3.3.1 Управление загрузкой печи

Ходом доменной печи можно управлять, изменяя характер загрузки шихты. Такое управление называют регулированием сверху. Для экономичной работы доменной печи большое значение имеет рациональное распределение газа по ее сечению, которое зависит от системы загрузки материалов.

Механизмы загрузки объединены в единую систему автоматического управления программными, рабочими и предохранительными блокировками. Предусмотрена возможность ручного управления и аварийная защита механизмов от перегрузок.

Основными аппаратами системы загрузки являются командо-контроллер программы ККП и командоконтроллер циклов подач ККЦ (кулачковые командоаппараты, с двумя параллельными барабанами с кулачковыми дисками). Кулачки ККП и ККЦ размыкают и замыкают контакты цепей управления, дающих разрешение на включение соответствующего механизма загрузки. ККП устанавливает очередность загрузки скипов, а ККЦ – чередование подач в цикле загрузки. Таким образом, командоконтроллеры программы и циклов позволяют устанавливать программу (очередность) работы механизмов загрузки.

В свою очередь механизмы загрузки связаны один с другим рабочей блокировкой, разрешающей включение приводов только в определенной последовательности в соответствии с производственным процессом: каждый следующий механизм включается в работу, если предыдущий выполнил свою операцию или находится в заданном положении (и если разрешает ККП). Рабочая блокировка осуществляется конечными и путевыми выключателями.

В частности, путевой выключатель скипового подъемника замыкает контакты в цепи катушки контактора двигателя затвора коксовой весовой воронки, если скип достиг крайнего нижнего положения; большой конус открывается только после закрытия малого конуса, открытия уравнительных клапанов и подъема зондов уровнемера и т. д.

В системе загрузки предусмотрены также предохранительные и аварийные блокировки, предотвращающие неправильную или несвоевременную работу механизмов или их поломку.

На доменных печах применяют автоматизированную транспортерную систему подачи шихты, состоящую из двух одинаковых комплексов механизмов с правой и левой стороны скипового подъемника. В каждом комплекте имеются бункера для агломерата, снабженные вибрационными питателями и подающие агломерат на пластинчатый конвейер, бункера добавок с вибрационными питателями и весовыми воронками, подающие добавки на ленточный конвейер, и весовая воронка для агломерата.

Механизмы загрузки кокса служат для выполнения операции отсева мелочи, взвешивания кокса и загрузки его в скип. Коксовая весовая воронка установлена на весовом механизме и снабжена электрифицированным затвором. На весовом механизме установлен регулятор массы – весовая головка с указателем и ртутным переключателем. Одна пара контактов переключателя замыкает цепь на закрытие затвора пустого бункера, а вторая останавливает грохот после набора заданного количества кокса.

Более прогрессивной является система дистанционного управления набором кокса.

Засыпной аппарат состоит из двух конусов: большого и малого. При опускании материалов с малого конуса в межконусное пространство попадает воздух. При определенном соотношении воздуха и газа образуется взрывоопасная смесь. Для предотвращения взрыва в межконусное пространство через клапан подают 0,28– 0,42 кг/с пара. Перед опусканием большого конуса, используя уравнительные клапаны (рисунок 3.4), работающие по заданной программе, в межконусное пространство подают очищенный от пыли в скруббере высокого давления доменный газ.

Рисунок 3.4 – Схема клапанов межконусного пространства:

1 – газоотводы к системе очистки колошникового газа; 2 – газопроводы очищенного газа; 3 – привод уравнительного наполнительного клапана; 4 – привод уравнительного атмосферного клапана; 5 – свечи; 6, 9 – клапаны; 7 – малый конус; 8 – большой конус; 10 – сигнализаторы разности давлений

Перед опусканием малого конуса межконусное пространством через клапаны соединяется с атмосферой. При основном режиме работы выпускной клапан закрывается только на период опускания большого конуса, и перед опусканием большого конуса открывается наполнительный клапан.

При дополнительном режиме выпускной клапан открывается перед опусканием малого конуса, а наполнительный клапан закрывается на период опускания малого конуса.

Заполнение межконусного пространства очищенным газом контролируют сигнализаторы разности давления, которые при разности давления менее 8–10 кПа подают разрешающий сигнал на маневрирование конусами.

Для повышения надежности системы применяют сдвоенные сигнализаторы разности давления, константы которых включают последовательно. Такое усложнение обусловлено возможностью изгиба штанг конусов, если маневрирование конусами производить при большой разности давлений с разных сторон конусов.

Вращающийся распределитель шихты (ВРШ) распределяет шихтовые материалы по окружности колошника. Программа работы ВРШ предусматривает изменение угла поворота (станции) ВРШ после каждой подачи. Если ВРШ имеет шесть станций (угол между станциями 60°), то при поступлении первой подачи поворота ВРШ не происходит, при второй подаче ВРШ после каждого скипа поворачивается на 60, 120 и 180°, затем поворачивается в обратную сторону на 120 и на 60°. После шести подач цикл повторяется. На новых доменных печах ВРШ имеют 12 или 24 станции. Для контроля работы ВРШ по станциям используют сельсины БД-404А.

