Агломерационные машины

Колосники образуют дно каждой спекательной тележки и удерживают слой рудной смеси, когда через нее проходит мощный поток воздуха. Эти элементы изготавливают из жаропрочного чугуна с высоким содержанием хрома, потому что они постоянно контактируют с раскаленным материалом при температуре до +1200℃.

Зазоры между отдельными прутьями обеспечивают равномерное распределение разрежения по всей площади палеты, что гарантирует стабильную скорость спекания. Если колосники имеют дефекты литья или трещины, мелкие фракции сырья начинают просыпаться в вакуумные камеры и засорять газоходы. Решетку проектируют таким образом, чтобы она могла свободно расширяться при нагреве без деформации рамы самой тележки.

Регулярная очистка щелей предотвращает снижение производительности машины из-за падения давления в системе. Поверхность металла подвергается интенсивному абразивному износу, поэтому ресурс элементов обычно не превышает 12 месяцев эксплуатации. Замену проводят целыми блоками во время плановых остановок конвейера. Современные сплавы позволяют уменьшить массу решетки на 10% при сохранении ее механической прочности.

Вакуумные камеры располагают под рабочим полотном агломашины для создания направленного потока газов через слой шихты. Мощные эксгаустеры выкачивают воздух из этих стальных коробов, поэтому внутри поддерживают отрицательное давление до 15 кПа.

Каждая камера имеет индивидуальное соединение с общим коллектором, что позволяет регулировать интенсивность горения на разных участках конвейера. Если в корпусе короба возникают дыры или неплотности, эффективность процесса резко падает из-за потери вакуума. Стенки коробов футеруют износостойкими материалами для защиты от летящих частиц пыли и раскаленных брызг.

Нижняя часть камеры снабжена пылевыми мешками и клапанами для автоматического удаления просыпи материала. Подобный механизм предотвращает накопление мелких фракций руды, которые могут полностью заблокировать проход газов. Состояние уплотнений между тележкой и краем камеры проверяют при каждом осмотре, потому что через них может уходить до 20% полезной энергии. Температура газов внутри короба достигает +400℃, поэтому конструкцию оснащают системой тепловой компенсации.

Барабан-окомкователь - вращающийся цилиндр диаметром до 4 м, который превращает мелкую пылевидную руду в прочные гранулы перед их подачей на ленту. Внутри агрегата на шихту распыляют воду, поэтому мелкие частицы слипаются вокруг ядер кристаллизации под воздействием центробежной силы.

Процесс окомкования увеличивает газопроницаемость слоя, так как между крупными зернами образуются свободные каналы для прохода воздуха. Если подавать материал в виде порошка, он плотно забьет колосники и процесс горения прекратится из-за отсутствия кислорода. Внутреннюю поверхность цилиндра покрывают резиновой футеровкой или полимерными листами для предотвращения налипания влажного сырья.

Угол наклона барабана и скорость его вращения определяют финальный размер полученных гранул. Оптимальным считают диаметр зерна от 3 до 8 мм, который обеспечивает баланс между скоростью спекания и прочностью агломерата. Когда влажность шихты превышает заданную норму, гранулы становятся слишком крупными и не пропекаются в центре. Система автоматики контролирует подачу воды через форсунки высокого давления исходя из веса поступающей руды.

Уплотнительные устройства монтируют вдоль всей длины спекательной ленты для герметизации стыка между движущимися тележками и неподвижными вакуум-камерами. Чаще всего используют скользящие пластины из графита или специальной стали, которые прижимают к направляющим при помощи пружин.

Без надежного уплотнения эксгаустеры будут засасывать холодный воздух из цеха вместо горячих газов из зоны горения под слоем шихты. Это приводит к резкому росту энергопотребления и нарушению температурного режима процесса. Постоянное трение вызывает износ контактных поверхностей, поэтому состояние этих узлов контролируют ежедневно во время работы конвейера.

В зону контакта подают густую термостойкую смазку для снижения коэффициента трения и дополнительной герметизации мелких зазоров. Если пластины смещаются или деформируются, возникает характерный свист, который сигнализирует о крупных утечках среды. Современные конструкции предусматривают автоматическую подтяжку элементов по мере их естественной выработки. Замену изношенных полос проводят на специальных участках обслуживания без разборки всего конвейера.

