Рисунок 1 – Тарельчатый питатель с подпрессовкой материала:
1 - бункер; 2 - разгрузочное отверстие; 3 – привод; 4 – тарель; 5 – прессующий валок.
Источник: «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов» " — 2010 / ХX Всеукраинскую научную конференцию аспирантов и студентов. — Донецк, ДонНТУ — 2010. — 114-115 сс.
Современное состояние промышленности характеризуется противоречивыми процессами возрастания требований к качеству продукции при существенном ухудшении сырьевой базы. Такое положение дел требует совершенствования управления процессами на всех стадиях производства.
Загрузка коксовых печей как раз и является той ключевой операцией, от которой во многом и зависит дальнейшая работа. Обычно печи загружали путем свободного истечения шихты из бункеров. Как дополнение использовались методы последовательной загрузки, пароинжекция в газосборниках, различные побудители схода( вибраторы) и пр. Эти меры частично помогали оптимизировать процесс, но не содержали действенных методов управления.
Новый этап наступил в последнее время, когда, помимо прочего, стали выступать требования к экологической безопасности производства. Стало понятно, что чистота окружающего пространства- та же экономическая категория, если не затратить средства на предотвращение выбросов, придется намного больше платить за ущерб, нанесенный окружающей среде.
Поэтому снова активизировался поиск эффективных методов управления технологическими процессами, многие из которых были разработаны ранее, но так и остались не востребованными.
Разработки и исследования проводились в двух направлениях. Первое связано с попыткой усовершенствований существующих технологий, другие требовали создания принципиально новых.
На современных углезагрузочных машинах по сути дела и нет никаких средств для управления процессом загрузки печей, поскольку единственными механизмами являются шиберный затвор, телескоп и может быть вибратор, при использовании которых трудно контролировать условия, способствующие решению поставленной задачи. При этом загружаемая угольная шихта хаотично располагается в объеме печи, создавая зоны с сильно рознящейся плотностью. Это приводит к потерям качества продукта и трудностям в подборе технологического режима.
Самым логичным и простым решением является применение устройств, активно побуждающих движение материала непосредственно при выходе из бункеров и внутри них. Основным разработчиком и проводником в действие таких конструкций являлся головной институт отрасли – ВНИИМЕТМАШ, который разработал и внедрил для разгрузки бункеров углезагрузочных машин тарельчатые питатели. Дальнейшие исследования проводились в Донецком национальном техническом университете (тогда ДПИ). Здесь же была предложена конструкция осевого затвора-питателя.
Суть разработок в принципе сводится к тому, что при организованном и управляемом движении угольной шихты создаются условия для обеспечения равномерной загрузки печи, таким образом энергия затрачивается не зря, а косвенно идет на увеличение плотности.
Другим перспективным методом повышения плотности и обеспечения равномерности плотности по камере коксования является применение технологии трамбования угольной шихты непосредственно в печах. Эта технология широко используется за рубежом, а на Украине впервые реализована на ОАО «АЛЧЕВСККОКС». Коксование производят в специальной печи, что в совокупности с комплексом сухого тушения дает экономический эффект. Эта технология позволяет кроме того получать кокс повышенной прочности. Такое решение актуально и эффективно, но современное экономическое состояние предприятий отрасли не позволяет произвести существенную реконструкцию батарей или возведение новых, что сдерживает внедрение.
Таким образом на данном этапе наиболее целесообразно заниматься разработкой конструкции питателя на базе существующих углезагрузочных машин. Проведенные исследования показали, что оптимальный расход энергии получается при комбинированной загрузке шихты, когда питатель не только подает шихту в камеру с наклонной тарели, но и предварительно уплотняет ее, имея при этом сравнительно небольшую мощность (4-7 кВт). Схема предлагаемого питателя с подпрессовкой показана на рисунке.
Предлагаемое техническое решение позволяет повысить качество кокса и экологическую безопасность производства без существенных капитальных затрат на реконструкцию коксовых печей и оборудования, обслуживающего батарею.