Vysoká pec, nebo také vysoká pec, jak se jí často říká, je určena k tavení železa ze železné rudy. K tomu dochází v důsledku chemických reakcí probíhajících při vysokých teplotách. V konečné fázi procesu je roztavené železo nasyceno uhlíkem a přeměněno na litinu (viz Železo, ocel, litina).

Vysoká pec.

Ve vysoké peci se zpravidla netaví železná ruda, ale aglomerát (jemná ruda slinovaná na kusy) nebo pelety (kulovité hrudky získané z jemné rudy nebo jemně mletého koncentrátu). Do pece se nakládají po vrstvách, prokládají se koksem. Do vysoké pece se po vrstvách přidávají také tavidla – vápno, písek a některé další látky. K čemu jsou potřeba?

Spolu s aglomerátem a peletami se do vysoké pece dostává hornina, která neobsahuje železo. Metalurgové tomu říkají odpadní kámen. Musí se odstranit, aby se při tuhnutí nedostal do litiny. Tavidla způsobují, že odpadní hornina a některé další nepotřebné látky (to vše se nazývá struska) vyplavují na povrch tekutého kovu, odkud lze strusku snadno nalévat do speciální pánve. Takže aglomerát (nebo pelety), koks a tavidla jsou zahrnuty do směsi materiálů, která se vkládá do vysoké pece a nazývá se vsázka.

Vysoká pec připomíná velkou kruhovou věž a skládá se ze tří hlavních částí: horní část je pec, střední část je šachta a spodní část je kovárna. Vnitřek vysoké pece je vyzděn (vyzděn) žáruvzdorným zdivem. Aby se zabránilo znehodnocení zdiva a ochránilo plášť pece před vysokými teplotami, používají se chladničky, ve kterých cirkuluje voda.

Vsázka je zavážena do vysoké pece pecí v dávkách po několika tunách. Stahování probíhá nepřetržitě. K tomu je v blízkosti vysoké pece instalován bunkr - sklad, kam se dodává aglomerát (nebo pelety), koks a tavidla. V bunkru se používají k formování nálože pomocí automatických vah. Suroviny jsou do bunkrů velkých moderních domén kontinuálně dodávány pomocí dopravníků. Také dopravníky v moderních vysokých pecích pohybují vsázku z násypky nahoru. Ve starých vysokých pecích se k tomu používají skipové přívěsy, které jezdí po šikmých kolejích.

Vlivem vlastní hmotnosti vsázka klesá, prochází celou vysokou pecí. Ve střední části pece - šachtě - se promývá plyny přicházející zdola nahoru - produkty spalování koksu. Zahřívají vsázku a pak opouštějí vysokou pec horní částí. To nejdůležitější se ale děje ve spodní části vysoké pece – kovárně.

Zde jsou v plášti vysoké pece umístěny dmýchací trubice - speciální zařízení pro přívod stlačeného horkého vzduchu do pece. Dmyšny mají okna chráněná sklem, kterými mohou vysokopecní pracovníci nahlížet dovnitř pece a vidět, jak proces probíhá. Aby se zabránilo spálení trysek, jsou chlazeny vodou protékající kanálky uvnitř trysek.

K dalšímu ohřevu vsázky před roztavením je zapotřebí horký vzduch. To snižuje spotřebu drahého koksu a zvyšuje produktivitu vysoké pece. Pro další snížení spotřeby koksu se navíc do vysoké pece zavádí jako zdroj tepla zemní plyn nebo topný olej. Před přivedením do dmýchacích trubek se vzduch ohřívá ve vysokých věžích, uvnitř vyplněných cihlami – ohřívači vzduchu.

V peci vysoké pece se spaluje koks (stejně jako zemní plyn nebo topný olej), přičemž vzniká velmi vysoká teplota – přes 2000 °C, pod jejímž vlivem dochází k úplnému roztavení rudy. Při spalování se koks slučuje s kyslíkem ve vzduchu za vzniku oxidu uhličitého. Pod vlivem vysoké teploty se oxid uhličitý mění na oxid uhelnatý, který odstraňuje kyslík ze železné rudy a redukuje železo. Železo protékající vrstvou horkého koksu je nasyceno uhlíkem a mění se v litinu. Na dně topeniště se hromadí tekuté železo a na jeho povrchu se hromadí vrstva lehčí strusky.

Když se v kovárně nahromadí dostatečné množství litiny, uvolní se otvory ve spodní části kovárny - odpichový otvor. Nejprve se struska uvolňuje horním odpichovým otvorem, poté litina spodním odpichovým otvorem. Dále litina padá do příkopů, odkud je přelévána do velkých litinových pánví stojících na železničních nástupištích a posílána k dalšímu zpracování.

Pokud je litina určena k výrobě odlitků - slévárenské litiny - jde do licího stroje, kde tuhne ve formě tyčí - prasátek. Pokud je litina určena k přeměně na ocel (surové železo), je přepravena do ocelárny. Tam vstupuje do otevřených pecí, konvertorů nebo elektrických pecí (viz Elektrometalurgie). Z celkového množství vyrobené litiny tvoří přibližně 80 % surové železo.

První vysoká pec Magnitogorských železáren, která byla uvedena do provozu v roce 1932, měla objem 900 m 3 . V roce 1986 zahájila provoz vysoká pec Severyanka o objemu 5500 m 3, jedna z největších na světě, v hutnickém závodě Čerepovec.

