Masuuni tai masuuni, kuten sitä usein kutsutaan, on suunniteltu sulattamaan rautaa rautamalmista. Tämä tapahtuu korkeissa lämpötiloissa tapahtuvien kemiallisten reaktioiden seurauksena. Prosessin loppuvaiheessa sulatettu rauta kyllästetään hiilellä ja muunnetaan valuraudaksi (katso Rauta, teräs, valurauta).

Masuuni.

Masuunissa ei pääsääntöisesti sulata rautamalmia, vaan agglomeraattia (palaksi sintrattu hieno malmi) tai pellettejä (hienosta malmista tai hienoksi jauhetusta rikasteesta saatuja pallomaisia ​​kokkareita). Ne ladataan uuniin kerroksittain, välissä koksin kanssa. Masuuniin lisätään myös sulatteita - kalkkia, hiekkaa ja joitain muita aineita - kerros kerrokselta. Mihin niitä tarvitaan?

Yhdessä agglomeraatin ja pellettien kanssa rautaa sisältämätön kivi pääsee masuuniin. Metallurgit kutsuvat sitä jätekiviksi. Se on poistettava, jotta se ei pääse valuraudan sisään kovetessaan. Fluxit saavat jätekiven ja joitain muita tarpeettomia aineita (kaikki tätä kutsutaan kuonaksi) kellumaan nestemäisen metallin pinnalle, josta kuona voidaan helposti kaataa erityiseen kauhaan. Joten agglomeraatti (tai pelletit), koksi ja sulatteet sisältyvät materiaaliseokseen, joka ladataan masuuniin ja jota kutsutaan panokseksi.

Masuuni muistuttaa suurta pyöreää tornia ja koostuu kolmesta pääosasta: yläosa on uuni, keskiosa on kuilu ja alaosa on takomo. Masuunin sisäpuoli on vuorattu (vuorattu) tulenkestävällä muurauksella. Muurauksen vaurioitumisen estämiseksi ja uunin kotelon suojaamiseksi korkeilta lämpötiloilta käytetään jääkaappeja, joissa vesi kiertää.

Panos ladataan masuuniin uunin läpi useiden tonnin erissä. Lataus on jatkuvaa. Tätä varten masuunin lähelle asennetaan bunkkeri - varasto, johon toimitetaan agglomeraattia (tai pellettejä), koksia ja sulatteita. Bunkkerissa niitä käytetään panoksen muodostamiseen automaattisten vaaka-autojen avulla. Raaka-aineita syötetään jatkuvasti suurten nykyaikaisten toimialueiden bunkkereihin kuljettimilla. Myös nykyaikaisten masuunien kuljettimet siirtävät panoksen suppilosta yläosaan. Vanhoissa masuuneissa tähän käytetään perävaunuja, jotka kulkevat kaltevilla kiskoilla.

Panos laskeutuu oman painonsa vaikutuksesta ja kulkee koko masuunin läpi. Uunin keskiosassa - akselissa - se huuhtoutuu alhaalta ylöspäin tulevilla kaasuilla - koksin palamistuotteista. Ne lämmittävät panoksen ja poistuvat sitten masuunista yläosan läpi. Mutta tärkein asia tapahtuu masuunin alaosassa - takomossa.

Täällä masuunin kotelossa on hormit - erityiset laitteet paineistetun kuuman ilman syöttämiseksi uuniin. Viereissä on lasisuojatut ikkunat, joiden läpi masuunin työntekijät voivat katsoa uunin sisään ja nähdä, miten prosessi etenee. Hormojen palamisen estämiseksi ne jäähdytetään vedellä, joka virtaa hormien sisällä olevien kanavien kautta.

