Доменна пещ или доменна пещ, както често се нарича, е проектирана да топи желязо от желязна руда. Това се случва в резултат на химични реакции, протичащи при високи температури. На последния етап от процеса разтопеното желязо се насища с въглерод и се превръща в чугун (вижте Желязо, стомана, чугун).

Доменна пещ.

В доменната пещ по правило не се топи желязна руда, а агломерат (фина руда, синтерована на парчета) или пелети (сферични бучки, получени от фина руда или фино смлян концентрат). Те се зареждат в пещта на слоеве, осеяни с кокс. Потоци - вар, пясък и някои други вещества - също се добавят към доменната пещ слой по слой. За какво са нужни?

Заедно с агломерата и пелетите, скала, която не съдържа желязо, влиза в доменната пещ. Металурзите го наричат ​​отпадъчна скала. Трябва да се отстрани, за да не попадне в чугуна, докато се втвърдява. Потоците причиняват отпадъчни скали и някои други ненужни вещества (всичко това се нарича шлака) да изплуват на повърхността на течния метал, откъдето шлаката може лесно да се излее в специален кофа. И така, агломератът (или пелетите), коксът и флюсовете са включени в смес от материали, която се зарежда в доменна пещ и се нарича заряд.

Доменната пещ прилича на голяма кръгла кула и се състои от три основни части: горната част е пещта, средната част е шахтата и долната част е ковачницата. Вътрешността на доменната пещ е облицована (облицована) с огнеупорна зидария. За да се предотврати влошаването на зидарията и да се предпази корпусът на пещта от високи температури, се използват хладилници, в които циркулира вода.

Зарядът се зарежда в доменната пещ през пещта на части от по няколко тона всяка. Изтеглянето е непрекъснато. За да направите това, в близост до доменната пещ е монтиран бункер - склад, където се доставят агломерат (или пелети), кокс и флюсове. В бункера те се използват за формиране на заряд с помощта на автоматизирани кантари. Суровините се подават непрекъснато в бункерите на големи модерни домейни с помощта на конвейери. Освен това конвейерите в съвременните доменни пещи преместват заряда от бункера към горната част. В старите доменни пещи за това се използват скипове, които се движат по наклонени релси.

Под въздействието на собственото си тегло зарядът се спуска, преминавайки през цялата доменна пещ. В средната част на пещта - шахтата - тя се измива от газове, идващи отдолу нагоре - продуктите от изгарянето на кокса. Те загряват заряда и след това напускат доменната пещ през горната част. Но най-важното се случва в долната част на доменната пещ - ковачницата.

Тук в корпуса на доменната пещ има фурми - специални устройства за подаване на сгъстен горещ въздух към пещта. Фурмите имат прозорци, защитени със стъкло, през които работниците в доменната пещ могат да погледнат вътре в пещта и да видят как протича процесът. За да се предотврати изгарянето на фурмите, те се охлаждат с вода, която тече през каналите вътре в фурмите.

Необходим е горещ въздух за допълнително нагряване на заряда преди разтопяване. Това намалява потреблението на скъп кокс и увеличава производителността на доменната пещ. В допълнение, за допълнително намаляване на потреблението на кокс, природният газ или мазутът се въвеждат в доменната пещ като източник на топлина. Преди да бъде подаден във фурмите, въздухът се нагрява във високи кули, пълни с тухли отвътре - въздухонагреватели.

В пещта на доменната пещ се изгаря кокс (както и природен газ или мазут), като се развива много висока температура - над 2000 °C, под въздействието на която рудата се разтапя напълно. При изгаряне коксът се свързва с кислорода във въздуха, за да образува въглероден диоксид. Под въздействието на висока температура въглеродният диоксид се превръща във въглероден оксид, който отнема кислорода от желязната руда, редуцирайки желязото. Течейки през слой горещ кокс, желязото се насища с въглерод и се превръща в чугун. На дъното на огнището се натрупва течно желязо, а на повърхността му се натрупва слой от по-лека шлака.

Когато в ковачницата се натрупа достатъчно количество чугун, той се освобождава през отворите в долната част на ковачницата - крановия отвор. Първо, шлаката се освобождава през горния кран, а след това чугунът през долния кран. След това чугунът пада в канавки, откъдето се излива в големи чугунени кофи, стоящи на железопътни платформи, и се изпраща за по-нататъшна обработка.

Ако чугунът е предназначен за производство на отливки - леярски чугун - той отива в леярска машина, където се втвърдява под формата на пръти - прасета. Ако чугунът е предназначен за превръщане в стомана (чугун), той се транспортира до стоманодобивния цех. Там постъпва в мартенови пещи, конвертори или електрически пещи (виж Електрометалургия). От общото количество произведен чугун приблизително 80% е чугун.

Първата доменна пещ на Магнитогорския завод за желязо и стомана, която влезе в експлоатация през 1932 г., имаше обем 900 m 3 . През 1986 г. доменната пещ Северянка с обем 5500 m 3, една от най-големите в света, започва да работи в Череповецкия металургичен завод.