Dříve vysoké pece vyráběly litinu každé 3–4 hodiny S nárůstem jejich objemu se výroba litiny zrychlovala - každé 2 hodiny Velké vysoké pece - o objemu 3000 m 3 a více - vyrábějí litinu téměř nepřetržitě .

V moderních obřích vysokých pecích se k udržení spalování nepoužívá jen ohřátý vzduch, ale také zemní plyn spolu s čistým kyslíkem. To zvyšuje produktivitu jednotky, snižuje spotřebu koksu, ale zároveň ztěžuje řízení technologického procesu. Ve vysokopecních provozech se proto nyní stále častěji objevují elektronické počítače. Analyzují údaje mnoha přístrojů, sledují průběh procesu a vybírají nejlepší režimy tavení.

Vysokopecní hala je komplexním komplexem úzce souvisejících technologických a energetických celků, včetně vlastní vysoké pece, slévárny a vysoké pece, ohřívačů vzduchu, lapačů prachu, výtahu vysoké pece, skipové jámy a koksového vleku, regál bunkru, licí stroj atd. (obr. 5) .
Moderní vysoká pec je masivní stavba vysoká přes 35 m a vážící několik tisíc tun. Pec spočívá na železobetonovém základu, obvykle mnohostranném; spodní část (základna) základu je pohřbena 6-7 m do země. Pro takové základy si objednejte výrobu kotevních šroubů http://metall-78.ru/katalog/ankernye-bolty/. Jako základ boku slouží nadzemní část základu (pařez), vyzděná žárobetonem (obr. 6), spodní část boku pece o objemu 1719 m3 je z uhlíkových bloků, horní část je vyrobena z vysokohlinitých cihel. Spodní část boku je chlazena vzduchovými chladiči. U menších objemových pecí je dno vyzděno šamotovými cihlami nebo uhlíkovými bloky. Výška zdiva boku je 3450-5175 mm.

Postup vysokopecního procesu do značné míry závisí na profilu pece, tedy na vnitřním obrysu pracovního prostoru pece.
Moderní profil vysoké pece (obr. 7) zajišťuje plynulé a stabilní spouštění nakládaných vsázkových materiálů, racionální rozložení proudu plynu pohybujícího se směrem k materiálům, úspěšný průběh redukčních procesů a procesů tvorby litiny. a strusky, ale stále není optimální. Nejracionálnější výška pece, výška ramen a úhly sklonu šachty a ramen nebyly dosud vypracovány. Někteří pracovníci vysokých pecí zpochybňují potřebu ramen a válcové části vrcholu. Jednotlivé profilové prvky hrají určitou roli v celkovém procesu vysokopecního tavení a úplnost vývoje určitých procesů závisí na jejich velikosti.

