Реализация новых подходов к разработке технологического оборудования для окускования железорудных ма...

Министерство образования и науки Украины

Криворожский технический университет

Кафедра металлургии черных металлов и литейного производства

РЕФЕРАТ

Тема

Реализация новых подходов к разработке технологического оборудования для окускования железорудных материалов

Подготовил: ст.гр.МЧМ 04-1

Строганов А.В.

Принял : Губин Г.В

Кривой Рог

2008 г.

Реализация новых подходов к разработке технологического оборудования для окускования железорудных материалов

Вяткин А.А., Головырин С.С., Доронин Д.Н., Жилкин В.П., Скачкова С.С.

ООО «Уралмаш–Металлургическое оборудование»

Последние годы фирма «Уралмаш-Метоборудование» стремится к организации комплексных поставок оборудования, как при реконструкции существующих производств, так и строительстве новых комплексов подготовки доменного сырья. При этом предполагаются следующие основные этапы работы:

–                     проведение всестороннего обследования объекта внедрения, организация натурных и лабораторных испытаний, расчетно-теоретический анализ, позволяющий сформировать комплекс технических предложений;

–                     выбор оптимального плана реконструкции и конструктивных и режимных параметров объектов проектирования и систем управления этими объектами; формирование технико-коммерческого предложения;

–                     разработка и комплексная поставка оборудования и систем управления;

–                     проведение пуско-наладочных работ и сертификация оборудования;

–                     организация сервисного обслуживания.

Осуществляемый подход позволяет Заказчику обеспечить максимальную эффективность вложений в приобретаемое оборудование.

На разных этапах привлекаются ведущие организации или отдельные специалисты и ученые. Например, по обжиговому оборудованию специалисты фирмы много лет успешно работают совместно с ООО «НПВП ТОРЭКС». Это позволило создать типоразмерный ряд обжиговых машин, соответствующих современным требованиям, снабженных автоматизированными системами управления. Последние разработки предусматривают подсистему управления машиной по условиям безопасности режимов работы обжиговых тележек. К разработке, испытаниям, наладке и сертификации горновых горелочных устройств привлекается специализированная организация НПФ «Горелочный центр». Адаптация оборудования к новым технологиям производства агломерата и разработка систем управления его качеством проводятся совместно с учеными ООО «Феррокс» и Уральской государственной горной академии (проф. Зобнин Б.Б.) и др.

Работа в команде со специализированными научными организациями и авторитетными учеными позволяет фирме рационально организовать ведение научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ и достигать определенных результатов в создании новой техники.

При переходе на тонкоизмельченные концентраты особенно важной становится подготовка агломерационной шихты: точное дозирование компонентов, смешение и окомкование, а также равномерная укладка шихты на аглоленту, исключающая разрушение гранул и понижение проницаемости слоя.

Учитывая повышение требований к шихтоподготовке, фирма предлагает заказчикам широкий спектр барабанных смесителей и окомкователей [1], а также комбинированные смесители-окомкователи. Для улучшения процесса окомкования, уменьшения содержания мелких фракций и повышения газопроницаемости аглошихты предлагаются окомкователи на резиновых опорных роликах, а также окомкователи с центральным осевым приводом, которые уменьшающих вибрацию, а следовательно, и саморазрушение гранул при окомковании. По желанию заказчика агрегаты могут быть оборудованы системами автоматического контроля и регулирования подачи воды для обеспечения оптимальной влажности шихты. Возможна поставка агрегатов с регулируемым числом оборотов барабана.

Для загрузки предлагается новая конструкция распределителя шихты с непрерывной рейкой, исключающая волновой характер укладки, а также загрузочные устройства с регулировкой шибера по высоте и углу наклона, стабилизирующее загрузку и повышающее проницаемость слоя вследствие специально организованной сегрегации частиц.