Преди това доменните пещи произвеждаха чугун на всеки 3-4 часа. С увеличаване на обема им производството на чугун се ускори - на всеки 2 часа. Големите доменни пещи - с обем от 3000 m 3 или повече - произвеждат чугун почти непрекъснато .

В съвременните гигантски доменни пещи за поддържане на горенето се използва не само нагрят въздух, но и природен газ заедно с чист кислород. Това повишава производителността на агрегата, намалява разхода на кокс, но в същото време затруднява управлението на технологичния процес. Следователно електронните компютри сега все повече се появяват в цеховете за доменни пещи. Те анализират показанията на множество инструменти, наблюдават хода на процеса и избират най-добрите режими на топене.

Цехът на доменната пещ е сложен комплекс от тясно свързани технологични и енергийни единици, включително самата доменна пещ, леярната и доменната пещ, въздухонагреватели, прахоуловители, асансьор на доменна пещ, скипова яма и лифт за коксов бриз, стелаж за бункери, леярска машина и др. (фиг. 5) .
Модерната доменна пещ е масивна конструкция с височина над 35 м и тежаща няколко хиляди тона. Пещта лежи върху стоманобетонна основа, обикновено многостранна; долната част (основата) на основата е заровена на 6-7 м в земята. За такива основи поръчайте производството на анкерни болтове http://metall-78.ru/katalog/ankernye-bolty/. Надземната част на фундамента (пън), облицована с огнеупорен бетон, служи за основа на фланга (фиг. 6). горната част е изработена от високоалуминиева тухла. Дъното на фланга се охлажда от въздушни охладители. При пещите с по-малък обем дъното е облицовано с шамотни тухли или въглеродни блокове. Височината на зидарията на фланга е 3450-5175 mm.

Прогресът на процеса на доменната пещ до голяма степен зависи от профила на пещта, т.е. от вътрешния контур на работното пространство на пещта.
Модерният профил на доменна пещ (фиг. 7) осигурява плавно и стабилно спускане на заредените шихтови материали, рационално разпределение на газовия поток, движещ се към материалите, успешното протичане на процесите на редукция и процесите на образуване на чугун и шлака, но все още не е оптимално. Все още не е разработена най-рационалната височина на пещта, височината на раменете и ъглите на наклона на вала и раменете. Някои работници в доменните пещи оспорват необходимостта от рамене и цилиндричната част на върха. Отделните профилни елементи играят определена роля в цялостния процес на топене на доменни пещи и пълнотата на развитието на определени процеси зависи от техните размери.

Горната цилиндрична част на пещта - върхът - се използва за зареждане на шихтови материали и за отстраняване на газове. Размерите на горната част оказват значително влияние върху разпределението на материалите и газовия поток. За да се предпази от разрушаване от натоварени материали, огнището е облицовано с няколко реда стоманени защитни плочи, оформени като сегменти.
Коничната част, най-голямата по височина, е в непосредствена близост до върха - шахтата. Конусността на вала улеснява спускането на материалите, тяхното разхлабване и създаването на оптимален газов поток. Височината на мината е важна за развитието на редукционните процеси и шлакообразуването. Валът се свързва с долната конична част - рамената - през цилиндричната част - парата, което създава по-плавен преход, намалявайки възможността за забавяне на зарядните материали и образуването на „мъртво пространство“.
Раменете са с тънкостенна (345-575 mm) шамотна облицовка и се охлаждат с пластинчати охладители. Дебелостенната парна камера и шахтата също са изградени от шамотни тухли. За охлаждане в зидарията на парната камера и шахтата (на 2/3 от височината) се поставят кутийни хладилници. Има конструкции на доменни пещи с тънкостенна шахта и пропарване и охлаждане с периферни пластинчати хладилници.
Коничната форма на раменете се дължи на рязкото намаляване на обема на разтопените материали в тази част на пещта поради образуването на течен чугун и шлака и изгарянето на кокс в долната част на пещта - в ковачницата . Заедно с изгарянето на кокса в ковачницата се образува състав от чугун и шлака, които се натрупват по време на процеса в долната му част.
Огнището се състои от метален приемник, в който се натрупват чугун и шлака, и горно огнище, където са разположени фурмите, и е облицовано с шамотни тухли или въглеродни блокове. Периферията на огнището и острието се охлаждат от пластинчати хладилници и са обградени от заварен стоманен корпус. В долната част на огнището, на височина 600-1000 mm от фланеца (виж фиг. 6), има чугунен кран - канал за периодично изпускане на чугун. В интервалите между освобождаванията на чугун отворът за кран е запушен с огнеупорна маса. В големите пещи за изпускане на шлака се монтират два отвора за шлака. Те са разположени на различни нива над отвора за чугунен кран (1,2-1,6 m) под определен ъгъл към него и един към друг.
Отворът за кран за шлака се състои от куха медна тръба с водно охлаждане, която се вписва в коничен меден охладител, който се вкарва в чугунен охладител със серпентина. Отворът в отвора за кран за шлака се затваря със специална запушалка със стоманена тапа (виж фиг. 6).
В горната част на огнището около обиколката има фурми (до 20 броя), които служат за подаване на нагрят въздух към пещта. Горещият взрив от въздухонагревателя навлиза в пръстеновидната тръба, обграждаща доменната пещ през облицован въздуховод. От пръстеновидната тръба въздухът навлиза в облицованата втулка и металната дюза и се подава в пещта през медна фурма с водно охлаждане (175-300 mm в диаметър). Копието се вкарва в коничен охладител, който се вписва в амбразура, която приляга плътно към корпуса на пещта (виж Фиг. 6). Зидарията на шахтата е затворена в изцяло заварен стоманен корпус. Отдолу, на нивото на прехода на шахтата към парната камера, тя завършва с опорен пръстен, който се поддържа от колони със специални опори, които пренасят натоварването върху носещата фундаментна плоча.
За отстраняване на газовете в купола на пещта има четири странични възходящи газови изхода. Вертикалните участъци на газоотводите са свързани по двойки в два газоотвода, които се трансформират в един надолу газоотвод, който влиза отгоре по оста в първичния прахоуловител. Газоотводите са облицовани с шамотни тухли.
В горната част на доменната пещ има зареждащ апарат с въртящ се разпределител, пилот и горна платформа.
Устройството за пълнене се състои от голям конус с фуния, която покрива горната част на пещта, и малък конус с въртяща се приемна фуния. Този дизайн елиминира загубата на газове в атмосферата и осигурява доста равномерно разпределение на материалите в напречното сечение на пещта.
Конусите са окачени на вертикални пръти, прикрепени към късите рамена на балансьорите. Малкият конус е прикрепен към куха пръчка, вътре в която минава пръчката на големия конус. Балансьорите са свързани към кабела на лебедката за маневриране на конусите и служат за повдигане и спускане на конусите.
Зарядът от скипа, повдигнат върху огнището, се зарежда първо в приемната фуния на малкия конус, а при спускането му във фунията на големия конус и след това в пещта. Чрез завъртане на фунията със заряда на последователно нарастващ определен ъгъл с помощта на задвижване със зъбна предавка се постига доста равномерно разпределение на материалите.
Ротационният разпределител има 6, 8, 12 и 24 станции.
След завъртане под определен ъгъл (15-60°), малкият конус автоматично се спуска и след това се издига. Големият конус се спуска след събиране на необходимия брой скипове (руда, варовик и кокс).
В Русия и САЩ се използват въртящи се разпределители без стационар. Такъв разпределител започва да се върти, когато скипът се приближи до фунията и скоростта му на въртене достига 30 rpm до момента, в който скипът се разтовари. Това осигурява много добра равномерност на разпределението на зареждащите материали.
Практиката е разработила определени зависимости между вътрешните размери на отделните части на пещта:

Тези връзки бяха научно обосновани от изключителния съветски металург академик М.А. Павлов. През 1910 г. той разработва метод за изчисляване на профила на доменна пещ.
В допълнение към пълната височина има и разлика между използваемата височина на доменната пещ, т.е. разстояние от оста на отвора на крана от чугун до нивото на пълнене. Полезната височина се определя от механичната якост на кокса; за големи пещи е 27-29 м. Полезният обем, т.е. обемът на пещта, напълнен със заредени материали и продукти на топене, е от голямо значение за производителността на пещта. В момента най-мощните пещи имат полезен обем до 1500-2000 m3, проектират се пещи с обем 2700 m3.

25.11.2019

Във всяка индустрия, където се произвеждат течни или вискозни продукти: във фармацевтичната индустрия, в козметичната индустрия, в хранителния и химическия сектор - навсякъде...

25.11.2019

Днес отоплението на огледалото е нова опция, която ви позволява да поддържате огледалната повърхност чиста от гореща пара след водни процедури. Благодарение на...

25.11.2019

Баркодът е графичен символ, изобразяващ редуващи се ивици от черно и бяло или други геометрични форми. Прилага се като част от маркировката...

25.11.2019

Много собственици на селски жилищни имоти, които искат да създадат най-комфортната атмосфера в дома си,...

25.11.2019

Както в аматьорското, така и в професионалното строителство профилните тръби са в голямо търсене. С тяхна помощ те са изградени да издържат големи натоварвания...

24.11.2019

Предпазните обувки са част от екипировката на работещия, предназначена да предпазва краката от студ, високи температури, химикали, механични повреди, електричество и др.

24.11.2019

Всички сме свикнали, излизайки от вкъщи, непременно да се погледнем в огледалото, за да проверим външния си вид и да се усмихнем отново на отражението си...

Зарядните материали се зареждат в доменната пещ отгоре, а въздухът се подава отдолу за изгаряне на гориво. Продуктите от топенето на доменната пещ - течен чугун и шлака - се освобождават отдолу. Профилът на вътрешното топилно пространство на доменната пещ е избран по такъв начин, че да позволява равномерно спускане на заредените материали и равномерно разпределение на освободените материали.