Kuumaa ilmaa tarvitaan panoksen lämmittämiseen edelleen ennen sulamista. Tämä vähentää kalliin koksin kulutusta ja lisää masuunin tuottavuutta. Lisäksi koksin kulutuksen vähentämiseksi edelleen masuuniin tuodaan lämmönlähteenä maakaasua tai polttoöljyä. Ennen kuin se syötetään hormiin, ilma lämmitetään korkeissa torneissa, jotka on täytetty sisällä tiileillä - ilmanlämmittimissä.

Masuunin uunissa poltetaan koksia (sekä maakaasua tai polttoöljyä), joka kehittää erittäin korkean lämpötilan - yli 2000 °C, jonka vaikutuksesta malmi sulaa kokonaan. Poltettaessa koksi yhdistyy ilman hapen kanssa muodostaen hiilidioksidia. Korkean lämpötilan vaikutuksesta hiilidioksidi muuttuu hiilimonoksidiksi, joka poistaa happea rautamalmista ja vähentää rautaa. Kun rauta virtaa alas kuuman koksikerroksen läpi, se kyllästyy hiilellä ja muuttuu valuraudaksi. Nestemäinen rauta kerääntyy tulisijan pohjalle, ja sen pinnalle kertyy kevyempää kuonaa.

Kun takomoon on kertynyt riittävä määrä valurautaa, se vapautetaan takon alaosassa olevien reikien - hanareiän - kautta. Ensin kuona vapautuu ylemmän hanareiän kautta, sitten valurauta alemman hanareiän kautta. Seuraavaksi valurauta putoaa ojiin, josta se kaadetaan suuriin valurautakangoihin, jotka seisovat rautatien laiturilla ja lähetetään jatkokäsittelyyn.

Jos valurauta on tarkoitettu valukappaleiden - valimovalurauta - valmistukseen, se menee valukoneeseen, jossa se jähmettyy tankojen - sikojen - muodossa. Jos valurauta on tarkoitettu muutettaviksi teräkseksi (harkkorauta), se kuljetetaan teräspajaan. Siellä se menee avouuniin, muuntimiin tai sähköuuneihin (katso Sähkömetallurgia). Valmistetun valuraudan kokonaismäärästä noin 80 % on harkkorautaa.

Vuonna 1932 käyttöön otetun Magnitogorskin rauta- ja terästehtaan ensimmäisen masuunin tilavuus oli 900 m 3 . Vuonna 1986 Tšerepovetsin metallurgisessa tehtaassa aloitti toimintansa Severyanka-masuuni, jonka tilavuus oli 5500 m 3, yksi maailman suurimmista.

Aikaisemmin masuunit tuottivat valurautaa 3–4 tunnin välein. Volyymiensä kasvaessa valuraudan tuotanto kiihtyi - 2 tunnin välein. Suuret masuunit - tilavuudeltaan 3000 m 3 tai enemmän - tuottavat valurautaa lähes jatkuvasti .

Nykyaikaisissa jättiläismasuunien palamisen ylläpitämiseksi ei käytetä vain lämmitettyä ilmaa, vaan myös maakaasua ja puhdasta happea. Tämä lisää yksikön tuottavuutta, vähentää koksin kulutusta, mutta samalla vaikeuttaa teknologisen prosessin hallintaa. Siksi sähköisiä tietokoneita tulee nyt yhä enemmän masuuniliikkeisiin. He analysoivat lukuisten instrumenttien lukemat, seuraavat prosessin etenemistä ja valitsevat parhaat sulatustilat.