Horní válcová část pece - vršek - slouží k nakládání materiálů a k odvodu plynů. Rozměry vršku mají významný vliv na rozložení materiálů a proudění plynu. Aby bylo ohniště chráněno před zničením naloženým materiálem, je obloženo několika řadami ocelových ochranných plechů ve tvaru segmentů.
Kuželová část, na výšku největší, přiléhá k vrcholu - hřídeli. Kužel hřídele usnadňuje spouštění materiálů, jejich uvolňování a vytváření optimálního proudění plynu. Výška dolu je důležitá pro rozvoj redukčních procesů a tvorby strusky. Hřídel se spojuje se spodní kuželovou částí - rameny - přes válcovou část - páru, což vytváří hladší přechod, snižuje možnost zpoždění vsázkových materiálů a vytváření "mrtvého prostoru".
Ramena mají tenkostěnnou (345-575 mm) šamotovou vyzdívku a jsou chlazena deskovými chladiči. Silnostěnná parní komora a šachta jsou rovněž ze šamotových cihel. Pro chlazení jsou ve zdivu parní komory a šachty (ve 2/3 výšky) umístěny boxové chladničky. Existují provedení vysokých pecí s tenkostěnnou šachtou a pařením a chlazením s obvodovými deskovými chladničkami.
Kuželovitý tvar ramen je způsoben prudkým poklesem objemu roztavených materiálů v této části pece v důsledku tvorby tekuté litiny a strusky a spalováním koksu ve spodní části pece - v kovárně . Spolu se spalováním koksu vzniká v kovárně složení litiny a strusky, které se při procesu hromadí v její spodní části.
Topeniště se skládá z kovové jímky, ve které se hromadí surové železo a struska, a z horní nístěje, kde jsou umístěny dmýchadla a je vyzděna šamotovými cihlami nebo uhlíkovými bloky. Obvod topeniště a lopatky jsou chlazeny deskovými lednicemi a obklopeny svařovaným ocelovým pláštěm. Ve spodní části topeniště ve výšce 600-1000 mm od příruby (viz obr. 6) je litinový odpichový otvor - kanál pro periodické uvolňování litiny. V intervalech mezi vypouštěním litiny se odpichový otvor ucpe žáruvzdornou hmotou. Ve velkých pecích na uvolňování strusky jsou instalovány dva struskové odpichy. Jsou umístěny v různých úrovních nad litinovým odpichovým otvorem (1,2-1,6 m) pod určitým úhlem vůči němu a vůči sobě navzájem.
Odpichový otvor strusky se skládá z duté vodou chlazené měděné přívodní trubky, která zapadá do kónického měděného chladiče, který je vložen do litinového chladiče s cívkou. Otvor v odpichovém otvoru strusky se uzavře speciální zátkou s ocelovou zátkou (viz obr. 6).
V horní části topeniště jsou po obvodu dmyšny (až 20 kusů), které slouží k přívodu ohřátého vzduchu do topeniště. Horký proud z ohřívače vzduchu vstupuje do prstencového potrubí obklopujícího vysokou pec skrz vyvložkované vzduchové potrubí. Z prstencového potrubí vzduch vstupuje do objímky a kovové trysky a je přiváděn do pece měděnou vodou chlazenou přívodní trubkou (průměr 175-300 mm). Tryska je vložena do kónického chladiče, který zapadá do střílny těsně přiléhající k plášti pece (viz obr. 6). Zdivo šachty je uzavřeno v celosvařovaném ocelovém plášti. Dole je v úrovni přechodu šachty do parní komory ukončena opěrným prstencem, který je podepřen sloupy se speciálními podpěrami, které přenášejí zatížení na nosnou základovou desku.
K odvodu plynů v kupole pece slouží čtyři boční vzestupné výstupy plynu. Vertikální sekce výstupů plynu jsou ve dvojicích spojeny do dvou výstupů plynu, které se přeměňují v jeden výstup plynu směřující dolů, který vstupuje shora podél osy do primárního sběrače prachu. Vývody plynu jsou vyzděny šamotovými cihlami.
V horní části vysoké pece je umístěna zavážecí aparatura s otočným rozdělovačem, beranidlem a horní plošinou.
Plnicí zařízení se skládá z velkého kužele s nálevkou, která zakrývá vršek pece, a malého kužele s otočnou přijímací nálevkou. Tato konstrukce eliminuje ztráty plynů do atmosféry a zajišťuje poměrně rovnoměrnou distribuci materiálů napříč průřezem pece.
Kužele jsou zavěšeny na svislých tyčích připevněných ke krátkým ramenům vyvažovačů. Malý kužel je připevněn k duté tyči, uvnitř které prochází tyč velkého kužele. Balancéry jsou připojeny k lanu navijáku pro manévrování s kužely a slouží ke zvedání a spouštění kuželů.
Vsázka z korby zvednuté na topeniště se nakládá nejprve do přijímací nálevky malého kužele a při spouštění do nálevky velkého kužele a poté do pece. Otáčením trychtýře s vsázkou pod postupně se zvyšujícím určitým úhlem pomocí pohonu s převodovým systémem je dosaženo poměrně rovnoměrného rozložení materiálů.
Rotační rozdělovač má 6, 8, 12 a 24 stanic.
Po otočení pod určitým úhlem (15-60°) se malý kužel automaticky spustí a poté se zvedne. Velký kužel se spustí po nasbírání požadovaného počtu skipů (rudy, vápence a koksu).
V Rusku a USA se používají bezstanicové rotační rozdělovače. Takový rozdělovač se začne otáčet, když se kontejner přiblíží k trychtýři, a jeho rychlost otáčení dosáhne 30 otáček za minutu v době, kdy je kontejner vyložen. To zajišťuje velmi dobrou rovnoměrnost distribuce vsázkových materiálů.
Praxe vyvinula určité vztahy mezi vnitřními rozměry jednotlivých částí pece:

Tyto vztahy vědecky doložil vynikající sovětský metalurg akademik M.A. Pavlov. V roce 1910 vyvinul metodu pro výpočet profilu vysoké pece.
Kromě plné výšky se rozlišuje i užitná výška vysoké pece, tzn. vzdálenost od osy litinového odpichového otvoru k hladině náplně. Užitečná výška je určena mechanickou pevností koksu; u velkých pecí je to 27-29 m. Pro produktivitu pece má velký význam využitelný objem, tj. objem pece naplněné vsázkovými materiály a tavnými produkty. V současnosti mají nejvýkonnější pece užitný objem až 1500-2000 m3, navrhují se pece o objemu 2700 m3.

25.11.2019

V každém odvětví, kde se vyrábějí tekuté nebo viskózní produkty: ve farmaceutickém průmyslu, v kosmetickém průmyslu, v potravinářském a chemickém sektoru - všude...

25.11.2019

Dnes je vyhřívání zrcadel novou možností, která umožňuje udržovat povrch zrcadla čistý od horké páry po provedení vodních procedur. Díky...

25.11.2019

Čárový kód je grafický symbol zobrazující střídající se pruhy černé a bílé nebo jiné geometrické tvary. Aplikuje se jako součást značení...

25.11.2019

Mnoho majitelů venkovských rezidencí, kteří chtějí ve svém domově vytvořit tu nejpohodlnější atmosféru,...

25.11.2019

V amatérské i profesionální stavbě jsou profilové trubky velmi žádané. S jejich pomocí jsou stavěny tak, aby vydržely velké zatížení...

24.11.2019

Bezpečnostní obuv je součástí vybavení pracovníka určeného k ochraně nohou před chladem, vysokými teplotami, chemikáliemi, mechanickým poškozením, elektřinou atd...

24.11.2019

Všichni jsme zvyklí, že když odcházíme z domu, nezapomeňte se podívat do zrcadla, abyste zkontrolovali svůj vzhled a znovu se usmáli na náš odraz...

Materiály vsázky jsou do vysoké pece zaváženy shora a zespodu je přiváděn vzduch pro spalování paliva. Zespodu se uvolňují produkty vysokopecního tavení - tekuté surové železo a struska. Profil vnitřního tavícího prostoru vysoké pece je volen tak, aby umožňoval rovnoměrné spouštění nakládaných materiálů a rovnoměrné rozložení uvolněných materiálů.