Ориз. 16. Профил на доменната пещ:

1 - огнище; 2 - моята; 3 - пара; 4 - рамене; 5 - стеклярус

Ориз. 17. Общ изглед на доменната пещ:

1 - отвор за кран за ютия; 2 - фурмено устройство за подаване на комбиниран взрив; 3 - цилиндрична част на димоотвода със защитни плочи; 4 - голям зъб на гърлото; 5 - малък конус на огнището; 6 - устройство за въртене на приемната фуния; 7 - приемна фуния; 8 - пропускане; 9 - наклонен мост; 10 - интерконално пространство; 11 - кран за изпускане на шлака; 12 - платформа

Газове през напречното сечение на пещта. Газовете се издигат отдолу нагоре. Профил на пещта. На фиг. Фигура 16 показва профила на съвременна доменна пещ. Горната част на пещта се нарича димоотвод (от думата колоша: това е името на кутиите, в които въглищата се транспортират за зареждане в пещта).

През горната част на пещта, която има формата на цилиндър, се зарежда шихтата и се отстраняват газовете. Под върха има UiaxTai, който е пресечен конус, разширяващ се надолу. Тази форма на ствола позволява на материалите да се разстилат настрани и свободно да падат надолу. В допълнение, разширяването на вала елиминира уплътняването на заряда. Най-широката част на пещта - парната камера - е къс цилиндър, необходим за създаване на плавен преход от долната широка основа на вала към заострените рамене - частта от пещта, която е пресечен конус с широка част при отгоре и тясна част отдолу. Ако валът беше пряко свързан с раменете, тогава в мястото на тяхното свързване би се образувал тъп ъгъл, в който ще се задържат низходящите суровини. Наличието на пара изглажда прехода и елиминира мъртвото пространство. Раменете придобиха стесняваща се конична форма, тъй като има рязко намаляване на обема на натоварените материали поради изгарянето на кокса и образуването на течни продукти на топене.

Долната част на пещта е цилиндрична пещ, в която се натрупват течни продукти на топене - чугун и шлака. В долната част на огнището има отвори - кранове за изпускане на чугун, в горната част на огнището има фурми, през които се подава въздух към пещта.

Нека разгледаме по-подробно структурата на основните части на доменна пещ, чийто общ изглед е показан на фиг. 17.

Фундамент на пещта. Една съвременна пещ, заедно с всички конструкции и метални конструкции, облицовка и съдържащите се в нея материали за шихта и топилни продукти, може да има маса до 30 хиляди тона.Тази маса трябва да бъде равномерно прехвърлена на земята. Долната част на основата (основата) е направена под формата на осмоъгълна бетонна плоча с дебелина до 4 м. Върху основата лежат колони, поддържащи металните конструкции на пещта (корпуса).

Горната част на основата - пънът - представлява монолитен цилиндър от огнеупорен бетон, върху който е разположено огнището на пещта.

Ковачницата (фиг. 18) може да бъде разделена на три части. Долната, плоска част на ковачницата е фланецът, върху който има течен чугун и шлака. Острието може да издържи високо налягане от чугун. Изграден е от въглеродни блокове отвън, а отвътре от едроразмерни тухли с високо съдържание на алуминий, съдържащи повече от 45% AI2O3. Общата дебелина на фланеца достига 5,5 м. Флангът е изложен на високи температури и хидростатичния ефект на течния чугун. Течност

Ориз. 18. Диаграма на огнище на доменна пещ:

I - бетонна основа на пещта; 2- пънче на пещта; 3- въглеродни блокове на фланга на ковачницата; 4- високоалуминиева тухла; 5 - чугунени печки хладилници

Чугунът прониква между тухлите по шевовете и заклинява зидарията. Настъпва разрушаване на фланеца, особено тежко в първия момент след началото на работата. За запазване на фланга в пещта се поддържа "мъртъв слой" течен чугун с дебелина до 1000 mm, който не се освобождава от пещта. В големите пещи платиката е изцяло облицована с въглеродни огнеупори.

Втората долна част на огнището - от фланеца до отвора за кран (метален приемник) - служи като резервоар за съхранение на разтопен чугун и шлака. Металният приемник е изработен от въглеродни блокове върху въглеродна паста. Отворите на фурмите, крановете от чугун и шлака са облицовани с шамотни тухли. Дебелината на зидарията е до 1500 mm в долната част и 325 mm в горната част. Зидарията на платформата и металния приемник е покрита с плочи хладилници, които са метални плочи с тръби, през които циркулира водата.

В някои пещи между хълбока и дъното се поставят метални пластини с жлебове за въздушно охлаждане. От външната страна хладилниците и пещта са затворени в метален корпус от листове с дебелина 40-50 мм. За компенсиране на топлинното разширение на зидарията на долната част на огнището между хладилниците и зидарията

Оставя се празнина от ~100 mm, която се запълва с плътно уплътнена въглеродна маса. В долната част на огнището, на разстояние 600-1700 mm от фланеца, има отвори - кранове за изпускане на чугун и шлака. В пещи с обем до 2000 m3 се прави един отвор, в по-големи пещи - до четири. Чрез чугун

Излято желязо. Чугуненият кран е обрамчен от лята стоманена рамка, прикрепена

Лен към корпуса на пещта (фиг. 19). Отворът на касата е облицован с високоалуминиева тухла. Оставете проходен канал с ширина 300 мм и височина 400-500 мм, който е запушен с огнеупорна маса. За да освободите чугуна, в него се изрязва отвор с диаметър 50-80 mm. След освобождаването на чугуна каналът на отвора за кран отново се запушва с огнеупорна маса.