Masuuni on monimutkainen kokonaisuus läheisesti toisiinsa liittyvistä teknologisista ja energiayksiköistä, joihin kuuluu itse masuuni, valimopiha ja masuuni, ilmanlämmittimet, pölynkerääjät, masuunin hissi, hyllykuoppa ja koksituulenhissi, bunkkeriteline, valukone jne. (Kuva 5) .
Moderni masuuni on massiivinen, yli 35 metriä korkea ja useita tuhansia tonneja painava rakennelma. Uuni lepää teräsbetoniperustalla, yleensä monitahoisella; perustuksen alaosa (pohja) on haudattu 6-7 m maahan. Tilaa tällaisiin perustuksiin ankkuripulttien valmistus http://metall-78.ru/katalog/ankernye-bolty/. Tulenkestävällä betonilla vuorattu perustuksen maanpäällinen osa (kanto) toimii kyljen pohjana (kuva 6.) Uunin kyljen alaosa, jonka tilavuus on 1719 m3, on tehty hiililohkoista, yläosa on valmistettu korkea-alumiinioksiditiilestä. Kyljen pohja jäähdytetään ilmajäähdyttimillä. Pienemmissä uuneissa pohja vuorataan savitiileillä tai hiililohkoilla. Kyljen muurauksen korkeus on 3450-5175 mm.

Masuuniprosessin eteneminen riippuu pitkälti tulipesän profiilista eli uunin työtilan sisärajasta.
Masuunin nykyaikainen profiili (kuva 7) varmistaa kuormitettujen panosmateriaalien tasaisen ja vakaan laskemisen, materiaaleja kohti kulkevan kaasuvirran järkevän jakautumisen, pelkistysprosessien ja valuraudan muodostumisprosessien onnistumisen. ja kuonaa, mutta se ei silti ole optimaalinen. Uunin järkevintä korkeutta, hartioiden korkeutta sekä akselin ja hartioiden kaltevuuskulmia ei ole vielä selvitetty. Jotkut masuunityöntekijät kiistävät olkapäiden ja yläosan lieriömäisen osan tarpeen. Yksittäisillä profiilielementeillä on tietty rooli masuunisulatuksen kokonaisprosessissa, ja tiettyjen prosessien kehityksen täydellisyys riippuu niiden koosta.