Дробилку устанавливают в хвостовой части агломашины для разрушения сплошного пирога спекшейся руды на отдельные куски. Рабочим органом агрегата служит массивный ротор с закрепленными на нем зубьями из жаропрочной легированной стали.

Агломерат сходит с ленты при температуре около +800℃, поэтому элементы дробилки работают в условиях экстремального нагрева и постоянного абразивного воздействия. Измельчение необходимо для последующей транспортировки материала на охладитель и обеспечения нужной фракции для загрузки в доменную печь. Если агломерат останется в виде крупных глыб, он будет остывать слишком медленно и крайне неравномерно.

Корпус дробилки снабжают системой водяного охлаждения и футеруют толстыми плитами из белого износостойкого чугуна. Зубья ротора имеют наплавку из твердых сплавов, которая продлевает срок их службы в 3 раза. Скорость вращения вала подбирают таким образом, чтобы избежать образования излишнего количества мелкой пыли. При попадании крупных посторонних предметов срабатывают предохранительные муфты, которые отключают привод для защиты вала от скручивания.

Приводной механизм агломашины располагают в ее головной части и оснащают мощными электродвигателями с многоступенчатыми редукторами. Вращение передается на ведущие звездочки, которые захватывают ролики спекательных тележек и толкают их по направляющим путям. Движение должно быть максимально плавным, потому что рывки приводят к разрушению неокрепшего слоя шихты под зажигательным горном.

Современные системы частотного регулирования позволяют менять скорость ленты от 1 до 6 м/мин в зависимости от параметров сырья. Огромная масса конвейера требует установки двух приводов, которые работают синхронно для исключения перекосов рамы.

Для защиты от заклинивания в систему включают датчики крутящего момента и электронные ограничители усилия. Если одна из тележек застрянет на пути, привод мгновенно остановится для предотвращения аварийного разрыва цепи. Зубья звездочек подвергают поверхностной закалке, так как они испытывают постоянные контактные напряжения и трение. Регулярная смазка открытых передач графитовыми составами продлевает ресурс механизмов на 25%.

Измерение влажности проводят с помощью нейтронных или инфракрасных датчиков, установленных над конвейером перед барабаном-окомкователем. Приборы определяют содержание воды в реальном времени без отбора проб и передачи их в лабораторию. Информация поступает в контроллер, который управляет подачей жидкости через форсунки для поддержания оптимального значения около 8%.

Правильная влажность нужна для формирования гранул нужного размера и обеспечения прочности спекаемого слоя. Если материал окажется слишком сухим, он будет выдуваться из тележек мощным потоком воздуха и загрязнять коллекторы газоходов.

Автоматика корректирует расход воды при изменении скорости движения ленты или состава исходной руды. Нейтронные измерители обладают высокой проникающей способностью и показывают усредненную влажность по всей толщине потока сырья. Датчики монтируют в защитных кожухах для исключения повреждений от случайных ударов и воздействия пыли. Регулярная калибровка устройств гарантирует точность показаний с погрешностью не более 0,2%.

Линейный охладитель - отдельный конвейер с сетчатыми поддонами, на которые выгружают горячий агломерат после дробилки. Под лентой устанавливают мощные вентиляторы, которые продувают холодный атмосферный воздух снизу вверх через слой материала. Температура агломерата падает с +700℃ до +100℃ в течение 20 минут активного обдува.

Процесс предотвращает разрушение резиновых лент отводящих конвейеров и подготавливает продукт к длительному хранению на открытых складах. Длина охладителя может достигать 50 м, что обеспечивает время для полного остывания самых крупных кусков материала.

Воздух после прохождения через горячий слой собирают в специальные зонты и направляют на очистку от мелкой пыли. Иногда полученное тепло используют для подогрева шихты или генерации пара, что повышает общую энергоэффективность фабрики. Сетчатые элементы охладителя изготавливают из износостойкой стали, так как они работают в режиме постоянной вибрации и трения.

Зона возврата предназначена для сбора мелких фракций агломерата, которые просыпались через колосники или не успели спечься в прочные куски. Эту фракцию называют возвратом, и ее размер обычно не превышает 5 мм.

Материал собирают в бункеры под хвостовой частью машины и по отдельному конвейеру направляют обратно в начало процесса. Наличие горячего возврата в составе сырья ускоряет нагрев шихты и улучшает условия окомкования гранул в барабане. Доля такого материала в общем объеме производства достигает 25%, поэтому система его транспортировки должна работать безотказно.