Над нивото на чугунения кран, 1400-1800 мм, има шлакови кранове, предназначени за изпускане на горната шлака. Отворите за шлака са разположени под ъгъл 90° един спрямо друг и под ъгъл 60° спрямо чугунения отвор. При средните пещи се правят две, а при големите пещи се прави един кран за изпускане на шлаката.

Ориз. 19. Конструкция на чугунен кран: Кранове 18 20 пъти B CyT-

/ - корпус от огнеупорна маса; 2-KI РЕЛИЗ ТЕЧНОСТ

Огнеупорна зидария; ч- кадър; 4 - хладилник

В отвора на крана за шлака е монтирано устройство за шлака, чиято диаграма е показана на фиг. 20. Основните части на устройството за шлака: медна фурма с водно охлаждане, меден хладилник, чугунен хладилник с наводнена спирална намотка за вода, чугунена водоохлаждаема амбразура, с която устройството

Закрепва се към корпуса на фурната. Коничната кухина на устройството за шлака се запълва с огнеупорна маса, в която се изрязва отвор за излизане на шлаката от пещта. Фурмата за шлака се затваря с метална тапа с помощта на заключващо устройство. В големите пещи шлаката се освобождава заедно с чугун от един кран.

Ориз. 20. Диаграма на устройство за шлака:

1 - чугунена амбразура с водно охлаждане; 2 - чугунен хладилник; 3 - меден хладилник; 4 - медна фурма с водно охлаждане

фурми. В горната част на огнището, на разстояние 2700-3500 mm от оста на чугунения кран, около обиколката на пещта са разположени фурми за подаване на горещ въздух, природен газ, прахообразно или течно гориво към пещта . Броят на фурмите зависи от размера на пещта и варира от 18 до 42. Въздухът към пещта се подава по пръстеновиден въздуховод с вътрешен диаметър до 1650 mm, обграждащ доменната пещ. От въздуховода, с помощта на фурмни устройства, взривът навлиза в пещта. Устройството за фурма (фиг. 21) се състои от водно охлаждана лята медна фурма с вътрешен диаметър до 200 mm, която стърчи в пещта от зидарията с 300 mm. Копието се монтира в хладилници. Хладилниците помагат за охлаждане на зидарията на пещта, разположена в непосредствена близост до източниците на горене, ви позволяват да инсталирате фурмата в гнездото и да премахнете издухването на газ от пещта. Хладилникът е композитен. Въздухът се подава към фурмата през стоманена дюза, която е свързана с подвижно коляно. С помощта на пръти и пружини дюзата се притиска към фурмата. За да смените дюзата или фурмата, коляното трябва да се изтегли назад с помощта на въртяща се връзка към адапторната тръба. Тръбата е свързана с фурменна втулка, свързана с пръстеновиден въздуховод. В края на фурменото устройство има шпионка за наблюдение на процеса на изгаряне на горивото. Когато към пещта се подава газ или мазут, през фурмата преминават тръби, през които се подава гориво. Всеки

Устройството за фурми е оборудвано с устройство за измерване и регулиране на въздушния поток.

Рамене. Раменете са положени в една тухла с дебелина 345 мм. Зидарията се охлажда от хладилници с пластинчати ребра. Опитът показва, че огнеупорната зидария на рамената е подложена на интензивно износване и бързо изгаря. Върху голите участъци по повърхността на хладилниците се образува защитен слой

Ориз. 21. Структура на фурменото устройство:

1 - медна въздушна дюза; 2, 3 - хладилници; 4 - дюза; 5 - подвижно коляно; 6 - адаптерна тръба към въздуховода

Изработен от шлака и шихта (почистване), която предпазва хладилниците от високи температури и течни продукти на топене.

Рашпил Стените на парната камера имат значителна дебелина - до 690 мм, те са изградени от шамотни тухли и се охлаждат от мараторни хладилници, краищата на които са пълни с огнеупорни тухли. Корпусът на шахтата лежи върху масивен метален мараторен пръстен и предава натиска на зидарията и конструкциите на горната част на пещта върху него. Пръстенът лежи върху колони.

Моята. Шахтата е облицована с шамотни тухли. Дебелината му зависи от метода на охлаждане и може да варира от 690 до 1020 мм, като в горната част дебелината на зидарията е 920 мм. Почти по цялата височина на шахтата, на две трети от парата, хладилниците са монтирани в шахматен ред. Между корпуса и тухлената зидария или между тухлите и хладилниците се оставя празнина от 50-60 mm, запълнена с шамотно-азбестов пълнеж за компенсиране на топлинното разширение на зидарията на шахтата. Зидарията на шахтата се износва силно под въздействието на поток от горещи газове, носещи малки твърди частици от материали. В долната част на мината и в пара шамотните тухли могат да бъдат унищожени поради взаимодействие с шлаката. В горните и средните хоризонти на мината може да настъпи разрушаване на зидарията поради отлагането на сажди по реакцията 2CO = CO2 + C.

