Решающую роль в устойчивой и экономичной работе доменной печи играет технология загрузки печи железорудным сырьем и коксом. Для этого применяются специальные загрузочные устройства (или засыпные аппараты), которые загружают печь таким образом, чтобы рудные материалы и кокс располагались на колошнике доменной печи в нужных зонах и равномерно по окружности. Как правило, рудная часть и кокс располагаются в печи слоями с некоторой большей долей кокса в центре и на периферии. Это обеспечивает равномерный газовый поток по сечению печи по всей ее высоте с активностью в центре и на периферии.
В настоящее время в России на доменных печах загрузку шихты производят 27 двухконусными загрузочными устройствами (см. рисунок 2.28); бесконусными загрузочными устройствами (БЗУ) Пауль Вюрт с вращающимся лотком (см. рисунок 2.29) (НТМК - ДП-5 и ДП-6; НЛМК - ДП-5, ДП-6 и ДП-7; ММК - пять из восьми доменных печей; ЧерМК - ДП-3, ДП-4, ДП-5; ЧелМК - ДП-1); в АО "Уральская Сталь" - ДП-3 БЗУ конструкции DanieliCorus (принцип работы аналогичен БЗУ "Пауль Вюрт"); и 3 бесконусными роторными загрузочными устройствами (БРЗУ) ТОТЭМ (см. рисунок 2.30) (ЗСМК все печи - ДП-1, ДП-2 и ДП-3).
1 - скип; 2 - приемная воронка; 3 - вращающаяся воронка малого конуса; 4 - малый конус; 5 - вращающийся распределитель шихты (ВРШ); 6 - большой конус; 7 - воронка большого конуса; 8 - наклонный мост
Рисунок 2.28 - Двухконусный засыпной аппарат [24]
В последнее время сначала большие доменные печи, а затем и печи меньшего объема стали оснащаться бесконусными загрузочными устройствами (БЗУ) Пауль Вюрт с лотковой загрузкой (см. рисунок 2.29) [24]. Особенностью данной конструкции бесконусного загрузочного устройства (БЗУ) является возможность вращающегося лотка менять угол наклона для изменения траектории ссыпания шихтовых материалов одной порции. Это обеспечивается работой сложного редуктора, находящегося в колошниковой зоне печи при высоких температурах. Для охлаждения редуктора в него непрерывно подают азот.
По сравнению с применением двухконусного засыпного аппарата БЗУ с однолотковой загрузкой вызывает меньший сдвиг шихты по радиусу печи, но приводит к большей неравномерности распределения шихты по окружности печи, так как невозможно точно регулировать или определить место начала и окончания ссыпания шихтовых материалов. Применение БЗУ с двойным распределительным лотком не устранило указанный недостаток лоткового БЗУ [37]. Загрузочное устройство с вращающимся лотковым распределителем шихты требует принятия специальных мер по устранению окружной неравномерности распределения материалов на колошнике. Для предотвращения подстоев шихты при работе с лотковым БЗУ рекомендуется режим работы с достаточно сильно раскрытым газовым потоком в центре печи, при котором в осевую зону дают увеличенное количество кокса, что приводит к повышению температуры в осевой части до 400-500°С. Это дополнительно осложняет условия работы редуктора в этой зоне колошника.
1 - приемная воронка; 2 - газоуплотнительный клапан; 3 - бункер шихты; 4 - шихтовый затвор; 5 - вращающийся лоток
Рисунок 2.29 - Бесконусное загрузочное устройство (БЗУ) Пауль Вюрт с вращающимся лотком [24]
Указанные недостатки преодолены в бесконусном роторном загрузочном устройстве (БРЗУ) ТОТЕМ (см. рисунок 2.30).