Rýže. 16. Profil vysoké pece:

1 - ohniště; 2 - těžit; 3 - pára; 4 - ramena; 5 - polnice

Rýže. 17. Celkový pohled na vysokou pec:

1 - otvor pro závitník pro závitník; 2 - dmýchací zařízení pro napájení kombinovaného odstřelu; 3 - válcová část kouřovodu s ochrannými plechy; 4 - velký kus hrdla; 5 - malý kužel ohniště; 6 - zařízení pro otáčení přijímací nálevky; 7 - přijímací nálevka; 8 - přeskočit; 9 - šikmý most; 10 - interkonální prostor; 11 - odpichový otvor pro uvolnění strusky; 12 - nástupiště

Plyny napříč průřezem pece. Plyny stoupají zdola nahoru. Profil pece. Na Obr. Obrázek 16 ukazuje profil moderní vysoké pece. Horní část pece se nazývá kouřovod (od slova kolosha: tak se nazývají bedny, ve kterých se dopravovalo uhlí k nakládání do pece).

Přes víko pece, které má tvar válce, je vsázka nakládána a odváděny plyny. Pod vrcholem je UiaxTai, což je komolý kužel, rozšiřující se směrem dolů. Tento tvar hřídele umožňuje, aby se materiály šířily do stran a volně padaly dolů. Rozšíření šachty navíc eliminuje zhutňování vsázky. Nejširší část pece - parní komora - je krátký válec nezbytný k vytvoření hladkého přechodu od spodní široké základny šachty ke zužujícím se ramenům - části pece, která je komolým kuželem se širokou částí u nahoře a úzká část dole. Pokud by hřídel byla přímo spojena s rameny, pak by v místě jejich spojení vznikl tupý úhel, ve kterém by byly zadrženy sestupné suroviny. Přítomnost páry vyhlazuje přechod a eliminuje mrtvý prostor. Ramena získala zužující se kónický tvar, protože dochází k prudkému zmenšení objemu nakládaných materiálů v důsledku vyhoření koksu a vzniku kapalných tavicích produktů.

Spodní část pece je válcová pec, ve které se hromadí tekuté tavicí produkty - litina a struska. Ve spodní části topeniště jsou otvory - odpichové otvory pro vypouštění litiny, v horní části topeniště jsou dmýchadla, kterými je do pece přiváděn vzduch.

Podívejme se podrobněji na strukturu hlavních částí vysoké pece, jejíž celkový pohled je znázorněn na obr. 17.

Založení pece. Moderní pec spolu se všemi konstrukcemi a kovovými konstrukcemi, vyzdívkou a v ní obsaženými vsázkovými materiály a tavnými produkty může mít hmotnost až 30 tisíc tun, tato hmota musí být rovnoměrně přenášena na zem. Spodní část základu (základny) je provedena ve formě osmiboké betonové desky o tloušťce do 4 m. Na základnu spočívají sloupy nesoucí kovové konstrukce pece (pažnice).

Horní část základu - pařez - je monolitický válec ze žárobetonu, na kterém je umístěna nístěj pece.

Kovárna (obr. 18) se dá rozdělit na tři části. Spodní, plochá část kovárny je příruba, na které je tekutá litina a struska. Čepel odolá vysokému tlaku z litiny. Zvenku je vyskládán z uhlíkových bloků a zevnitř z velkorozměrových vysokohlinitých cihel obsahujících více než 45 % AI2O3. Celková tloušťka příruby dosahuje 5,5 m. Bočnice je vystavena vysokým teplotám a hydrostatickému účinku tekuté litiny. Kapalina

Rýže. 18. Schéma nístěje vysoké pece:

I - betonová základna pece; 2- pařez pece; 3- uhlíkové bloky boku kovárny; 4- cihla s vysokým obsahem oxidu hlinitého; 5 - litinové sporákové lednice

Litina proniká mezi cihly ve švech a klínuje zdivo. Dochází ke zničení příruby, zvláště závažné poprvé po zahájení práce. Pro zachování boku je v peci udržována „mrtvá vrstva“ tekuté litiny o tloušťce až 1000 mm, která se z pece neuvolňuje. U velkých pecí je cejn zcela vyložen uhlíkatými žáruvzdornými materiály.

Druhá spodní část topeniště - od příruby po odpichový otvor (kovový přijímač) - slouží jako zásobní nádrž na roztavenou litinu a strusku. Kovový přijímač je vyskládán z uhlíkových bloků na uhlíkové pastě. Otvory výduchů, litinové a struskové odpichové otvory jsou vyzděny šamotovými cihlami. Zdivo má tloušťku dole až 1500 mm a nahoře 325 mm. Zdivo plošiny a kovového přijímače je pokryto deskovými lednicemi, což jsou kovové desky s trubkami, kterými cirkuluje voda.

U některých pecí jsou mezi bok a pahýl umístěny kovové desky s drážkami pro chlazení vzduchem. Varné lednice a pec jsou zvenku uzavřeny v kovovém plášti z plechů o tloušťce 40-50 mm. Pro vyrovnání tepelné roztažnosti zdiva spodní části topeniště mezi ledničkami a zdivem

Je ponechána mezera ~100 mm, která je vyplněna těsně zhutněnou uhlíkatou hmotou. Ve spodní části topeniště ve vzdálenosti 600-1700 mm od příruby jsou otvory - odpichové otvory pro uvolnění litiny a strusky. V pecích o objemu do 2000 m3 se vyrábí jeden otvor, ve větších pecích - až čtyři. Přes litinu

Litina. Litinový odpichový otvor je orámován rámem z lité oceli, připevněným

Len do pláště pece (obr. 19). Rámový otvor je vyzděn vysokohlinitou cihlou. Nechte průchozí kanál o šířce 300 mm a výšce 400-500 mm, který je ucpaný ohnivzdornou hmotou. Pro uvolnění litiny je v něm vyříznut otvor o průměru 50-80 mm. Po uvolnění litiny se kanál odpichového otvoru opět ucpe žáruvzdornou hmotou.