Разрушаването на зидарията се улеснява и от отлагането на цинков оксид в шевовете на зидарията, който се образува в резултат на окисляването на цинка, който се изпарява по време на топенето. Средната продължителност на една минна кампания е 4-5 години. От външната страна партидната зидария е затворена в издръжлив корпус. С помощта на система за пръскане корпусът се напоява с вода, която се стича в кутии, заварени на дъното на шахтата.

Колошник. Облицовката на пещта е изработена от стоманени плочи, които предпазват структурата на пещта от удари на суровини, изпратени в пещта. Между плочите и корпуса на пещта е направен слой от шамотна тухла. Горната част на корпуса на пещта се нарича купол. Към него е прикрепен пръстенът на устройството за пълнене. Куполната част е облицована отвътре с чугунени плочи с излети в тях тухли.

Корпус на пещта. Цялата пещ е обградена от заварен кожух от листове с дебелина от 20 до 50 mm.

Чугунът се топи в доменни пещи, които са шахтова пещ. Същността на процеса на производство на чугун в доменни пещи е редуцирането на железните оксиди, включени в рудата, с газообразни (CO, H2) и твърди (C) редуциращи агенти, образувани по време на изгарянето на гориво в пещта.

Процесът на топене в доменната пещ е непрекъснат. Изходните материали (агломерат, пелети, кокс) се зареждат в пещта отгоре, а нагрят въздух и газообразно, течно или прахообразно гориво се подават към долната част. Газовете, получени от изгарянето на гориво, преминават през колоната на заряда и му отдават своята топлинна енергия. Низходящият заряд се нагрява, редуцира и след това се стопява. По-голямата част от кокса се изгаря в долната половина на пещта, осигурявайки източник на топлина, а част от кокса се изразходва за редуциране и карбуризиране на желязото.

Доменната пещ е мощна и високопроизводителна единица, която консумира огромно количество материали. Модерна доменна пещ консумира около 20 000 тона заряд на ден и произвежда около 12 000 тона чугун всеки ден.

За да се осигури непрекъснато доставяне и освобождаване на такива големи количества материали, е необходимо конструкцията на пещта да бъде проста и надеждна в експлоатация за дълъг период от време. Външната страна на доменната пещ е затворена в метален корпус, заварен от стоманени листове с дебелина 25–40 mm. От вътрешната страна на корпуса има огнеупорна облицовка, охлаждана в долната част на пещта с помощта на специални хладилници - метални кутии, в които циркулира вода. Поради факта, че е необходимо голямо количество вода за охлаждане на пещта, някои пещи използват изпарително охлаждане, чиято същност е, че в хладилниците се подава няколко пъти по-малко вода, отколкото при обичайния метод. Водата се нагрява до кипене и се изпарява бързо, абсорбирайки голямо количество топлина.

Вътрешният контур на вертикалното сечение на доменната пещ се нарича профил на пещта. Работното пространство на пещта включва:

• огнище;
• моята;
• пара;
• рамене;
• рог

Колошник

Това е горната част на доменната пещ, през която се зареждат шихтовите материали и се отстранява доменната пещ или горният газ. Основната част от устройството на доменната пещ е устройството за пълнене. Повечето доменни пещи имат устройства за зареждане с двоен конус. В нормално положение и двата конуса са затворени и надеждно изолират вътрешността на пещта от атмосферата. След зареждане на заряда в приемната фуния, малкият конус се спуска и зарядът пада върху големия конус. Малкият конус се затваря. След като определеното количество заряд е събрано върху големия конус, големият конус се спуска при затворен малък конус и зарядът се излива в пещта. След това големият конус се затваря. Така работното пространство на доменната пещ е трайно запечатано.

Зарядните материали обикновено се подават към гърлото на пещта от едната страна. В резултат на това във фунията на малък конус се образува наклон. Дългосрочната работа на доменна пещ с изкривено ниво на зареждане е неприемлива. За да се елиминира това явление, приемната фуния и малкият конус са направени въртящи се. След зареждане на заряда фунията заедно с конуса се завърта на ъгъл, кратен на 60, поради което след разтоварване на няколко захранвания неравностите се елиминират напълно. 0

Модерните пещи могат да инсталират устройства за зареждане, които са по-сложни в дизайна. Вместо голям конус е монтиран въртящ се улей, чийто ъгъл може да се регулира. Този дизайн ви позволява да промените местоположението на подаването на материала според диаметъра на горната част.

По време на процеса на топене в доменната пещ се образува голямо количество газ, който се отстранява от горната част на пещта. Този вид газ се нарича горен газ. Газът съдържа запалими компоненти CO и H2 и следователно се използва като газообразно гориво в металургичното производство. Освен това, преминавайки през зарядната колона, газът улавя малки частици от желязосъдържащи материали, образувайки така наречения димен прах. Прахът се събира в специални газови пречистватели и се използва като добавка към шихтата по време на агломерация или производство на пелети.

Моята

Шахтата представлява по-голямата част от общата височина и обем на пещта. Профилът на вала, който представлява пресечен конус, разширяващ се към дъното, осигурява равномерно спускане и разхлабване на шихтовите материали. Значителната височина на шахтата позволява термична и химическа обработка на материалите чрез издигащи се горещи газове.

