6.1. Керування набором, зважуванням і доставкою шихтових матеріалів до скіпового підйомника

Шихтові матеріали, що завантажуються в піч, зберігаються в бункерах, розташованих уздовж фронту печей. У бункерах доменної печі звичайно знаходиться дводобовий запас усіх матеріалів, необхідних для виплавки чавуну даного складу.

Постачання доменної печі шихтовими матеріалами здійснюється в два етапи: першим етапом є дозування матеріалів і доставка їх до скіпового підйомника, другим - завантаження матеріалів у піч і їхній розподіл на колошнику.

Завантаження матеріалів здійснюється циклічно окремими подачами.

Подачею називають комплекс усіх матеріалів, достатній для виплавки визначеної кількості чавуна заданого складу. Звичайно матеріали однієї подачі одноразово опускаються в піч. Однак у деяких випадках використовується так названа розщеплена подача, коли матеріали однієї подачі опускаються в піч двома слідуючими одна за одною частинами.

Задачею автоматичної системи набору і зважування шихти є точне дозування шихтових матеріалів і їхня доставка до скіпового підйомника. Використовуються дві системи набору, зважування і доставки матеріалів до скіпу:

1. За допомогою вагон-ваг, що дозують і транспортують рудно-флюсову частину подачі, і грохотів з ваговими воронками, що дозують масу коксу.

2. За допомогою стрічкових транспортерів з ваговими воронками.

Сучасні потужні печі оснащуються транспортерними системами завантаження матеріалів у скіпи, але на більшості доменних печей поки використовують вагони-ваги.

Вагони-ваги являють собою електровоз спеціальної конструкції з двома місткостями (кишенями), у які набирається агломерат, руда, вапняк і інші компоненти рудно-флюсової частини подачі. Ці місткості механічно зв'язані з ваговою системою, що дозволяє дозувати матеріали, які набираються. Крім того, на вагонах-вагах встановлюють електрифікований привід для обертання барабанних затворів, вмонтованих у бункери.

Вагони-ваги, рухаючись по колії уздовж підбункерної галереї, повинні під'їхати до заданого бункера, відкрити його затвір, набрати потрібну вагу, закрити затвір, повторити ці операції на ряді заданих бункерів, привезти набрані матеріали до скіпового підйомника і вивантажити їх у скіп.

Робота доменної печі багато в чому залежить від точності дозування шихтових матеріалів, тому автоматизації вагон-ваг приділялося багато уваги. Труднощі їхньої автоматизації обумовлені тим, що вагова система знаходиться на вагонах-вагах, а програму її роботи бажано задавати і контролювати з приміщення головного щита контрольно-вимірювальних і регулюючих приладів. У цьому випадку використовується цифрова телеметрична система, що дозволяє з великою точністю формувати програму переміщення вагон-ваг і завдання набору і зважування шихтових матеріалів. Телекерування дозволяє включати автоматизовані вагони-ваги в систему комплексного керування роботою доменної печі.

Схема автоматизації вагон-ваг з телекеруванням складається з програмного пристрою, систем переміщення вагон-ваг, набору і зважування з телепередачею і завантаженням в скіпи.

Програмний пристрій складається з трьох частин: програмного комутатора, перетворювача десятичного коду в двоїчний, пристрою, рахуючого кількість поїздок і подач. На програмному комутаторі десятичним кодом набирається програма набору і ваги матеріалу під час кожної поїздки вагон-ваг. На комутаторі можна набрати програму для п'яти подач, кожна з який складається з чотирьох поїздок вагон-ваг.

В даний час програма набирається майстром доменної печі, однак надалі цю задачу буде виконувати керуючий обчислювальний пристрій. Завдання по набору матеріалів подається на комутатор системи обходу бункерів. Призначення цього вузла складається в рівномірній витраті матеріалів із усіх бункерів, де зберігається даний вид шихти. Блок системи обходу формує код переміщення вагон-ваг. Коли переміщення вагон-ваг закінчене, подається телеметрична інформація з завданням ваги даного матеріалу і про порядок його набору (в одну чи дві кишені вагон-ваг).

Ця інформація приймається телеприймачем і передається в запам'ятовуючий пристрій і регістр зсуву, що у разі потреби поділяє отримане завдання на дві рівні частини. З запам'ятовуючого пристрою код завдання передається на схему порівняння, що увімкне двигун, який переміщає ротор сельсина-задатчика.

По мірі набору матеріалу неузгодженість між напругами сельсинів-задатчика і датчика ваги зменшується. Коли різниця досягає встановленого значення, механізми набору переключаються в режим доведення (подають матеріали малими порціями), що підвищує точність зважування. Коли набір матеріалу кінчений, виникає сигнал закінчення набору і вагони-ваги відправляються в другу поїздку даної подачі.

Після завершення всіх поїздок, передбачених програмою, вагони-ваги ідуть на розвантаження до скіпового підйомника. Отримавши сигнал про наявність скіпа біля розвантажувальної воронки, вагони-ваги розвантажуються і відправляються в черговий рейс. При цьому пристрій,рахуючй поїздк видає в програмний комутатор сигнал про закінчення даної подачі.

Цифрові системи для визначення координати зупинки вагона і набору заданої ваги дозволили отримати високу точність зупинки (порядку 0,01%) і здійснювати набір ваги з точністю ±50 кг при вантажопідйомності вагон-ваг 40000 кг. Система автоматики дозволяє набирати до 12 подач у годину. Перевага цієї системи складається в можливості включення вагон-ваг у систему комплексного керування ходом доменної печі.