Nad úrovní litinového odpichu 1400-1800 mm jsou struskové odpichové otvory určené k uvolňování horní strusky. Struskové odpichové otvory jsou umístěny pod úhlem 90° k sobě a pod úhlem 60° k litinovému odpichovému otvoru. U středně velkých pecí se dělají dvě a u velkých pecí jeden odpichový otvor pro uvolňování strusky.

Rýže. 19. Konstrukce litinového závitníku: Závitníky 18 20 krát B CyT-

/ - pouzdro z ohnivzdorné hmoty; 2-KI UVOLŇOVACÍ KAPALINA

Ohnivzdorné zdivo; h- rám; 4 - lednice

V otvoru odpichového otvoru je instalováno struskové zařízení, jehož schéma je na Obr. 20. Hlavní části struskového zařízení: měděná vodou chlazená přívodní trubka, měděná lednice, litinová lednice se zaplaveným spirálovým hadem na vodu, litinová vodou chlazená střílna, se kterou zařízení

Připevňuje se k plášti trouby. Kuželová dutina struskového zařízení je vyplněna žáruvzdornou hmotou, ve které je vyříznut otvor pro výstup strusky z pece. Tryska strusky je uzavřena kovovou zátkou pomocí uzamykacího zařízení. Ve velkých pecích se struska uvolňuje spolu s litinou z jednoho odpichového otvoru.

Rýže. 20. Schéma struskového zařízení:

1 - litinová vodou chlazená střílna; 2 - litinová lednice; 3 - měděná lednice; 4 - měděná, vodou chlazená trubice

Tuyeres. V horní části topeniště, ve vzdálenosti 2700-3500 mm od osy litinového odpichového otvoru, jsou po obvodu topeniště umístěny přívodní trubky pro přívod horkého vzduchu, zemního plynu, práškového nebo kapalného paliva do topeniště. . Počet dmýchadel závisí na velikosti pece a pohybuje se od 18 do 42. Vzduch do pece je přiváděn do prstencového vzduchového potrubí o vnitřním průměru až 1650 mm obklopujícího vysokou pec. Ze vzduchového kanálu, pomocí dmýchacích zařízení, proudí vzduch do pece. Dmyšní zařízení (obr. 21) je tvořeno vodou chlazenou litou měděnou dmychadlem o vnitřním průměru do 200 mm, která vyčnívá do pece ze zdiva o 300 mm. Nástavec je namontován v chladničkách. Chladničky pomáhají ochlazovat zdivo pece, umístěné v těsné blízkosti zdrojů spalování, umožňují instalovat dmýchací trubici do hnízda a eliminovat foukání plynu z pece. Chladnička je vyrobena z kompozitu. Vzduch je do dmýchací trubice přiváděn ocelovou dýzou, která je spojena s pohyblivým kolenem. Pomocí tyčí a pružin je tryska přitlačována k dmýchací trubici. Chcete-li vyměnit trysku nebo dmýchací trubku, musíte koleno stáhnout zpět pomocí otočného připojení k trubce adaptéru. Trubka je připojena k nátrubkové trubici připojené k prstencovému vzduchovému potrubí. Na konci dmýchacího zařízení je průzor pro sledování procesu spalování paliva. Když se do pece dodává plyn nebo topný olej, trubky procházejí dmyšnou trubicí, kterou se dodává palivo. Každý

Výfukové zařízení je vybaveno zařízením pro měření a regulaci průtoku vzduchu.

Ramena. Ramena jsou uložena v jedné cihle o tloušťce 345 mm. Zdivo je chlazeno deskovými lednicemi. Zkušenosti ukazují, že ohnivzdorné zdivo ramen podléhá intenzivnímu opotřebení a rychle vyhoří. Na holých plochách na povrchu lednic se vytváří ochranná vrstva

Rýže. 21. Konstrukce dmýchacího zařízení:

1 - měděná vzduchová tryska; 2, 3 - chladničky; 4 - tryska; 5 - pohyblivé koleno; 6 - adaptérová trubka do vzduchového potrubí

Vyrobeno ze strusky a vsázkových materiálů (scavenge), které chrání chladničky před vysokými teplotami a tekutými tavnými produkty.

Rašple. Stěny parní komory mají výraznou tloušťku - až 690 mm, jsou vyskládány ze šamotových cihel a chlazeny ledničkami Marator, jejichž konce jsou vyplněny ohnivzdornými cihlami. Plášť šachty spočívá na masivním kovovém maratorovém prstenci a přenáší na něj tlak zdiva a konstrukcí horní části pece. Kroužek spočívá na sloupcích.

Těžit. Šachta je vyzděna šamotovými cihlami. Jeho tloušťka závisí na způsobu chlazení a může se pohybovat od 690 do 1020 mm, nahoře je tloušťka zdiva 920 mm. Téměř po celé výšce šachty, ve dvou třetinách páry, jsou šachovnicově instalovány ledničky. Mezi pažnicí a zdivem nebo mezi cihlami a lednicemi je ponechána mezera 50-60 mm, vyplněná šamotovo-azbestovou výplní pro kompenzaci tepelné roztažnosti zdiva šachty. Zdivo šachty se vlivem proudění horkých plynů s malými pevnými částicemi materiálů značně opotřebovává. Ve spodní části dolu a v páře mohou být šamotové cihly zničeny v důsledku interakce se struskou. V horních a středních horizontech dolu může docházet k destrukci zdiva v důsledku ukládání černého uhlíku podle reakce 2CO = CO2 + C.