Следует отметить, что даже при нормальной работе ВРШ в отдельных секторах поперечного сечения печи могут образовываться каналы или уплотнения, нарушающие равномерное распределение газов. В районе канала температура газов более высокая, содержание же диоксида углерода в них несколько меньше; в районе уплотнений наблюдаются противоположные явления. Контролируя температуру и состав газов в секторах сечения колошника (обычно число контролируемых секторов равно числу станций ВРШ), можно своевременно обнаружить возникновение каналов и уплотнений. Для устранения каналов в сектор грузят руду (агломерат), а для разрыхления уплотнений – кокс. В этих случаях программа работы ВРШ соответственно меняется.

Изменять работу ВРШ (отдельно для правого и левого скипов) можно автоматически. Для этого необходимо контролировать температуру периферийных газов под станциями ВРШ, используя термопары, и в соответствии с этим изменять программу вращения ВРШ.

Применение автоматизированной системы управления ВРШ позволяет уменьшить разброс температур по окружности колошника примерно на 30%.

Для автоматического измерения уровня засыпи в двух точках по диаметру колошника используют механические контактные зонды. Зонд (цилиндрический груз) подвешен на тросе и опирается о поверхность шихты. Зонды опускают в рабочее пространство печи через отверстия в воронке большого конуса. Трос зонда намотан на барабан зондовой лебедки. С валом лебедки связан датчик угла поворота, соединенный со вторичным прибором на щите печи. В качестве датчика обычно используют индикатор угла поворота ферродинамической ИУФ (вторичный прибор типа ВФСМ). Запись уровня засыпи называют шомпольной диаграммой.

Сельсин-датчик БД-404А скорости вращения барабана лебедки, т. е. скорости опускания шихты, соединен с сельсин-приемником БС-404А на щите печи. Вращение стрелки сельсин-приемника наглядно показывает скорость схода шихты.

В зондовой лебедке используют двигатель постоянного тока, который работает в режиме противовключения. При этом момент двигателя по величине меньше массы зонда и трос зонда находится в натянутом состоянии, так что зонд следует за шихтой по мере ее опускания. На время открывания большого конуса зонды поднимаются в крайнее верхнее положение. Когда уровень шихты Н превышает предельный (0,8–2,0 м), контакты путевого выключателя зондовой лебедки запрещают загрузку печи.

Зонды иногда затягиваются шихтой и дают неверные показания уровня. В этом отношении радиометрический бесконтактный метод контроля уровня шихты уровнемером УРМС-2 имеет преимущества перед методом контроля зондами, так как отличается высокой чувствительностью и точностью.

Часть схемы УРМС-2 показана на рисунке 3.5. Излучение от двух источников (кобальт-60 или цезий-137) направлено на противоположные стороны колошника, где установлены трубы с подвешенными на кабель-тросах четырьмя приемниками излучения. Положение приемников преобразуется в электрический сигнал дифференциально-трансформаторными преобразователями, связанными с четырьмя вторичными приборами типа ДСР или ДСМР. При некоторой средней интенсивности облучения приемника (в положении, показанном на рисунок 3.5) сила его выходного тока удерживает блок управления БУ в нейтральном положении и двигатель 2 неподвижен.

Разрешение на открытие большого конуса поступает от цепи автоматического управления замыканием трех контактов (рисунок 3.6). Контакт Р1 замыкается по схеме, изображенной на рисунок 3.6, б, т. е. уровнемер выдает разрешение на открытие конуса при достижении заданного уровня, по крайней мере, в двух противоположных точках (север и юг, восток и запад). Р2 дает сигнал набора на большом конусе подачи или полуподачи, а Р3 – сигнал выравнивания давления в межконусном и подконусном пространствах. Для контроля состояния механизмов загрузки применяют сигнальные светофоры с мнемосхемой системы загрузки.

Для контроля работы засыпного аппарата применяют комплект аппаратуры РЗА (регистратор работы засыпного аппарата), который представляет собой самопишущий прибор, предназначенный для регистрации во времени работы основных механизмов засыпного аппарата доменной печи.

Управление механизмами прибора осуществляется от свободных замыкающих блок-контактов магнитной станции главного подъемника (рисунок 3.7), реверсивных контакторов скипового подъемника КПН, КПВ, вращающегося распределителя шихты

вращающегося распределителя; вид материала (кокс, руда), засыпаемого в печь; опускание малого и большого конусов. Счетчик подач выносной, емкость счетчика 99999. Запись регистратора дает возможность судить о последовательности работы механизмов и о соблюдении заданной программы загрузки.