Uunin ylempää lieriömäistä osaa - yläosaa - käytetään panosmateriaalien lataamiseen ja kaasujen poistamiseen. Kannen mitat vaikuttavat merkittävästi materiaalien jakautumiseen ja kaasuvirtaukseen. Suojatakseen sitä ladattujen materiaalien aiheuttamalta tuhoutumiselta tulipesä on vuorattu useilla segmenteiksi muotoilluilla terässuojalevyillä.
Kartiomainen osa, korkeudeltaan suurin, on yläosan - akselin - vieressä. Akselin kartio helpottaa materiaalien laskemista, löysäämistä ja optimaalisen kaasuvirtauksen luomista. Kaivoksen korkeus on tärkeä pelkistysprosessien kehittymisen ja kuonanmuodostuksen kannalta. Akseli yhdistyy alemman kartiomaisen osan - hartioiden - sylinterimäisen osan - höyryn kanssa, mikä luo tasaisemman siirtymän, mikä vähentää varausmateriaalien viivästymisen mahdollisuutta ja "kuolleen tilan" muodostumista.
Olkapäissä on ohutseinämäinen (345-575 mm) fireclay-vuori ja niitä jäähdytetään levyripaisilla jäähdyttimillä. Myös paksuseinäinen höyrykammio ja kuilu on valmistettu fireclay-tiilistä. Jäähdytystä varten laatikkomaiset jääkaapit sijoitetaan höyrykammion ja kuilun muuraukseen (2/3 korkeudesta). On olemassa malleja masuuneista, joissa on ohutseinäinen akseli ja höyrytys ja jäähdytys reunalevyjääkaapeilla.
Olkapäiden kartiomainen muoto johtuu sulaneiden materiaalien määrän jyrkästä laskusta uunin tässä osassa nestemäisen valuraudan ja kuonan muodostumisen sekä koksin palamisen vuoksi uunin alaosassa - takomossa . Koksin polton yhteydessä takomoon muodostuu valuraudan ja kuonan koostumus, jotka kerääntyvät prosessin aikana sen alaosaan.
Tulisija koostuu metallisäiliöstä, johon harkkorautaa ja kuonaa kerääntyy, ja ylemmästä tulisijasta, jossa hormit sijaitsevat ja joka on vuorattu samottitiileillä tai hiililohkoilla. Tulisijan ja terän reunaa jäähdyttävät levyjääkaapit ja niitä ympäröi hitsattu teräsvaippa. Tulisijan alaosassa, 600-1000 mm:n korkeudella laipasta (katso kuva 6), on valurautainen hanareikä - kanava valuraudan säännöllistä vapauttamista varten. Valurautapäästöjen välissä hanareikä on tukkeutunut tulenkestävällä massalla. Suuriin uuneihin kuonan vapauttamiseksi asennetaan kaksi kuonareikää. Ne sijaitsevat eri tasoilla valurautaisen hanareiän yläpuolella (1,2-1,6 m) tietyssä kulmassa siihen ja toisiinsa nähden.
Kuonahanan reikä koostuu ontosta vesijäähdytteisestä kupariputkesta, joka sopii kartiomaiseen kuparijäähdyttimeen, joka työnnetään kierukan avulla valurautajäähdyttimeen. Kuonahanan reiässä oleva reikä suljetaan erikoistulpalla, jossa on terästulppa (katso kuva 6).
Tulisijan yläosassa on kehän ympärillä olevat hormit (enintään 20 kappaletta), jotka syöttävät lämmitettyä ilmaa uuniin. Ilmalämmittimestä tuleva kuuma puhallus menee masuunia ympäröivään rengasmaiseen putkeen vuoratun ilmakanavan kautta. Rengasmaisesta putkesta ilma tulee vuoratuun holkkiin ja metallisuuttimeen ja syötetään uuniin kuparisen vesijäähdytetyn lansetin (halkaisijaltaan 175-300 mm) kautta. Lanssi työnnetään kartiomaiseen jäähdyttimeen, joka sopii tiiviisti uunin vaippaan sopivaan syvennykseen (katso kuva 6). Kuilun muuraus on suljettu kokonaan hitsatun teräskotelon sisään. Alla, akselin siirtymisen tasolla höyrykammioon, se päättyy tukirenkaaseen, jota tukevat pylväät, joissa on erityiset tuet, jotka siirtävät kuorman kantavaan perustuslaattaan.
Kaasujen poistamiseksi uunin kupussa on neljä sivuttain nousevaa kaasun ulostuloa. Kaasunpoistoaukkojen pystysuorat osat on yhdistetty pareittain kahdeksi kaasun poistoaukoksi, jotka muuttuvat yhdeksi alaspäin suuntautuvaksi kaasun ulostuloaukoksi, joka tulee ylhäältä akselia pitkin ensisijaiseen pölynkerääjään. Kaasuaukot on vuorattu fireclay-tiileillä.
Masuunin yläosassa on latauslaite, jossa on pyörivä jakaja, paalukoneisto ja ylätaso.
Täyttölaite koostuu suuresta kartiosta, jossa on suppilo, joka peittää uunin yläosan, ja pienestä kartiosta, jossa on pyörivä vastaanottosuppilo. Tämä rakenne eliminoi kaasujen häviämisen ilmakehään ja varmistaa materiaalien melko tasaisen jakautumisen uunin poikkileikkauksella.
Kartiot on ripustettu pystysuoraan tankoon, joka on kiinnitetty tasapainottimien lyhyisiin varsiin. Pieni kartio on kiinnitetty onttoon tankoon, jonka sisällä suuren kartion tanko kulkee. Tasapainottimet on kytketty vinssin kaapeliin kartioiden ohjaamista varten ja ne palvelevat kartioiden nostamista ja laskemista.
Tulipesään nostetun lavan panos ladataan ensin pienen kartion vastaanottosuppiloon ja sitä laskettaessa suuren kartion suppiloon ja sitten uuniin. Kääntämällä suppiloa panoksella peräkkäin tietyssä kulmassa vaihteistolla varustetun käyttölaitteen avulla saavutetaan melko tasainen materiaalien jakautuminen.
Pyörivässä jakajassa on 6, 8, 12 ja 24 asemaa.
Kääntyessään tietyssä kulmassa (15-60°) pieni kartio laskeutuu automaattisesti ja nousee sitten ylös. Suuri kartio lasketaan alas, kun tarvittava määrä jätteitä (malmi, kalkkikivi ja koksi) on kerätty.
Venäjällä ja Yhdysvalloissa käytetään asemattomia pyöriviä jakajia. Tällainen jakaja alkaa pyöriä, kun lava lähestyy suppiloa, ja sen pyörimisnopeus saavuttaa 30 rpm:n, kun lappi puretaan. Tämä varmistaa panosmateriaalien erittäin hyvän tasaisen jakautumisen.
Käytäntö on kehittänyt tiettyjä suhteita uunin yksittäisten osien sisämittojen välille:

Nämä suhteet vahvistivat tieteellisesti erinomainen Neuvostoliiton metallurgi akateemikko M.A. Pavlov. Vuonna 1910 hän kehitti menetelmän masuunin profiilin laskemiseksi.
Täyden korkeuden lisäksi erotetaan myös masuunin käyttökorkeus, ts. etäisyys valurautahanan reiän akselista täyttötasoon. Hyödyllinen korkeus määräytyy koksin mekaanisen lujuuden mukaan; suurissa uuneissa se on 27-29 m. Uunin tuottavuuden kannalta käyttötilavuudella eli panosmateriaaleilla ja sulatustuotteilla täytetyn uunin tilavuudella on suuri merkitys. Tällä hetkellä tehokkaimpien uunien hyötytilavuus on jopa 1500-2000 m3, suunnitteilla on uuneja, joiden tilavuus on 2700 m3.

25.11.2019

Kaikilla toimialoilla, joilla valmistetaan nestemäisiä tai viskoosisia tuotteita: lääketeollisuudessa, kosmetiikkateollisuudessa, elintarvike- ja kemianteollisuudessa - kaikkialla...

25.11.2019

Nykyään peililämmitys on uusi vaihtoehto, jonka avulla voit pitää peilin pinnan puhtaana kuumalta höyryltä vesitoimenpiteiden jälkeen. Kiitokset...

25.11.2019

Viivakoodi on graafinen symboli, joka kuvaa vuorottelevia mustia ja valkoisia tai muita geometrisia muotoja. Sitä käytetään osana merkintää...

25.11.2019

Monet maaseututalojen omistajat, jotka haluavat luoda kodinsa mukavimman ilmapiirin,...

25.11.2019

Sekä amatööri- että ammattirakentamisessa profiiliputkilla on suuri kysyntä. Niiden avulla ne on rakennettu kestämään raskaita kuormia...

24.11.2019

Turvajalkineet ovat osa työntekijän varusteita, jotka on suunniteltu suojaamaan jalkoja kylmältä, korkeilta lämpötiloilta, kemikaaleilta, mekaanisilta vaurioilta, sähköltä jne.

24.11.2019

Olemme kaikki tottuneet siihen, että kun lähdemme kotoa, muista katsoa peiliin tarkistaaksemme ulkonäkömme ja hymyillä heijastuksellemme vielä kerran...

Panosmateriaalit ladataan masuuniin ylhäältä ja ilmaa syötetään alhaalta polttamaan polttoainetta. Masuunisulatuksen tuotteet - nestemäinen harkkorauta ja kuona - vapautuvat alhaalta. Masuunin sisäisen sulatustilan profiili valitaan siten, että se mahdollistaa ladattujen materiaalien tasaisen laskemisen ja vapautuvien materiaalien tasaisen jakautumisen.