Destrukce zdiva je také usnadněna usazováním oxidu zinečnatého ve švech zdiva, který vzniká oxidací zinku, který se odpařuje při tavení. Průměrná doba trvání těžební kampaně je 4-5 let. Z vnější strany je dávkové zdivo uzavřeno v odolném plášti. Pomocí stříkacího systému je plášť zaléván vodou, která stéká do krabic přivařených na dně šachty.

Koloshnik. Vyzdívka pece je vyrobena z ocelových plechů, které chrání konstrukci pece před nárazy surovin přiváděných do pece. Mezi deskami a pláštěm pece je vytvořena vrstva šamotových cihel. Horní část pláště pece se nazývá kopule. K ní je připevněn kroužek plnicího zařízení. Kopulová část je zevnitř obložena litinovými deskami, do kterých jsou zalité cihly.

Plášť pece. Celá pec je obklopena svařovaným pláštěm z plechů o tloušťce 20 až 50 mm.

Surové železo se taví ve vysokých pecích, které jsou šachtové. Podstatou procesu výroby litiny ve vysokých pecích je redukce oxidů železa obsažených v rudě plynnými (CO, H2) a pevnými (C) redukčními činidly vznikajícími při spalování paliva v peci.

Proces tavení ve vysoké peci je kontinuální. Do pece se shora vkládají výchozí materiály (aglomeráty, pelety, koks), do spodní části se přivádí ohřátý vzduch a plynné, kapalné nebo práškové palivo. Plyny získané spalováním paliva procházejí vsázkovým sloupcem a dávají mu svou tepelnou energii. Sestupná náplň se zahřívá, redukuje a poté taví. Většina koksu se spálí ve spodní polovině pece, která poskytuje zdroj tepla, a část koksu se spotřebuje na redukci a nauhličování železa.

Vysoká pec je výkonná a vysoce produktivní jednotka, která spotřebuje obrovské množství materiálů. Moderní vysoká pec spotřebuje denně asi 20 000 tun vsázky a denně vyrobí asi 12 000 tun surového železa.

Pro zajištění nepřetržitého dodávání a uvolňování tak velkého množství materiálů je nutné, aby konstrukce pece byla jednoduchá a spolehlivá v provozu po dlouhou dobu. Vnější strana vysoké pece je uzavřena v kovovém plášti svařeném z ocelových plechů tloušťky 25–40 mm. Na vnitřní straně pláště je žáruvzdorná vyzdívka, chlazená ve spodní části pece pomocí speciálních chladniček - kovových boxů, uvnitř kterých cirkuluje voda. Vzhledem k tomu, že k chlazení pece je potřeba velké množství vody, využívají některé pece chlazení odpařováním, jehož podstatou je, že do chladniček je dodáváno několikanásobně méně vody než při běžném způsobu. Voda se zahřeje k varu a rychle se odpaří a absorbuje velké množství tepla.

Vnitřní obrys svislé části vysoké pece se nazývá profil pece. Pracovní prostor pece zahrnuje:

• ohniště;
• těžit;
• parní;
• ramena;
• roh

Koloshnik

Jedná se o horní část vysoké pece, kterou se nakládají vsázkové materiály a odvádí se vysokopecní nebo kychtový plyn. Hlavní částí vysokopecního zařízení je plnicí zařízení. Většina vysokých pecí má dvoukuželová zavážecí zařízení. V normální poloze jsou oba kužely uzavřeny a spolehlivě izolují vnitřek pece od atmosféry. Po naložení vsázky do přijímací nálevky se malý kužel spustí a vsázka spadne na velký kužel. Malý kužel se uzavře. Po nasbírání stanoveného množství vsázky na velkém kuželu se velký kužel spustí s uzavřeným malým kuželem a vsázka se nasype do pece. Poté se velký kužel uzavře. Tím je pracovní prostor vysoké pece trvale utěsněn.

Materiály vsázky jsou obvykle přiváděny do hrdla pece z jedné strany. V důsledku toho se v nálevce malého kužele vytvoří svah. Dlouhodobý provoz vysoké pece se šikmou úrovní vsázky je nepřijatelný. Pro odstranění tohoto jevu se přijímací nálevka a malý kužel otáčejí. Po naložení vsázky se nálevka spolu s kuželem otočí o násobek úhlu 60, díky čemuž se po vyložení několika posuvů zcela odstraní nerovnosti. 0

Moderní pece mohou instalovat zavážecí zařízení, která jsou designově složitější. Místo velkého kužele je instalován otočný skluz, jehož úhel lze nastavit. Toto provedení umožňuje měnit umístění přívodu materiálu podle průměru vršku.

Při procesu tavení ve vysoké peci vzniká velké množství plynu, který je odváděn z horní části pece. Tento typ plynu se nazývá špičkový plyn. Plyn obsahuje hořlavé složky CO a H2, a proto se používá jako plynné palivo v hutní výrobě. Kromě toho plyn při průchodu nábojovým sloupcem zachycuje malé částice materiálů obsahujících železo a tvoří tzv. kouřový prach. Prach se shromažďuje ve speciálních čističkách plynu a používá se jako přísada do vsázky při aglomeraci nebo výrobě pelet.

těžit

Šachta tvoří většinu celkové výšky a objemu pece. Profil dříku, který je komolým kuželem rozšiřujícím se směrem ke dnu, zajišťuje rovnoměrné spouštění a uvolňování vsázkových materiálů. Značná výška šachty umožňuje tepelné a chemické zpracování materiálů stoupajícími horkými plyny.

