мелкокучевую и тонкослойную.
При мелкокучевой загрузке шихту подают в печь винтовыми конвейерами, толкателями, плунжерами и другими приспособлениями, совершающими возвратно-поступательное движение. Винтовые конвейеры помещают в охлаждаемый кожух и устанавливают на передвижной платформе. Шихта и бой из бункеров, расположенных у загрузочного кармана печи, поступает в приемную воронку конвейера, откуда непрерывно транспортируется в печь. Количество загружаемой шихты регулируется шиберами на питающем патрубке бункера. Недостаток этого способа загрузки заключается в том, что шихта подается кучами, имеющими небольшую тепловоспринимающую поверхность, и в процессе загрузки происходит пыление шихты.
При тонкослойной загрузке над поверхностью стекломассы образуется слой шихты в виде сплошной пелены или гряд толщиной не более 30 мм.
Тонкослойный загрузчик (рис.46) представляет собой металлическую плиту, совершающую возвратно-поступательное движение под бункером с шихтой. Рабочей частью загрузчика служит стол-лопата 4, установленный под бункером шихты и боя 3. Возвратно-поступательное движение стола достигается при помощи электродвигателя 6 и редуктора 5. Шихта из бункера поступает на стол, а затем со стола при обратном его ходе — в засыпочный карман печи 1 на зеркало стекломассы. При следующем движении стола вперед наконечник 2 проталкивает находящуюся в кармане порцию шихты дальше в печь.
В больших ванных печах устанавливают несколько загрузчиков, подающих шихту по всей ширине бассейна печи. Загрузчики связаны с уровнемером и включаются автоматически в зависимости от уровня стекломассы в бассейне.
Шихта подается в загрузочный карман, представляющий собой широкий выступ бассейна без перекрытия. В нижней части кармана находится расплавленная стекломасса, на поверхность которой засыпают шихту и бой. В ванных печах непрерывного действия с поперечным направлением пламени загрузочный карман располагается в варочной части у торцовой стены. В печах с подковообразным направлением пламени, в которых горелки располагаются с торца, шихту загружают с продольных сторон печи (боковые загрузочные карманы).
60 мм в каждом кронштейне 28 крепится тремя болтами 40 M12. Для сталкивания с технологической емкости 16 шихты в печь включается привод реечного механизма. Привод реечного механизма состоит из реверсивного двигателя 41, муфты 42, редуктора 43, муфты 44, вала 45 с двумя насаженными на него зубчатыми колесами 46