Raspar

Това е средната цилиндрична част на работното пространство на пещта с най-голям диаметър. Пропарването създава известно допълнително увеличение на обема на пещта и елиминира възможните забавяния на заредените материали.

Рамене

Това е част от профила на пещта, разположена под парната камера и представлява пресечен конус с широка основа, обърната към парната камера. Обратното изтъняване на раменете съответства на намаляване на обема на разтопените материали по време на образуването на чугун и шлака.

клаксон

Това е долната цилиндрична част на пещта, където се извършват високотемпературни процеси в доменната пещ. В пещта се изгаря кокс и се образува доменен газ, възниква взаимодействие между течните фази, натрупване на течни продукти на топене (чугун и шлака) и периодичното им освобождаване от пещта. Ковачницата се състои от горна или фурмена част и долен или метален приемник. Дъното на металния приемник се нарича люспест.

В долната част на огнището има кранове за чугун и шлака, които са отвори за изпускане на чугун и шлака. След освобождаването на чугуна отворът за крана се затваря със специална огнеупорна маса с помощта на така наречения пистолет, който представлява цилиндър с бутало. Преди отваряне на отвора за чугунен кран пистолетът се напълва с огнеупорна маса за крана. След приключване на производството на чугун, пистолетът се довежда до отвора за кран и с помощта на бутален механизъм масата на отвора за кран се изстисква от пистолета и запълва канала на отвора за кран. За отваряне на отвор за чугунен кран се използва специална бормашина, която пробива отвор в масата на отвора на крана, през който се изпуска чугунът.

Шлаковите кранове се намират на височина 1500 - 2000 mm от нивото на чугунения кран и се затварят с шлакова запушалка, която представлява стоманен прът с връх. Чугунът и шлаката, напускащи доменната пещ, се насочват през улеи в кофи за чугун и шлака. В момента шлаката се произвежда главно заедно с чугуна и се отделя от чугуна чрез специално устройство на улея на пещта.

Шлаката, изтичаща от доменната пещ през чугунния кран, се отделя от чугуна върху улея на пещта с помощта на разделителна плоча и проход, които действат като хидравлично уплътнение. Чугунът с висока плътност преминава в процепа под разделителната плоча, докато по-леката шлака се изхвърля в страничен улей.

Ако е необходимо да се достави чугун на други предприятия, той се излива в слитъци (блокове) с тегло 30–40 kg на специална леярска машина.

В горната част на огнището, на разстояние 2700 - 3500 mm от оста на чугунения кран по протежение на обиколката на огнището, на равни интервали са монтирани въздушни фурми, през които се подава струя, нагрята до 1100 - 1300 ° C се подава в пещта, както и природен газ и други горивни добавки (мазут, прахообразно въглищно гориво). Всяка доменна пещ е снабдена с вдухване от собствен вентилатор. Взривното нагряване се извършва във въздушни нагреватели от регенеративен тип, когато под въздействието на топлината на изгорелия газ дюзата на въздушния нагревател, изработена от огнеупорни тухли, първо се нагрява и след това през него преминава въздух, отнемайки топлина от дюзата. По време на периода на нагряване на дюзата газ и въздух се подават към горивната камера за нейното изгаряне. Продуктите от горенето, преминавайки през дюзата, я загряват и отиват в комина. По време на периода на доменно нагряване студеният въздух навлиза в нагрятата дюза, нагрява се и след това се подава в доменната пещ. Веднага след като дюзата се охлади толкова много, че въздухът не може да се нагрее до зададената температура, тя се прехвърля към следващия въздушен нагревател, а охладеният се поставя на отопление. Дюзата на въздушния нагревател се охлажда по-бързо, отколкото се нагрява. Следователно блокът от въздухонагреватели на доменни пещи се състои от 3–4 устройства, от които едно загрява въздуха, а останалите се нагряват. Профилът на доменната пещ се характеризира с диаметрите, височините и ъглите на наклона на отделните елементи. Размерите на някои фурни са показани в таблица 1.

Таблица 1 - Размери на пещта

Размери, мм	Полезен обем на пещта, m3
	2000	3000	5000
Диаметър:
ковачница	9750	11700	14900
разпара	10900	12900	16300
огнище	7300	8200	11200
Височина:
пълен	32350	34650	36900
полезен	29200	32200	32200
ковачница	3600	3900	4500
мини	18200	20100	19500

Размерите на всяка част от пещта трябва да бъдат свързани помежду си и да бъдат в определени пропорции с размерите на другите части на пещта. Профилът на пещта трябва да бъде рационален, което осигурява най-важните условия за процеса на доменната пещ:

• плавно и стабилно понижаване на зарядните материали;
• благоприятно разпределение на идващия газов поток;
• благоприятно развитие на процесите на възстановяване и образуване на чугун и шлака.

Основните величини, характеризиращи размерите на работното пространство са полезният обем на фурната и използваемата височина. Те включват височината и обема, изпълнен с материали и продукти на топене. При определяне на тези параметри горното ниво се приема за марката на долния ръб на големия конус на устройството за пълнене в спуснато положение, а долното ниво е нивото на оста на отвора за кран от чугун.