Riisi. 16. Masuuniprofiili:

1 - palopaikka; 2 - Kaivos; 3 - höyry; 4 - hartiat; 5 - toitottaa

Riisi. 17. Masuunin yleiskuva:

1 - hanan reikä raudan kierteitykseen; 2 - hormilaite yhdistetyn puhalluksen syöttämiseksi; 3 - savuhormin sylinterimäinen osa suojalevyillä; 4 - suuri kurkun kurkku; 5 - tulipesän pieni kartio; 6 - laite vastaanottosuppilon pyörittämiseksi; 7 - vastaanottosuppilo; 8 - ohittaa; 9 - kalteva silta; 10 - interkonaalinen tila; 11 - reikä kuonan vapauttamista varten; 12 - alusta

Kaasut uunin poikkileikkauksen poikki. Kaasut nousevat alhaalta ylös. Uunin profiili. Kuvassa Kuva 16 esittää nykyaikaisen masuunin profiilia. Uunin yläosaa kutsutaan hormiksi (sanasta kolosha: tämä on niiden laatikoiden nimi, joissa kivihiiltä kuljetettiin uuniin lastattavaksi).

Uunin yläosan, joka on sylinterin muotoinen, kautta panos ladataan ja kaasut poistetaan. Yläosan alapuolella on UiaxTai, joka on alaspäin levenevä katkaistu kartio. Tämä varren muoto mahdollistaa materiaalien leviämisen sivuille ja pudota vapaasti alas. Lisäksi akselin laajentaminen eliminoi panoksen tiivistymisen. Uunin levein osa - höyrykammio - on lyhyt sylinteri, joka on välttämätön sujuvan siirtymisen luomiseksi akselin alemmasta leveästä pohjasta kapeneviin hartioihin - uunin osa, joka on katkaistu kartio, jossa on leveä osa. yläosa ja kapea osa alareunassa. Jos akseli olisi kytketty suoraan olakkeisiin, muodostuisi niiden liitoskohtaan tylppä kulma, jossa laskeutuvat raaka-aineet pysyisivät. Höyryn läsnäolo tasoittaa siirtymää ja poistaa kuollutta tilaa. Olkapäät saivat kapenevan kartiomaisen muodon, koska kuormitettujen materiaalien tilavuus pienenee jyrkästi koksin palamisen ja nestemäisten sulatustuotteiden muodostumisen vuoksi.

Uunin alaosa on lieriömäinen uuni, johon kerääntyvät nestemäiset sulatustuotteet - valurauta ja kuona. Tulisijan alaosassa on reikiä - hanareiät valuraudan irrottamiseen, tulisijan yläosassa on hormia, joiden kautta ilma syötetään uuniin.

Tarkastellaanpa yksityiskohtaisemmin masuunin pääosien rakennetta, jonka yleiskuva on esitetty kuvassa. 17.

Uunin perustus. Nykyaikaisen tulipesän massa yhdessä kaikkien rakenteiden ja metallirakenteiden, vuorauksen ja sen sisältämien panosmateriaalien ja sulatustuotteiden kanssa voi olla jopa 30 tuhatta tonnia, joka on siirrettävä tasaisesti maahan. Perustuksen alaosa (pohja) on tehty kahdeksankulmaisen betonilaatan muotoon, jonka paksuus on enintään 4 m. Uunin (vaipan) metallirakenteita tukevat pilarit lepäävät alustalla.

Perustuksen yläosa - kanto - on tulenkestävästä betonista valmistettu monoliittinen sylinteri, jonka päällä uunin tulisija sijaitsee.

Takomo (kuva 18) voidaan jakaa kolmeen osaan. Takon alempi litteä osa on laippa, jossa on nestemäistä valurautaa ja kuonaa. Terä kestää korkeaa valuraudan painetta. Se on aseteltu ulkopuolelta hiililohkoista ja sisäpuolelta suurikokoisista korkea-alumiinioksiditiilistä, jotka sisältävät yli 45 % AI2O3:a. Laipan kokonaispaksuus on 5,5 m. Kylki altistuu korkeille lämpötiloille ja nestemäisen valuraudan hydrostaattiselle vaikutukselle. Nestemäinen