Для перемещения горячего материала используют стальные чешуйчатые конвейеры или вибротранспортеры с тепловой защитой. Пыль из газоходов также возвращают в основной поток через систему циклонов и фильтров. Подобное решение позволяет полностью исключить потери ценного железорудного сырья и повысить рентабельность фабрики.

Внутренние поверхности газоходов и коллекторов защищают от абразивного износа с помощью футеровки базальтовым литьем или керамическими плитками. Газы движутся по трубам со скоростью до 20 м/с и несут в себе огромное количество рудной пыли. Без защитного слоя стальные стенки протрутся до дыр в течение нескольких месяцев интенсивной работы.

Базальтовые вкладыши обладают исключительной твердостью и химической стойкостью к агрессивным соединениям серы. Крепление плиток проводят на специальный термостойкий клей, который выдерживает постоянные вибрации от работы мощных эксгаустеров.

Форма газоходов должна иметь плавные повороты и минимальное количество выступов для исключения турбулентных потоков среды. В местах резкого изменения направления устанавливают бронеплиты увеличенной толщины для приема основного удара частиц. Регулярный осмотр состояния футеровки проводят через смотровые люки во время плановых технологических простоев. Если плитка отвалится, стальной корпус начнет быстро истончаться, что приведет к подсосу воздуха и потере вакуума.

Зажигательный горн располагают в начале спекательной ленты для воспламенения твердого топлива в верхнем слое шихты. Устройство представляет собой футерованную камеру с газовыми горелками, которые создают температуру около +1250℃.

Раскаленные газы направляют на поверхность материала, поэтому процесс горения кокса начинается мгновенно. Время нахождения шихты под горном составляет около 60 секунд, что достаточно для формирования устойчивого очага спекания. Равномерность факела по всей ширине конвейера определяет качество агломерата по краям и в центре тележек.

Свод горна изготавливают из жаропрочных блоков, которые можно быстро заменять при частичном разрушении. Автоматика контролирует расход газа и воздуха для поддержания нейтральной атмосферы в камере. Если температура окажется слишком низкой, слой не загорится и руда выгрузится в неспеченном виде. Для защиты металлоконструкций от перегрева используют системы водяного охлаждения балок и внешних рам.

Многоциклонная установка и электрофильтры очищают отходящие газы от пыли перед их выбросом в дымовую трубу. Газовый поток попадает в батарейные циклоны, где крупные частицы оседают под действием центробежной силы в бункеры. На финальной стадии электроды создают мощное поле, которое притягивает мельчайшую взвесь и обеспечивает очистку воздуха на 98%.

Пыль собирают и возвращают в технологический цикл, что экономит сырье и защищает окружающую среду от загрязнения. Мощность системы должна строго соответствовать производительности эксгаустеров для исключения торможения потока.

Корпуса фильтров теплоизолируют для предотвращения конденсации влаги и коррозии внутренних элементов. Автоматика регулярно встряхивает осадительные электроды для удаления накопившегося слоя шлама. Если система очистки работает неэффективно, лопатки дымососов быстро изнашиваются и выходят из строя. Постоянный мониторинг состава выбросов позволяет вовремя обнаруживать прорывы фильтрующих материалов.

Питающие ролики устанавливают под загрузочным бункером для равномерной укладки шихты на колосниковую решетку тележек. Вращающийся вал вытягивает слой материала заданной толщины, предотвращая образование пустот и случайных уплотнений.

Поверхность роликов часто имеет винтовую нарезку или специальные лопатки для рыхления смеси перед началом спекания. Подобный прием повышает газопроницаемость слоя и способствует более глубокому проникновению жара вглубь заготовки. Для исключения налипания влажной руды ролики оснащают механическими скребками или используют покрытия из фторопласта.

Скорость вращения питателя жестко синхронизируют с движением конвейера через общую систему управления ЧПУ. Если подача будет неравномерной, на ленте возникнут провалы, через которые вакуумные камеры начнут подсасывать лишний воздух. Высота установки ролика над лентой определяет толщину спекаемого слоя, которую меняют в зависимости от качества руды. Состояние подшипниковых узлов проверяют регулярно, так как они работают в зоне высокой запыленности.