Тест

по дисциплина "Материалознание и технология на конструкционните материали"

Вариант No10

Извършва се от ученик

УРБАС, б-НФГДз-32

Код: 131720

Щербаков В. Г.

Проверен от: Мелникова I.P.

Саратов, 2017 г

Задача No1. 3

1.1. Начертайте схема на доменна пещ. 3

1.2. Опишете същността на редукционното топене. 4

1.3. Посочете продуктите, топенето на доменната пещ и технико-икономическите показатели на доменната пещ. единадесет

Задача № 2. 12

2.1. Опишете явленията, които се случват в метала при нагряване. 12

2.2. Обяснете концепцията за температурния диапазон на металоформоване и принципа на неговото определяне с помощта на диаграма. 14

2.3. Приблизително определете от диаграмата температурния диапазон на обработка на стомана със съдържание на въглерод 0,5% …………………………………………………………………………………… ……………………………… …………15

Задача No3. 22

Начертайте диаграма на кислородно-ацетиленов пламък и опишете структурата му. Посочете характеристиките на заваряването на мед Разработете процес за заваряване на корпуса (фиг. 38 a, b) от меден клас M3p. Производството е на парче. Определете естеството на пламъка за газово заваряване, вида на горелката и нейната мощност. Изберете степента и диаметъра на телта за пълнене. Посочете състава на потока и метода на заваряване (вляво, вдясно). Въз основа на размерите на заваръчния шев определете масата на отложения метал. Задайте консумацията на тел за пълнене, като вземете предвид загубите, кислород, ацитилен, калциев карбид и времето за заваряване на продукта. Посочете методите за контрол на качеството на заваръчния шев.. 22

Задача № 4. 23

Осигурете схеми за повърхностна обработка на части 1, 2, 3, чийто чертеж е даден на фиг. 6. За всяка диаграма посочете името на машината, инструмента и приспособленията. Представете скици на инструмент за повърхностна обработка 3 и устройство за закрепване на детайла по време на повърхностна обработка 1. 23

Използвана литература.. 24

Тестова задача No1

Начертайте схема на доменна пещ. Опишете същността на редукционното топене. Посочете продуктите, топенето на доменната пещ и технико-икономическите показатели на доменната пещ.

Доменната пещ е предназначена за топене на чугун.

Схема на домейн процеса.

Същността на този процес е, че в пещта се извършва редукция на железни оксиди, които са в изходния материал - руда, с продукти от изгаряне на гориво - водород, въглероден оксид и твърд въглерод. Конструкцията на шахтова доменна пещ не е много сложна. Състои се от няколко части.

Дизайн на пещ

Горната част на доменната пещ се нарича горна част. Той е оборудван с газови изходи, използвани за отстраняване на доменния газ. Суровините се зареждат тук с помощта на специален апарат за пълнене.

Под върха има вал под формата на пресечен конус, разширяващ се надолу. Тази форма позволява да се опрости процеса на получаване на суровини отгоре. В мината суровината се приготвя по специален начин от рудни оксиди и желязото се редуцира.

Най-широката част на доменната пещ се нарича пара. Това е мястото, където отпадъчната скала от флюс и руда се топи, което води до шлака.

Следващата част на пещта е пресечен конус, разширяващ се нагоре. Нарича се рамене. В това отделение на конструкцията завършва образуването на шлака, оставяйки в него определено количество флюс и твърдо гориво.

Изгарянето на горивото, подавано отгоре, става в ковачницата. Служи и за натрупване на чугун и шлака, които са в течно състояние.

За да се получи изгаряне на гориво, е необходим горещ въздух. Той влиза в пещта от въздухонагревателите през пръстен въздуховод, преминаващ през фурми. Дъното на ковачницата, наречено платика, е разположено върху масивна стоманобетонова основа. Тук се натрупват шлака и чугун. В края на процеса на топене чугунът и шлаката се изхвърлят през специални улеи през предназначени за тази цел кранове в кофи.

Принцип на работа на доменна пещ

Диаграма на доменна пещ.

Дизайнът на доменната пещ е проектиран по такъв начин, че зарядът влиза в купата през зареждащо устройство, направено под формата на малък конус, разположен в горната част. След това от купата, падайки върху голям конус, когато се спусне, зарядът влиза в пещта. Тази система предотвратява навлизането на газ от доменната пещ в околната среда. След зареждане малкият конус и фунията за приемане на суровини се завъртат под ъгъл, кратен на 60 градуса. Това е необходимо, за да се гарантира, че сместа е разпределена равномерно.

Металургичната пещ продължава да работи, шихтата се топи и слиза по-надолу, освобождавайки място за нови порции суровини. Полезният обем на доменната пещ трябва винаги да бъде напълно запълнен. Модерната доменна пещ може да има полезен обем от 2000 до 50 000 m³. Височината му може да достигне 35 м, което е почти три пъти диаметъра му. Този дизайн не е измислен случайно: принципът на работа на доменната пещ се основава на движението на материали и газове един към друг, което позволява увеличаване на използването на топлина с до 85%.