Riisi. 18. Kaavio masuunin tulisijasta:

I - uunin betonialusta; 2- uunin kanto; 3- takon kyljen hiililohkot; 4- korkea alumiinioksiditiili; 5 - valurautaliesi jääkaapit

Valurauta tunkeutuu tiilien väliin saumoissa ja kiilauttaa muurauksen. Laipan tuhoutuminen tapahtuu, erityisen vakavaa ensimmäistä kertaa työn aloittamisen jälkeen. Kyljen säilyttämiseksi uunissa ylläpidetään jopa 1000 mm:n paksuista "kuollutta kerrosta" nestemäistä valurautaa, joka ei vapaudu uunista. Suurissa uuneissa lahna on vuorattu kokonaan hiilen tulenkestävällä aineella.

Tulen toinen alaosa - laipasta hanareikään (metallivastaanottimeen) - toimii sulan valuraudan ja kuonan varastosäiliönä. Metallivastaanotin on levitetty hiililohkoista hiilitahnalle. Tuyere-aukot, valurauta- ja kuonareiät on vuorattu fireclay-tiileillä. Muuraus on paksuudeltaan jopa 1500 mm alhaalta ja 325 mm ylhäältä. Lavan ja metallivastaanottimen muuraus on peitetty laattajääkaapeilla, jotka ovat metallilevyjä, joissa on putkia, joiden läpi vesi kiertää.

Joissakin uuneissa kyljen ja kannon väliin sijoitetaan metallilevyjä, joissa on ilmajäähdytystä varten olevat urat. Ulkopuolelta liesijääkaapit ja uuni on suljettu metallikoteloon, joka on valmistettu 40-50 mm paksuisista levyistä. Kompensoi jääkaapin ja muurauksen välisen tulisijan alaosan muurauksen lämpölaajenemista

Jätetään ~100 mm rako, joka täytetään tiiviisti tiivistetyllä hiilipitoisella massalla. Tulisijan alaosassa, 600-1700 mm etäisyydellä laipasta, on reikiä - hanareiät valuraudan ja kuonan vapauttamiseksi. Uuneissa, joiden tilavuus on enintään 2000 m3, tehdään yksi reikä, suuremmissa uuneissa - jopa neljä. Valuraudan läpi

Valurauta. Valurautainen kierrereikä on kehystetty valuteräsrungolla, kiinnitetty

Pellava uunin koteloon (kuva 19). Rungon aukko on vuorattu korkealla alumiinioksiditiilellä. Jätä 300 mm leveä ja 400-500 mm korkea läpimenokanava, joka on tukkeutunut palonkestävällä massalla. Valuraudan vapauttamiseksi siihen leikataan reikä, jonka halkaisija on 50-80 mm. Kun valurauta on vapautettu, hanareiän kanava on jälleen tukossa tulenkestävällä massalla.

Valurautaisen kierrereiän tason yläpuolella, 1400-1800 mm, on kuonareiät, jotka on tarkoitettu ylemmän kuonan irrottamiseen. Kuonan kierrereiät sijaitsevat 90° kulmassa toisiinsa nähden ja 60° kulmassa valurautareikään nähden. Keskikokoisiin uuneihin tehdään kaksi ja suuriin uuneihin yksi hanareikä kuonan vapauttamista varten.

Riisi. 19. Valurautahanan rakenne: Hanat 18 20 kertaa B CyT-

/ - palonkestävästä massasta valmistettu kotelo; 2-KI-VAPAUTUSNEESTE

Palonkestävä muuraus; h- kehys; 4 - jääkaappi

Kuonahanan reiän aukkoon asennetaan kuonalaite, jonka kaavio on esitetty kuvassa. 20. Kuonalaitteen pääosat: kuparinen vesijäähdytteinen lansetti, kuparijääkaappi, valurautainen jääkaappi, jossa on tulvinut spiraalikäämi vettä varten, valurautainen vesijäähdytteinen kaiverrus, jolla laite

Kiinnitetään uunin koteloon. Kuonalaitteen kartiomainen ontelo on täytetty tulenkestävällä massalla, johon leikataan reikä kuonalle poistumaan uunista. Kuonaputki suljetaan metallitulpalla lukituslaitteella. Suurissa uuneissa kuonaa vapautuu yhdessä valuraudan kanssa yhdestä hanareiästä.

