Распределение ведется или по перепаду давления по высоте шахты, или по температуре газа в слое шихты в верхней зоне колошника, или по температуре и химическому составу газа в газоходах.
Измерение давления осуществляется на двух горизонтах шахты: вверху и внизу с помощью наклонных конических водоохлаждаемых труб, установленных по 3–4 штуки на каждом горизонте и соединенных с измерительными приборами – сифонными дифманометрами ДС-362 с помощью импольской сети.
Таким образом, вырабатывается импульс – перепад давления. Регулятор дает команду на пропуск соответствующей фиксированной остановки для разгрузки шихты.
Если применяется система подачи шихты в течении заданного интервала времени не изменит перепад давления, то логическое устройство переключает САР на регулирование порядка загрузки шихтовых материалов, назначая в сектор с пониженным перепадом давления разгрузку мелких или рудных материалов.
4.2 Автоматизированное регулирование теплового состояния и схода шихты
4.2.1 Тепловое состояние элементов печи
Кладка доменной печи защищена снаружи металлическим кожухом и изнутри специальными холодильниками, расположенными горизонтальными рядами по всей высоте шахты, распара и заплечиков.
Не смотря на интенсивное охлаждение, кладка по ходу кампании разрушается, создавая опасность разрушения металлического каркаса. Особенно опасно разрушение по объему лещади и периметру кладки по горизонтам.
В системе автоматического регулирования доменным процессом предусмотрена установка системы автоматического контроля температуры кладки. Основным элементом контроля является коммутатор, подключающий в определенном порядке соответствующие термопары к измерительному, регистрирующему и показывающему приборам.
Контролируется также температура охлаждающей воды во всех холодильниках. Основной задачей является обнаружение прогара холодильников и в особенности фурм и фурменных амбразур, так как датчики в виде термосопротивлений прогар не обнаруживают и вода через образовавшееся отверстие попадает в печь, разрушая кладку, вызывая местное охлаждение шихты и нарушая нормальный ход печи.
4.2.2 Скорость схода шихты
Контроль и регулирование схода шихты являются важнейшими операциями управления доменным процессом, так как определяют эффективность всех основных процессов: восстановительного, газодинамического и теплового.
Наиболее распространены системы автоматического регулирования скорости схода шихты с импульсами «сверху», вырабатываемыми механическими или радиометрическими уровнемерами типа УРМС-2 и УРМС-2М. Источником излучения является изотоп Со активностью 0,32–0,45 Ки. Два источника гамма-излучения устанавливают в амбразурах верхнего ряда защитных сегментных плит колошника в диаметрально противоположных точках. Излучение воспринимается детекторами, размещенными в водоохлаждаемых штангах, опускаемых и поднимаемых перед герметически закрываемым отверстием в кожухе колошника примерно по оси каждого газохода. Опускание и подъем осуществляют тросовыми лебедками с электромеханическим приводом. Электрические сигналы детекторов излучения по кабель – тросу выводятся из печи наружу к лебедкам и передаются в импульсную цепь в блок управления, где сравниваются с опорным потенциалом (Vо = 0,5 Vmax). Образовавшаяся разность потенциалов Vр = Vc – Vo передаются на релейный усилитель блока управления, который коммутирует обмотки двигателя лебедки так, что при Vc<Vo происходит подъем, а при Vc>Vo опускание штанги с детектором излучения.
4.3 Механизация работ на литейном дворе и других участках
Вопросы механизации трудоемких процессов доменного производства являются исключительно важными. Они не могут считаться решенными полностью.
В настоящее время к оборудованию, механизирующему трудоемкие работы на литейных дворах доменных печей, относится:
– краны литейного двора;
– трамбовки и рыхлители вибрационного действия;
– различные устройства для подрыва и удаления скрапа;
– срезы для разделки футляра чугунной летки;
– механизированные передвижные балки для обслуживания желобов и литейных дворов.
5. Безопасность и экологичность
5.1 Опасности и вредности доменного производства
Доменное производство характеризуется непрерывностью и периодичностью технологических и трудовых операции, работы механизмов, оборудования.
В этих условиях опасные и вредные производственные факторы проявляют себя постоянно или периодически. К постоянно действующим опасным и вредным производственным факторам относят: движущиеся и вращающиеся части механизмов и оборудования, перемещение грузов, тепловые излучения, шум, вибрация. А к периодически действующим – расплавленный и нагретый металл, запыленность, загазованность и др.
5.1.1 Загазованность атмосферы
В доменном производстве могут выделяться следующие вредные для здоровья газы и вещества: окись углерода СО, сернистый газ SO2, углеводороды СН и цианистые соединения.
В зависимости от условий плавки и качества выплавляемого чугуна доменный газ может иметь следующий состав: 11 – 17% СO2; 22 -28% CO; 1,5 – 7,5% Н2; 0,1 – 0,3% CH4 и 50 – 57% N2.