Raspar

Jedná se o střední válcovou část pracovního prostoru pece s největším průměrem. Napařování vytváří určité dodatečné zvýšení objemu pece a eliminuje možné zpoždění vsázkových materiálů.

Ramena

Ten je součástí profilu pece umístěného pod parní komorou a je to komolý kužel se širokou základnou obrácenou k parní komoře. Reverzní zúžení osazení odpovídá zmenšení objemu roztavených materiálů při tvorbě litiny a strusky.

Roh

Toto je spodní válcová část pece, kde se provádějí vysokoteplotní vysokopecní procesy. V peci se spaluje koks a vzniká vysokopecní plyn, dochází k interakci mezi kapalnými fázemi, hromadění kapalných produktů tavení (surové železo a struska) a jejich periodickému uvolňování z pece. Kovárna se skládá z horní nebo dmýchací části a spodního nebo kovového přijímače. Spodní část kovového přijímače se nazývá vločkovitý.

Na dně topeniště jsou litinové a struskové odpichové otvory, což jsou otvory pro uvolňování litiny a strusky. Po uvolnění litiny se odpichový otvor uzavře speciální žáruvzdornou hmotou pomocí tzv. pistole, což je válec s pístem. Před otevřením litinového odpichového otvoru se pistole naplní žáruvzdornou hmotou odpichového otvoru. Po ukončení výroby litiny se pistole přivede k odpichovému otvoru a pomocí pístového mechanismu se hmota odpichového otvoru vytlačí z pistole a naplní kanál odpichového otvoru. K otevření litinového odpichového otvoru se používá speciální vrtačka, která do hmoty odpichového otvoru vyvrtá otvor, kterým se uvolňuje litina.

Struskové odpichové otvory jsou umístěny ve výšce 1500 - 2000 mm od úrovně litinového odpichu a jsou uzavřeny pomocí struskové zátkou, což je ocelová tyč s hrotem. Litina a struska opouštějící vysokou pec jsou směrovány skluzy do litinových a struskových pánví. V současnosti se struska vyrábí převážně společně s litinou a od litiny se odděluje speciálním zařízením na skluzu pece.

Struska vytékající z vysoké pece litinovým odpichovým otvorem se od litiny na skluzu pece odděluje pomocí oddělovací desky a průchodu, které působí jako hydraulické těsnění. Vysokohustotní litina prochází do mezery pod dělicí deskou, zatímco lehčí struska je odváděna do bočního skluzu.

Pokud je potřeba dodávat litinu do jiných podniků, lije se na speciálním licím stroji do ingotů (ingotů) o hmotnosti 30–40 kg.

V horní části topeniště, ve vzdálenosti 2700 - 3500 mm od osy litinového odpichového otvoru po obvodu topeniště, jsou ve stejných rozestupech instalovány vzduchové dmychadla, kterými se tryská ohřívá na 1100 - 1300 °C. se přivádí do pece, stejně jako zemní plyn a další přísady do paliva (topný olej, práškové uhelné palivo). Každá vysoká pec je vybavena tryskáním z vlastního dmychadla. Tryskový ohřev se provádí v ohřívačích vzduchu regeneračního typu, kdy se pod vlivem tepla spalovaného plynu nejprve ohřeje tryska ohřívače vzduchu ze žáruvzdorných cihel a poté přes ni prochází vzduch, který odebírá teplo tryska. Během doby ohřevu trysky se do spalovací komory přivádí plyn a vzduch pro její spalování. Produkty spalování procházející tryskou ji ohřívají a jdou do komína. Během periody ohřevu trysky vstupuje studený vzduch do vyhřívané trysky, je ohříván a poté přiváděn do vysoké pece. Jakmile tryska vychladne natolik, že vzduch nelze ohřát na nastavenou teplotu, převede se do dalšího ohřívače vzduchu a ochlazený se zahřeje. Tryska ohřívače chladne rychleji, než se zahřívá. Proto se blok vysokopecních ohřívačů vzduchu skládá ze 3–4 zařízení, z nichž jedno ohřívá vzduch a zbytek ohřívá. Profil vysoké pece je charakterizován průměry, výškami a úhly sklonu jednotlivých prvků. Rozměry některých pecí jsou uvedeny v tabulce 1.

Tabulka 1 - Rozměry pece

Rozměry, mm	Užitný objem pece, m3
	2000	3000	5000
Průměr:
kovárna	9750	11700	14900
raspara	10900	12900	16300
ohniště	7300	8200	11200
Výška:
plný	32350	34650	36900
užitečný	29200	32200	32200
kovárna	3600	3900	4500
doly	18200	20100	19500

Rozměry každé části pece musí být vzájemně propojeny a musí být v určitých proporcích s velikostmi ostatních částí pece. Profil pece musí být racionální, což zajišťuje nejdůležitější podmínky pro vysokopecní proces:

• plynulé a stabilní spouštění vsázkových materiálů;
• příznivé rozložení přicházejícího proudu plynu;
• příznivý vývoj regeneračních procesů a tvorby litiny a strusky.