Создана конструкция малогабаритного горна с факельным зажиганием топлива агломерационной шихты и сводовыми горелочными устройствами, расположенными на минимальном расстоянии от поверхности слоя. Его преимуществами по сравнению с радиационными камерными горнами с боковыми горелками являются:

– минимальные потери от лучистого теплообмена во внутреннем пространстве горна, позволяющие получить необходимую температуру в горне при большем избытке воздуха и, следовательно, большем содержании необходимого для эффективного зажигания кислорода в продуктах сгорания;

– форсированный нагрев и зажигание поверхностного слоя шихты за счет интенсивного конвективного теплообмена с факелом;

– небольшие габариты горна и, следовательно, меньшие потери тепла в окружающую среду и затраты на металлоконструкции и огнеупоры;

– высокая эффективность использования газообразного топлива;

– расход тепла на зажигание не более 100МДж на тонну агломерата.

Работа проделана совместно со специалистами Уральским государственным техническим университетом, ООО «Феррокс», НПФ «Горелочный центр» а также лабораториями и техническими службами аглопроизводства ОАО «Северсталь».

Горелочное устройство горна представлено на рис. 1.

Рис.1. Схема горелочного устройства ГУП-2,8/1,5: 1 – воздухоподводящая коробчатая балка; 2 – плоскопламенная горелка [2]; 3 – экранирующий элемент (колосник); 4 – перфорированный лист; 5 –патрубок подвода газа; 6 – то же, воздуха.

Горелочное устройство работает следующим образом. Холодный воздух от вентилятора через патрубки 6 поступает в нагнетательные полости балок 1. Из нагнетательных полостей воздух с высокой скоростью выходит через отверстия в перфорированных листах струйного охлаждения 4 в виде атакующих струй, омывающих нижнюю стенку балки, охлаждая ее. Нагретый воздух вытекает в горн через завихрители горелок 2. Топливо подается через газовые сопла горелок, смешивается с воздухом, выходящим из завихрителей, и сгорает в рабочем пространстве горна вблизи свода. Устройства дают рассредоточенный факел с равномерным распределением температур по площади слоя и устойчиво работает без специальных горелочных камней.

Одновременно с конструкторскими работами поводились экспериментальные исследования на стендах и действующих агломашинах, проводился расчетно-теоретический анализ процесса зажигания.

В результате разработана модель расчета зажигания и методика оптимизации конструктивных и режимных параметров горнов [3], опробованы в промышленных условиях ОАО «Северсталь» сводовые плоскопламенные горелочные устройства ГУП-2,8/1,5 [4], отработаны экономичные режимы зажигания.

В настоящее время, наряду с горнами, оборудованными горелками описанной конструкции, фирма предлагает заказчикам малогабаритные горны, оснащенные сводовыми многосопловыми турбулентными горелками с регулируемой длиной факела конструкции ВНИИМТ. Предлагаемая система отопления позволяет использовать для сжигания газа воздух, подогретый в охладителе агломерата до 250-300 °С.

Фирма «Уралмаш-Металлургическое оборудование» располагает методиками проведения термопрочностных расчетов, опытом проектирования и поставок тележек с бортами и корпусами из графитизированного чугуна, имеющих несомненные преимущества перед стальными:

–                   чугун обладает лучшими литейными свойствами, что позволяет изготавливать корпус тележки не из 2-х или 3-х частей, а цельнолитым. Благодаря этому, уменьшается вес, снижаются трудозатраты на изготовление, обусловленные исключением механообработки торцевых поверхностей частей корпуса и болтовых соединений;

–                   чугун практически не содержит легирующих добавок, поэтому стоимость его ниже, чем сталей применяемых в настоящее время для изготовления тележек;

–                   чугунные корпуса тележек не подвержены в процессе эксплуатации появлению прогибов в средней части, что позволяет сэкономить средства на ремонтах и продлить срок эксплуатации.

Химический состав, характер микроструктуры и механические свойства графитизированных чугунов, используемых для отливки элементов спекательных тележек (корпусов и бортов) приведены в таблицах 1, 2 и на рис.2.

Таблица 1