Аннотация
Постановка задачи (актуальность работы): абразивные частицы, выносимые колошниковыми газами через засыпные аппараты доменных печей, попадают на детали и узлы механизмов колошника, скиповых подъемников и других агрегатов, образуя при этом твердые осаждения на рабочих поверхностях. В свою очередь, наличие абразивных частиц и твердых осаждений на трущихся поверхностях механизмов увеличивает их износ и снижает ресурс агрегатов в целом. Снижение выбросов колошниковой пыли различных фракций и уменьшение твердых осаждений является важной и актуальной задачей. Цель работы: исследование характера образования твердых осаждений и снижение количества абразивных частиц, выносимых колошниковыми газами. Используемые методы: для решения поставленной задачи проводили аналитические исследования количества колошниковой пыли, выносимой через неплотности засыпного аппарата, в зависимости от температуры колошниковых газов и объ-ема доменной печи. Новизна: установлена зависимость между составляющими фракциями колошниковой пыли, температурой, величиной монтажного зазора, шероховатостью контактных поверхностей конуса и чаши и скоростью частиц колошникового газа. Результаты: в работе дана количественная оценка площади впадин между шероховатостями контактных поверхностей, являющимися дополнительными каналами для прохождения колошникового газа. Увеличение площади поперечного сечения зазоров между конусом и чашей при шероховатости Rz = 10 мкм по сравнению с идеально гладкими при монтажном зазоре 0,03 мм составляет до 60%. Более крупные фракции пыли (0,63 мм) проходят через зазоры деталей засыпных аппаратов с меньшей скоростью, чем мелкие фракции (0,048 мм). Увеличение монтажного зазора увеличивает скорость истечения колошникового газа. Увеличение шероховатости обработки контактных поверхностей увеличивает общую площадь поперечного сечения контактного зазора между конусом и чашей с одновременным увеличением сопротивления прохождению колошникового газа. Наиболее интенсивно на увеличение скорости частиц колошниковой пыли оказывает влияние температура колошникового газа. При увеличении температуры колошникового газа с 200 до 500С (в 2,5 раза) скорость частиц колошниковой пыли увеличивается в 1,28 раза. Практическая значимость: сокращение выброса абразивных частиц с колошниковым газом и уменьшение твердых осаждений позволяет увеличить ресурс деталей и узлов механизмов доменных печей за счет снижения их износа.
Ключевые слова
Засыпной аппарат; колошниковая пыль; абразивные частицы; монтажный зазор; шероховатость поверхности
1. Сибагатуллин С.К. Оптимальная степень прямого восста-новления железа из оксидов // Сталь. 1997. № 4. С. 1–5.
2. Yu.S. Yusfin, P.I. Chernousov and A.Ya. Travyanov. Determi-nation of the minimum possible coke consumption for blast-furnace smelting. Metallurgist. Vol. 42, №4, 1998.
3. Вегман Е.Ф. и др. Металлургия чугуна / под ред. Юсфина Ю.С. М.: Академкнига, 2004. 774 с.
4. Щедрин В.М. Теория доменной плавки под давлением. М.: Металлургиздат. 1962. 454 с.
5. Идальчик М.М. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.: Госэнергоиздат, 1960.
6. Бабарыкин Н.Н. Теория и технология доменного процесса. Магнитогорск: ГОУ ВПО «МГТУ», 2009. 257 с.
7. Сравнение свойств стабилизированного агломерата ОАО «ММК» и окатышей ССГПО / Сибагатуллин С.К., Майорова Т.В., Чевычелов А.В., Гостенин В.А., Сенькин К.В. // Вестник Магнитогорского государственного технического университета им. Г.И. Носова. 2009. № 3(27). С. 23–25.
8. Стефанович М.А., Сибагатуллин С.К., Гущин Д.Н. Закономерности движения шихты и газа в доменной печи: монография / под ред. С.К. Сибагатуллина. Магнитогорск: Изд-во магнитогорск. гос. техн. ун-та им Г.И. Носова, 2011. 161 с.
9. Сибагатуллин С.К. Формирование слоя шихты в колошниковом пространстве доменной печи: учеб. пособие. Магнитогорск: Изд-во магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г.И. Носова, 2014. 188 с.
10. Sibagatullin S.K., Kharchenko A.S., Beginyuk, V.A. Processing solutions for optimum implementation of blast furnace operation. Metallurgist. 2014. Т. 58. P. 285–293.
11. Chevychelov A.V., Pavlov A.V., Teplykh E.O., Kharchenko A.S., Sibagatullin S.K. Charging coke nuts in the batch bunker. Steel in Translation. 2013. Т. 43. №7. P. 434–435.
12. Об организации доменного процесса изменением режима работы вращающегося распределителя шихты / Стефанович М.А., Монетов Г.В., Сысоев Н.П., Волкова Н.Г., Гуляев Г.М. // Производство чугуна: межвуз. сборник. Вып. 7. Свердловск: УПИ им. С.М. Кирова, 1981. С. 59–67.
13. Об оптимальности распределения материалов в колошни-ковом пространстве доменной печи / Сибагатуллин С.К., Махмутов Р.Ф., Сибагатуллина М.И., Стародубов В.А., Бу-ранова Э.Ф. // Теория и технология металлургического производства. 2014. № 2 (15). С. 31–34.
14. Технологические особенности автоматического регулирования окружного распределения газового потока в доменной печи / Ваганов А.И., Коноплёв А.Д., Сибагатуллин С.К., Полинов П.А. // Теория и технология металлургического производства: межрегион. сб. науч. тр. / под ред. В.М. Колокольцева. Вып. 4. Магнитогорск: МГТУ, 2004. С. 10–14.
15. О соотношения углов откоса загружаемых материалов на их распределение в колошниковом пространстве доменной печи / Сибагатуллин С.К., Гущин Д.Н., Тимофеев В.Ю., Филиппов А.И., Сибагатуллина М.И. // Теория и технология металлургического производства. 2015. № 1. С. 30–35.
16. Борисов А.Ф. Советы начальнику доменного цеха. М.: Прогресс, 1996. 218 с.
17. Сибагатуллин С.К., Терентьев В.Л. Предельная степень использования газа-восстановителя в доменной печи // Cталь. 2000. № 1. С. 11–14.
18. Исследование причин износа кладки и системы охлаждения доменной печи № 4 объёмом 2000 м3 ОХМК / Рогов М.В., Гуляев Г.М., Бондарь А.А., Сибагатуллин С.К. // Бюл. НТИ. Чёрная металлургия. 1990. № 2. С. 53–54.
19. Takhautdinov R.S., Terentjev V.L., Sibagatullin S.K., Mavrov A.L., Fadeev A.M., Ivanov R.G., Zakharov S.A. Development of blast furnaces at Magnitogorsk iron and steel works 3rd International Conferenze on Science and Technology of Ironmaking and 3rd European Rolling Conferenz. Düssekdorf, Germany. 2003. S. 331–333.
20. Совершенствование рабочего пространства доменной печи и противотока в нём на основе теории теплообмена / Дружков В.Г., Сибагатуллин С.К., Суворов М.Н., Прохоров И.Е. // Научные школы УПИ-УГТУ №2. С творческим наследием Б.И. Китаева – в ХХI век. Екатеринбург, 1998. С. 95–97.
21. Использование средств организации доменного процесса / Стефанович М.А. Сибагатуллин С.К., Гуляев Г.М., Шкурко Е.Ф., Пишнограев С.Н. // Производство чугуна. Вып. 8. Свердловск: УПИ им. С.М. Кирова, 1982. С. 99–107.