Устройство доменной печи и вспомогательного оборудования

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Устройство доменной печи и вспомогательного оборудования

31.01.2020

Печь


Печь (рис. 67) стоит на массивном фундаменте, выступающая над землей часть которого называется пнем. На пне выложена огнеупорная кладка и размещены металлические плиты колонн, служащих опорой для шахты печи.

Лещадь печи (рис. 68) выложена из 10—15 рядов поставленного на ребро полуторного шамотного кирпича, ее высота превышает 5 л. В последнее время для этой цели начали успешно применять углеродистые блоки.

Снаружи лещадь стянута металлической броней.

Лещадь служит дном горна, стены которого выложены из шамотного кирпича, стянутого металлической броней с чугунными холодильниками. В стенках горна оставлены отверстия для леток, расположенные на разных уровнях под углом друг к другу, а в верхней части — 12—16 отверстий для фурм.

Летка для выпуска чугуна представляет собой отверстие в кладке, закрываемое глиной и обрамленное снаружи массивной стальной рамой.


Дутье в печь подается по кольцевому футерованному кирпичом воздухопроводу диаметром около 2 м, опоясывающему печь. Воздухопровод имеет футерованные коленообразные рукава по числу фурм, подводящие к ним горячий воздух.

Заплечики футеруются в один кирпич и охлаждаются холодильниками со змеевиками, а в случае необходимости и за счет орошения через брызгало наружной части кожуха. Благодаря интенсивному охлаждению на поверхности заплечиков, обращенной в печь, образуется слой затвердевшего шлака, называемый гарниссажем.

Стенки шахты толстые (у основания 1200 мм и вверху 800 мм) и заключены в кожух из листового железа. В нижней, горячей части шахта охлаждается водой из металлических холодильников.

Верхняя часть шахты не охлаждается, но от ударов падающих материалов защищена кольцом из металлических плит.

На колошнике выделяется газ, содержащий много окиси углерода и поэтому способный гореть. Чтобы предупредить возможность соединения его с кислородом и горения на колошнике, последний делают закрытым.

Верх печи закрыт засыпным аппаратом и имеет устройство для отвода доменного газа на очистку и последующее использование его, а также для выпуска газа в случае необходимости в атмосферу.

Устройство современного засыпного аппарата изображено на рис. 69. Оно представляет собой сочетание засыпного аппарата (двойного колокольного затвора) с распределительным. Распределительная часть состоит из стальной воронки А, служащей для приема шихты, из саморазгружающегося скипа Б и малого конуса В, прикрывающего ее снизу. Конус подвешен с помощью штанги к балансиру Г. Через пустотелую штангу проходит стержень, соединяющий большой конус M с балансиром Д. Воронку А и конус В поворачивают вокруг оси с остановками через 60°, что способствует равномерному размещению шихты на конусе М. Конусы движутся независимо друг от друга.

Шихта через каждые 8—10 мин. загружается в печь отдельными порциями, состоящими из коксовой и рудной частей. В состав последней входят и флюсы.

Воздухонагреватели


На выплавку 1 т чугуна расходуется от 2500 до 3000 м3 предварительно нагретого до 700—800° воздуха при давлении до 3,5—4 ага, поэтому воздушное хозяйство доменных цехов весьма сложно.

Крупные доменные печи получают воздух от многоступенчатых турбовоздуходувок, приводимых в движение паровой турбиной, а иногда и электрическим двигателем мощностью 1000—1800 л. с.

На рис. 70 представлен разрез современного воздухонагревателя (называемого часто по имени изобретателя каупером), способного нагреть около 4000 м3 воздуха в минуту до 850°. Его высота 38 м и диаметр 8 м. Железный кожух изнутри футерован шамотным кирпичом. Внутри воздухонагревателя устроена вертикальная камера горения 1.

С помощью газовой горелки 2 в камеру вводится колошниковый газ, при сгорании которого в смеси с воздухом образуются горячие газы, устремляющиеся вверх, где температура достигает 1250—1300°. Далее под влиянием тяги дымовой трубы продукты горения опускаются по шахте 3, которая заполнена насадкой из шамотного кирпича, выложенного в форме решетки; при этом насадка нагревается. Воздухонагреватели работают периодически. Когда в одном из них насадка достаточно нагреется, то отопление его прекращают и в обратном направлении начинают пропускать холодный воздух, который при этом нагревается до 600—850° и через патрубок 4 уходит в трубопровод горячего дутья к фурмам доменной печи. После охлаждения насадки вновь переключают нагреватель «на газ».

Общая длительность цикла воздухонагревателя зависит от их числа.

Для обеспечения печи горячим воздухом требуется несколько нагревателей, снабженных сложным вспомогательным оборудованием.

Классификация чугуна доменной плавки. Чугун не имеет самостоятельного применения и служит для передела в литейных и сталеплавильных производствах.

По своему назначению чугун делится на литейный, передельный и специальный.

80—90% всей выплавки составляет передельный чугун, 8—18% — литейный чугун и 2—3% — специальный чугун.

Литейный чугун служит для производства литья и по содержанию кремния делится на 6 марок. Его получают при горячем ходе печи и повышенном расходе кокса. Для некоторых видов литья служат также и специальные чугуны.

Передельный чугун (мартеновский, бессемеровский и томасовский) служит для производства стали. Бессемеровский чугун затем продувается воздухом в конвертере с кислой футеровкой; содержание фосфора в нем должно быть не более 0,07%, так как при бессемеровании фосфор не удаляется.