Hlavní veličiny charakterizující rozměry pracovního prostoru jsou užitný objem trouby a užitná výška. Zahrnují výšku a objem naplněný materiály a produkty tavení. Při stanovení těchto parametrů se za horní úroveň považuje značka spodní hrany velkého kužele plnicího zařízení ve spuštěné poloze a spodní úroveň je úroveň osy litinového odpichového otvoru.

Test

v oboru "Nauka o materiálech a technologie konstrukčních materiálů"

Možnost č. 10

Provádí student

URBAS, b-NFGDz-32

Kód: 131720

Ščerbakov V.G.

Kontroloval: Melnikova I.P.

Saratov, 2017

Úkol č. 1. 3

1.1. Nakreslete schéma vysoké pece. 3

1.2. Popište podstatu redukčního tavení. 4

1.3. Uveďte výrobky, vysokopecní tavení a technicko-ekonomické ukazatele vysoké pece. jedenáct

Úkol č. 2. 12

2.1. Popište jevy, ke kterým dochází v kovu při zahřívání. 12

2.2. Vysvětlete pojem teplotní rozsah tváření kovů a princip jeho stanovení pomocí diagramu. 14

2.3. Přibližně určete z diagramu teplotní rozsah zpracování pro ocel s obsahem uhlíku 0,5 % ………………………………………………………………………………………… ………………………………………… 15

Úkol č. 3. 22

Nakreslete schéma kyslíko-acetylenového plamene a popište jeho strukturu. Uveďte vlastnosti svařování mědi Vypracujte postup pro svařování pláště (obr. 38 a, b) z mědi jakosti M3p. Výroba je kusová. Určete povahu plamene plynového svařování, typ hořáku a jeho výkon. Vyberte jakost a průměr plnicího drátu. Specifikujte složení tavidla a metodu svařování (vlevo, vpravo). Na základě rozměrů svaru určete hmotnost naneseného kovu. Nastavte spotřebu přídavného drátu s ohledem na ztráty, kyslík, acitylen, karbid vápníku a dobu svařování produktu. Specifikujte metody kontroly kvality svaru.. 22

Úkol č. 4. 23

Poskytněte schémata povrchové úpravy dílů 1, 2, 3, jejichž výkres je uveden na Obr. 6. U každého schématu uveďte název stroje, nástroje a přípravků. Poskytněte náčrtky nástroje pro povrchovou úpravu 3 a zařízení pro zajištění obrobku při povrchové úpravě 1. 23

Reference.. 24

Testovací úkol č.1

Nakreslete schéma vysoké pece. Popište podstatu redukčního tavení. Uveďte výrobky, vysokopecní tavení a technicko-ekonomické ukazatele vysoké pece.

Vysoká pec je určena pro tavení litiny.

Schéma procesu domény.

Podstatou tohoto procesu je, že v peci dochází k redukci oxidů železa, které jsou ve výchozím materiálu - rudě, s produkty spalování paliva - vodíkem, oxidem uhelnatým a pevným uhlíkem. Konstrukce šachtové vysoké pece není příliš složitá. Skládá se z několika částí.

Design pece

Horní část vysoké pece se nazývá vršek. Je vybavena výstupy plynu sloužícími k odvodu vysokopecního plynu. Suroviny se zde nakládají pomocí speciální plnicí aparatury.

Pod vrcholem je hřídel ve tvaru komolého kužele, který se rozšiřuje směrem dolů. Tato forma umožňuje zjednodušit proces příjmu surovin shora. Surovina se v dole připravuje speciálním způsobem z oxidů rud a redukuje se železo.

Nejširší část vysoké pece se nazývá pára. Zde se taví odpadní hornina tavidla a rudy, což vede ke vzniku strusky.

Další částí pece je komolý kužel, rozšiřující se nahoru. Říká se tomu ramena. V tomto oddělení konstrukce končí tvorba strusky a zanechává v ní určité množství tavidla a pevného paliva.

V kovárně dochází ke spalování paliva přiváděného shora. Dále slouží k akumulaci litiny a strusky, které jsou v kapalném stavu.

Ke spalování paliva je zapotřebí horký vzduch. Do pece vstupuje z ohřívačů vzduchu prstencovým vzduchovým kanálem, který prochází tryskami. Dno kovárny zvané cejn je umístěno na masivní železobetonové podezdívce. Zde se hromadí struska a litina. Na konci tavícího procesu se litina a struska vypouštějí speciálními skluzy přes odpichové otvory k tomu určené do pánví.

Princip činnosti vysoké pece

Schéma vysoké pece.

Konstrukce vysoké pece je navržena tak, že vsázka vstupuje do mísy přes zavážecí zařízení vyrobené ve formě malého kužele umístěného nahoře. Dále, z mísy, padající na velký kužel, když je spuštěn, vstupuje vsázka do pece. Tento systém zabraňuje vstupu plynu z vysoké pece do prostředí. Po naložení se malý kužel a nálevka pro příjem surovin pootočí pod úhlem, který je násobkem 60 stupňů. To je nezbytné pro zajištění rovnoměrného rozložení směsi.

Hutní pec pokračuje v provozu, vsázka se taví a klesá dále, čímž se uvolňuje místo pro nové porce surovin. Užitný objem vysoké pece musí být vždy zcela zaplněn. Moderní vysoká pec může mít užitečný objem od 2 000 do 50 000 m³. Jeho výška může dosáhnout 35 m, což je téměř trojnásobek jeho průměru. Tato konstrukce nebyla vynalezena náhodou: princip činnosti vysoké pece je založen na pohybu materiálů a plynů směrem k sobě, což umožňuje zvýšit využití tepla až o 85 %.