Различные составляющие доменного газа (СО, N2,CO2, H2) по-разному действуют на человеческий организм, вызывая отравление и удушье. Окись углерода легко адсорбируется пылью, смолой, проникает через малейшие трещины.
Окись углерода – основная газовая вредность в доменном цехе. Попадая в легкие, окись углерода вступает в химическое соединение с гемоглобином и образованием карбоксигемоглобина, что препятствует переносу кислорода кровью из легких к тканям организма. При отравлении окисью углерода больше всего страдает центральная нервная
система, а также органы дыхания.
5.1.2 Взрывоопасность
Газы, применяемые и образующиеся в доменном производстве, легко воспламеняемы, что может вызвать их возгорание и взрывы.
Взрывы происходят при смешивании газа с воздухом в определенных соотношениях. Во всех случаях они являются следствием неправильных действий персонала или неисправности оборудования. Взрывы могут происходить; в доменной печи, межконусном пространстве, трубопроводах, воздухонагревателях, пылеуловителях, воздуходувных машинах, скрубберах, горновом желобе при сушке, теплушках, отапливаемых газом помещениях, где может накапливаться газ.
Кроме газовых взрывов, в доменных цехах возможны взрывы, вызванные жидкими продуктами плавки (чугуном и шлаком). Эти взрывы происходят при взаимодействии влаги с расплавленным металлом и шлаком. Они сопровождаются сильным звуком, разбрасыванием большого количества брызг и искр, что может привести к тяжелым травмам.
Такие взрывы являются следствием неправильных действий горновых, разливщиков, ковшевых и др.
5.1.3 Температурные условия и излучение
Тепловое облучение, которому подвергается персонал у доменных печей, колеблется в очень широких пределах (от 0,5 до 16 кал/см мин; от 0,35 до 1,12 Вт/см2). Источником излучения являются расплавленные
массы чугуна и шлака (температура чугуна 1380–1500. °С, шлака 1450
- 1600 °С), горячий агломерат (температура 500 – 700 °С), пламя газов
(при сушке желобов и футляра), нагретые элементы оборудования и
конструкций, а также дуга электросварки.
Приближение к источникам тепла и непосредственное прикосновение к ним вызывает ожоги кожи и тяжелые травмы. Выполнение трудовых операций в рабочей зоне с повышенной тепловой нагрузкой может привести к тепловому удару. Наиболее опасными участками в доменном цехе, где может произойти тепловой удар, являются: место выгрузки горячего агломерата и подачи его в скип, горн доменной печи, межконусное пространство при ремонтах и др.
5.1.4 Запыленность
В доменном цехе пыль образуется в следующих местах: на рудном дворе и бункерной эстакаде при разгрузке шихтовых материалов, в подбункерном помещении при наборе и взвешивании шихты, в скиповой яме, на колошнике при загрузке печи, во время выпуска пыли из пылеуловителей, при выпусках чугуна и т.д.
В зависимости от качества шихтовых материалов выделяемая в атмосферу пыль может иметь различный гранулометрический химический состав.
Пыль подбункерного помещения, рудного двора и бункерной эстакады образуется из минеральной и горючей части шихты. Она характеризуется высокой дисперсностью с преобладанием фракций 2–4 мкм и содержит большое количество углерода, окислов кремния и железа.
Средний гранулометрический состав пыли в зоне дыхания машиниста вагон-весов во время набора агломерата приведен в таблице 8.
Таблица 8 – Фракционный состав колошниковой пыли
| Размер частиц, мкм | +500 | 500…20 0 | 200…90 | 90…40 | 40…1 | -10 |
| Содержание, % | 1,2 | 21,0 | 40,5 | 30,2 | 3,9 | 3,2 |
5.1.5 Шум и вибрация
Источниками постоянных шумовых нагрузок являются вибропитатели, пластинчатые конвейеры, коксовые грохоты, вентиляционные
установки, мотор-генераторы машинных залов, утечки воздуха, различные звуковые сигналы и т.д.
Кроме шумовых нагрузок, на организм человека вредно действует
вибрация. Вибрации в доменном цехе создаются при движении поездов
по бункерной эстакаде, работе виброгрохотов и вибропитателей, при
движении скипов по наклонному мосту и работе механизмов машинного зала. Сильные вибрации создают вентиляторы горелок воздухонагревателей.
5.1.6 Насыщенность механизмами и транспортирующими средствами
Наличие в доменных цехах большого количества механизмов, транспортных и грузоподъемных средств создает определенную опасность для обслуживающего персонала.
Травматизм возникает при неправильной организации работ, несогласованности действий персонала, отсутствии ограждений, блокировок, сигнализации, предохранительных приспособлений, несоблюдении габаритов и неисправности механизмов.