Мартеновский чугун перерабатывают в мартеновских печах: допустимое содержание кремния и фосфора лимитируется в широких пределах, так как эти примеси не мешают получению хорошей стали.

Томасовский чугун переделывают в сталь в основных конвертерах. В этом чугуне должно содержаться до 1,5—2,0% фосфора и около 0,5% кремния. Специальные чугуны — ферросилиций (10—12% Si), зеркальный (12—20% Mn) и ферромарганец (60—80% Mn) являются продуктами горячего хода печи при повышенном расходе кокса и переработке соответствующих шихт.
Устройство доменной печи и вспомогательного оборудования

Получают также хромистый, ванадиевый, никелевый, титанистый, медистый и другие виды чугунов.

Колошниковый газ и его очистка. На 1 т сжигаемого в доменной печи кокса образуется около 4000 м3 колошникового газа, содержащего 26—32% окиси углерода, 9—14% двуокиси углерода и 54—58% азота. Теплотворная способность такого газа составляет около 850—950 кал на 1 м3, он широко используется как топливо в воздухонагревателях, коксовых печах и для других целей.

Доменный газ загрязнен пылью, содержание которой обычно около 25 г/м3, а при неполадках в работе печи достигает и 100 г/м3. С газами выносится до 15% всей загружаемой шихты; очистка газов от пыли необходима как для того, чтобы вернуть в плавку унесенную руду, так и для того, чтобы не засорить воздухонагреватели пылью.

Грубая очистка газа производится в осадительной камере и в циклоне. Очищенные газы содержат не более 4 г/м3 пыли и направляются на полутонкую очистку (схема расположения этих устройств приведена на рис. 71), т. е. в орошаемый водой скруббер, где содержание в нем пыли снижается до 0,5—0,8 г/м3.

Тонкая очистка газа от пыли до содержания 0,01—0,02 г/м3 осуществляется либо в мокрых электростатических, либо в мокрых механических газоочистителях (дезинтеграторах), пропускающих до 80 000 м3 газа в час.

Жидкие продукты плавки. Накапливающиеся в горне чугун и шлак выпускают периодически: чугун обычно через каждые четыре часа, а шлак — чаще. Чугунную летку после выпуска металла закрывают с помощью пневматической пушки Гарро пробкой из смеси измельченных сланца и кокса, замешанных на воде, а шлаковую летку прикрывают конической железной пробкой.

Шлаковозные стальные ковши емкостью около 16 м3 не футерованы кирпичом и приспособлены к транспортированию и сливу шлака. Жидкий шлак из ковша либо сливают по откосу железнодорожной насыпи, либо транспортируют, разбивая на мелкие частицы сильной струей воды.

Доменные шлаки широко используются для изготовления различных строительных материалов и, в частности, для приготовления брусчатки, шлаковой ваты, цементов и шлако-бетонных камней.

Чтобы открыть чугунную летку, глиняную пробку либо пробивают пневматическим молотком, либо сверлом с электроприводом, либо прожигают кислородом. В последнем случае в летку вводят железную трубку, раскаленный конец которой горит в подводимом к ней кислороде. При горении железа развивается высокая температура, способствующая расплавлению чугуна.

Струя чугуна по желобу поступает на литейный двор для распределения по ковшам. Железные, футерованные огнеупорным кирпичом ковши, вмещающие 80—100 т чугуна, располагаются на четырехосной железнодорожной тележке и имеют устройства для наклона при сливе металла.

Как правило, основная масса передельного чугуна в жидком виде направляется на дальнейшую переработку в сталь. Часть чугуна отливается в изложницы. Литейный чугун весь разливается в изложницы. Разливка ведется специальной машиной, представленной на рис. 72. Разливочная машина похожа на полого расположенный ковшевой элеватор, на цепи которого прикреплены примыкающие одна к другой чугунные изложницы. Края одной изложницы перекрывают нижележащую, образуется сплошная лента, предотвращающая проливание металла при переполнении одной из изложниц. Заполненные чугуном изложницы охлаждаются водой и разгружаются в верхнем конце машины при опрокидывании и переходе на нижнюю возвратную ее ветвь.

Обычно машина оборудована двумя лентами и позволяет разлить до 1,5 тыс. т чугуна в сутки.

Технико-экономические показатели


Основными технико-экономическими показателями работы доменной печи являются ее производительность и расход кокса на тонну чугуна. Для того чтобы можно было сравнить работу печей разных размеров и по-разному эксплуатируемых, пользуются коэффициентом использования полезного объема печи К, выражаемого отношением полезного объема печи V (выраженного в м3) к ее суточной производительности T (выраженной в тоннах)

При выплавке передельного чугуна величина К колеблется в пределах 0,60—0,85 м3/т. Она зависит от многих факторов и в первую очередь от состава перерабатываемой руды, от рода горючего, физического состояния шихты и химического состава получаемого чугуна.

Расход кокса характеризует экономичность работы печи, в настоящее время он составляет около 0,8 т на 1 г руды. Улучшение управления печью и более тщательная подготовка сырья, применение повышенного давления и паровоздушного дутья способствуют снижению расхода кокса.

Кампания печи (продолжительность работы печи от задувки до капитального ремонта) длится 5—6 лет, иногда достигает 10 лет и зависит от качества огнеупоров, конструкции печи и качества ее эксплуатации.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: