Пристрій доменної печі, металургійний портал
Чавун виплавляють у доменних печах, що представляють собою шахтну піч. Сутність процесу отримання чавуну в доменних печах полягає у відновленні оксидів заліза, що входять до складу руди, газоподібними (СО, Н2) і твердим (С) відновниками, що утворюються при згорянні палива в печі.
Процес доменної плавки є безперервним. Зверху в піч завантажують вихідні матеріали (агломерат, окатиші, кокс), а в нижню частину подають нагріте повітря і газоподібне, рідке або пиловидне паливо. Гази, отримані від спалювання палива, проходять через стовп шихти і віддають їй свою теплову енергію. Опускається шихта нагрівається, відновлюється, а потім плавиться. Велика частина коксу згорає в нижній половині печі, будучи джерелом тепла, а частина коксу витрачається на відновлення і коксування заліза.
Для забезпечення безперервної подачі і випуску такої великої кількості матеріалів необхідно, щоб конструкція печі була проста і надійна в роботі протягом тривалого часу. Доменна піч зовні укладена в металевий кожух, зварений із сталевих листів товщиною 25 - 40 мм. З внутрішньої сторони кожуха знаходиться вогнетривка футеровка, охолоджувана в нижній частині печі за допомогою закладаються спеціальних холодильників - металевих коробок, усередині яких циркулює вода. У зв'язку з тим, що для охолодження печі потрібна велика кількість води, на деяких печах застосовують випарне охолодження, сутність якого полягає в тому, що в холодильники подають води в кілька разів менше, ніж при звичайному способі. Вода нагрівається до кипіння і інтенсивно випаровується, поглинаючи при цьому велику кількість тепла.
Внутрішнє обрис вертикального розрізу доменної печі називають профілем печі. Робочий простір печі включає:
Це верхня частина доменної печі, через яку здійснюється завантаження шихтових матеріалів і відведення доменного або колошникового газу. Основною частиною колошникового пристрою є засипний апарат. На більшості доменних печей встановлені двоконусну завантажувальні пристрої. У звичайному положенні обидва конуса закриті і надійно ізолюють внутрішній простір печі від атмосфери. Після завантаження шихти в прийомну лійку малий конус опускається і шихта падає на великий конус. Малий конус закривається. Після того, як на великому конусі буде набрано задану кількість шихти, великий конус опускається при закритому малому конусі і шихта висипається в піч. Після цього великий конус закривається. Таким чином, робочий простір доменної печі постійно герметизоване.
Шихтові матеріали зазвичай подаються на колошник печі з одного боку. В результаті, у воронці малого конуса утворюється укіс. Тривала Робота доменної печі з перекосом рівня шихти неприпустима. Для усунення цього явища приймальня воронка і малий конус зроблені обертовими. Після завантаження шихти воронка разом з конусом повертається на кут кратний 60, завдяки чому після розвантаження декількох подач нерівномірність повністю усувається. 0
На сучасних печах можуть встановлюватися більш складні по конструкції засипні апарати. Замість великого конуса встановлюється обертається жолоб, кут нахилу якого може регулюватися. Така конструкція дозволяє змінювати місце подачі матеріалів по діаметру колошника.
В процесі доменної плавки утворюється велика кількість газу, який відводиться з колошникового частини печі. Такий газ називають колошниковим. Газ містить горючі складові СO і Н2 і, тому, використовується як газоподібне паливо в металургійному виробництві. Крім того, проходячи через стовп шихти, газ захоплює дрібні частинки залізовмісних матеріалів, утворюючи так звану колошниковий пил. Пил вловлюється в спеціальних газоочисниках і використовується як добавка до шихти при агломерації або отриманні окатишів.
На частку шахти припадає більша частина загальної висоти і об'єму печі. Профіль шахти, що представляє собою усічений конус, що розширюється до низу, забезпечує рівномірний опускання і розпушення шихтових матеріалів. Значна висота шахти дозволяє здійснювати теплову та хімічну обробку матеріалів піднімаються гарячими газами.
Це середня циліндрична частина робочого простору печі, що має найбільший діаметр. Распар створює деякий додаткове збільшення обсягу печі і усуває можливі затримки шихтових матеріалів.
Це частина профілю печі, розташована нижче распара і представляє собою усічений конус, звернений широкою основою до розпарити. Зворотній конусность заплічок відповідає зменшенню обсягу проплавляющей матеріалів при утворенні чавуну і шлаку.
Це нижня циліндрична частина печі, де здійснюються високотемпературні процеси доменної плавки. У горні відбувається горіння коксу і освіту доменного газу, взаємодія між рідкими фазами, накопичення рідких продуктів плавки (чавуну і шлаку) і періодичний їх випуск з печі. Горн складається з верхньої або фурменої частини і нижньої або металлопріемніка. Подину металлопріемніка називають лещадью.
У нижній частині горна розташовані чавунні і шлакові льотки, що представляють собою отвори для випуску чавуну і шлаку. Після випуску чавуну летку закривають спеціальною вогнетривкою масою за допомогою так званої гармати, яка представляє собою циліндр з поршнем. Перед відкриттям чавунної льотки гармату заповнюють ЛЕТОЧНАЯ вогнетривкої масою. Після закінчення випуску чавуну гармату підводять до річки, і за допомогою поршневого механізму леточная маса видавлюється з гармати і заповнює ЛЕТОЧНАЯ канал. Для розкриття чавунної льотки служить спеціальна бурильна машина, яка рассверливают в ЛЕТОЧНАЯ масі отвір, по якому випускають чавун.
Шлак, що випливає з доменної печі через чавунну летку, відділяється від чавуну на жолобі печі за допомогою розділової плити і перевалу, виконан-няющих роль гідравлічного затвора. Чавун, який має високу щільність, проходить в зазор під розділової плитою, а більш легкий шлак відводиться в бічній жолоб.
При необхідності поставки чавуну іншим підприємствам його розливають в злитки (чушки) масою 30 - 40 кг на спеціальній розливної машині.
У верхній частині горна на відстані 2700 - 3500 мм від осі чавунної льотки по колу горна з рівними проміжками встановлюються повітряні фурми, через які подають в піч нагріте до 1100 - 1300 ° С дуття, а також природний газ і інші паливні добавки (мазут, пиловугільне паливо). Кожна доменна піч забезпечується дутьем від своєї повітродувки. Нагрівання дуття здійснюється в воздухонагревателях регенеративного типу, коли під дією тепла спалюваного газу спочатку нагрівається насадка повітронагрівача з вогнетривкої цегли, а потім через неї пропускається повітря, що забирає тепло від насадки. У період нагріву насадки в камеру горіння подається газ і повітря для його горіння. Відпрацьовані гази, проходячи через насадку, нагрівають її і йдуть в димар. У період нагріву дуття холодне повітря надходить в нагріту насадку, нагрівається, а потім подається в доменну піч. Як тільки насадка охолола настільки, що повітря не може бути нагрітий до заданої температури, його переводять на наступний воздухонагреватель, а остиглий ставлять на нагрів. Насадка повітронагрівача охолоджується швидше, ніж нагрівається. Тому блок воздухонагревателей доменної печі складається з 3 - 4 апаратів, з яких один нагріває повітря, а решта розігріваються. Профіль доменної печі характеризується діаметрами, висотами і кутами нахилу окремих елементів. Розміри деяких печей наведені в таблиці 1.
Таблиця 1 - Розміри печей
Корисний об'єм печі, м3
Розміри кожної частини печі повинні бути пов'язані між собою і перебувати в певних співвідношеннях з розмірами інших частин печі. Профіль печі повинен бути раціональним, при якому забезпечуються найважливіші умови доменного процесу:
- плавне і стійке опускання шихтових матеріалів;
- вигідний розподіл зустрічного газового потоку;
- сприятливий розвиток процесів відновлення і утворення чавуну і шлаку.
Основними величинами, що характеризують розміри робочого простору, є корисний об'єм печі і корисна висота. Вони включають висоту і обсяг, заповнені матеріалами і продуктами плавки. При визначенні цих параметрів за верхній рівень береться відмітка нижньої кромки великого конуса засипного пристрою в опущеному положенні, а нижньому рівнем є рівень осі чавунної льотки.
Щиро вітаємо ЦІКАВОЮ ІНФОРМАЦІЄЮ
пропонуємо співпрацю
- Опублікуй свої твори в електронній формі.
- Розмісти наукову статтю або прес-релізи на сторінках нашого порталу.
Рекомендуємо
Доменний процес отримання чавуну
Виробництво чавуну: сировина для виробництва чавуну
Доменна плавка: підготовка залізних руд
Паливо для доменних печей
Чорна металургія: Сировина для виробництва чорних металів і сплавів