Набір, зважування і транспортування рудно-флюсової частини шихтових матеріалів за допомогою вагонів-ваг мають значні недоліки.Порівняно велика тривалість циклу набору та доставки матеріалів до скіпів обмежує продуктивність доменних печей,виключаючи можливість відсіву малих фракцій агломерату перед завантаженням у піч, ускладнена автоматизація системи завантаження. Тому сучасні доменні печі оснащують транспортерними системами доставки матеріалів до скіп і вагових воронок для дозування коксової і рудно-флюсової частин подачі.

Бункери з агломератом і добавками (залізною рудою, вапняком, марганцевою рудою) розташовують по обох сторонах скіпової ями. Усі бункери обладнані вібраційними пристроями для запобігання зависання матеріалів. Бункери добавок оснащені вібраційними живниками й індивідуальними ваговими воронками. Після зважування добавки видаються на стрічковий транспортер, що завантажує проміжний бункер біля скіпової ями, де добавки зберігаються до завантаження в скіп.

Бункери для агломерату обладнані віброгрохотами, що відсівають дрібні фракції й евакуюють їх за допомогою допоміжного транспортера і спеціального підйомника. Великі фракції агломерату видаються на пластинчастий транспортер, що доставляє їх до вагових воронок біля скіпового підйомника. Система перекидних лотків дозволяє направляти шихтові матеріали до правого або лівого скіпу. Передбачається можливість корекції ваги шихти шляхом добавки матеріалів зі спеціальних бункерів, розташованих над ваговими воронками.

Кокс надходить з бункера на віброгрохот, що відсіває дрібні фракції, а великі куски подає у вагову воронку. Дрібні фракції евакуюються спеціальним скіповим підйомником.

Програмний пристрій системи набору, зважування і транспортування шихти до скіпового підйомника включає: комутатор для набору завдань по складу і вазі шихти для кожної подачі, пристрій для визначення черговості обходу бункерів, пристрій для керування затворами вагових воронок, перекидними лотками і транспортерами.

Система забезпечує виконання циклів завантаження, що задаються командоконтролером циклів. Крім того, передбачені можливість автономного керування циклом, а також оперативне втручання майстра. Система набору, зважування і доставки матеріалів до скіп працює значною мірою автономно: після виконання команди про завантаження чергового скіпа негайно починається набір матеріалу в місткість, що звільнилася. Таким чином, система забезпечує максимальну продуктивність печі.

При зважуванні матеріалів можливі помилки. У сучасних системах сумарна вага кожного компонента шихти порівнюється з заданим і, коли різниця між ними досягає заздалегідь встановленого значення, здійснюється автоматична корекція ваги при черговій подачі. У деяких системах така корекція здійснюється майстром за показниками інтегруючих приладів.

У блоці вибору бункерів передбачається контроль рівня матеріалів у кожному бункері. Якщо рівень матеріалу в даному бункері нижче допустимого, система автоматично переходить до іншого бункеру, що містить той же матеріал.

Рівень шихти в бункерах контролюється електричними або механічними пристроями. Блок керування перекидними лотками забезпечує програму завантаження правого і лівого скіпів.

Мал.10д. Структурна схема керування набором, зважуванням і завантаженням шихтових матеріалів у доменну піч

На даному малюнку представлена спрощена структурна схема керування шихтоподачею, що враховує зміну фізичних властивостей і хімічного складу шихтових матеріалів. При цьому значною мірою усуваються збурювання, обумовлені цими факторами, тому що УОК автоматично коректує шихтовку відповідно до інформації про властивості матеріалів, що завантажуються у піч. Керування здійснюється КОК-1 із трьома підсистемами: підсистема 9 здійснює вибір бункера, з якого буде відібраний матеріал; при цьому враховується рівень шихти в даному бункері. З бункерів агломерату 4, добавок 6 і коксу 8 матеріали надходять у дозуючі вагові пристрої 12 із задатчиками маси 11.

Завдання відповідним дозаторам встановлюється підсистемою 10 за командами КОК-1. Далі матеріали по транспортерах 13 направляються в проміжні місткості 14, встановлені біля скіпового підйомника 15. Порядок завантаження матеріалів у скіпи і черговість їхнього відправлення на колошник 1 визначається підсистемою 2.

Алгоритм розрахунку шихти в КОК-1 передбачає врахування хімічного складу шихти, зольності і вологості коксу за даними робочої інформації, отриманої від датчиків-аналізаторів складу агломерату 3, добавок 5 і коксу 7. Крім того, в КОК-1 вводиться інформація про склад чавуну 16 і шлаку 17 на випусках, що дозволяє враховувати результати керування шихтоподачею. Реальна система шихтоподачі містить ряд блокувань, що забезпечують надійність і безпеку роботи всіх механізмів, що беруть участь у дозуванні і завантаженні матеріалів у піч. Передбачене також мнемонічне табло, на якому відображається робота всіх елементів системи.

Зручність і гнучкість керування завантаженням за допомогою транспортерної системи обумовили її широке впровадження в доменному виробництві. Особливо раціональне застосування цієї системи в зв'язку з тенденцією до скорочення числа компонентів доменної шихти, тому що при цьому значно спрощується її механічна частина і схема керування.