Riisi. 20. Kuonalaitteen kaavio:

1 - valurautainen vesijäähdytteinen aukko; 2 - valurautainen jääkaappi; 3 - kuparijääkaappi; 4 - kuparivesijäähdytteinen lansetti

Tuyeres. Tulisijan yläosassa, 2700-3500 mm etäisyydellä valurautaisen hanareiän akselista, uunin kehän ympärille on sijoitettu lansetit kuuman ilman, maakaasun, jauhetun tai nestemäisen polttoaineen syöttämiseksi uuniin. . Putkien lukumäärä riippuu uunin koosta ja vaihtelee välillä 18 - 42. Ilma uuniin syötetään masuunia ympäröivään rengasilmakanavaan, jonka sisähalkaisija on enintään 1650 mm. Ilmakanavasta puhallus menee hormilaitteiden avulla uuniin. Hormilaite (kuva 21) koostuu vesijäähdytteisestä valukuparista, jonka sisähalkaisija on enintään 200 mm ja joka työntyy uuniin muurauksesta 300 mm. Lansetti on asennettu jääkaappiin. Jääkaapit auttavat jäähdyttämään uunin muurausta, joka sijaitsee lähellä polttolähteitä, mahdollistaa hormin asentamisen pesään ja eliminoi kaasun puhalluksen uunista. Jääkaappi on valmistettu komposiittimateriaalista. Ilma syötetään hormiin teräsvuoratun suuttimen kautta, joka on yhdistetty liikkuvaan kulmakappaleeseen. Tankojen ja jousien avulla suutin painetaan hormia vasten. Suuttimen tai hormin vaihtamiseksi kulmakappale on vedettävä taaksepäin käyttämällä kääntöliitosta sovitinputkeen. Putki on yhdistetty hormiholkkiin, joka on yhdistetty rengasmaiseen ilmakanavaan. Putkilaitteen päässä on kurkistusreikä polttoaineen palamisprosessin valvontaa varten. Kun kaasua tai polttoöljyä syötetään uuniin, putket johdetaan hormin läpi, jonka läpi polttoaine syötetään. Joka

Putkilaite on varustettu ilmavirran mittaus- ja säätölaitteella.

Hartiat. Olkapäät on asetettu yhteen tiileen, jonka paksuus on 345 mm. Muuraus jäähdytetään levyrivalla jääkaapilla. Kokemus osoittaa, että olkapäiden palonkestävä muuraus kuluu voimakkaasti ja palaa nopeasti. Jääkaapin pinnan paljaille alueille muodostuu suojakerros

Riisi. 21. Putkilaitteen rakenne:

1 - kuparinen ilmasuihku; 2, 3 - jääkaapit; 4 - suutin; 5 - liikkuva polvi; 6 - sovitinputki ilmakanavaan

Valmistettu kuona- ja panosmateriaaleista (scavenge), joka suojaa jääkaappeja korkeilta lämpötiloilta ja nestemäisiltä sulatustuotteista.

Kähinä. Höyrykammion seinillä on merkittävä paksuus - jopa 690 mm; ne on asetettu fireclay-tiilistä ja jäähdytetään marator-jääkaapeilla, joiden päät on täytetty tulenkestävällä tiilellä. Kuilun vaippa lepää massiivisen metallisen maraattorirenkaan päällä ja siirtää siihen uunin yläosan muurauksen ja rakenteiden paineen. Rengas lepää pilareissa.

Kaivos. Kuilu on vuorattu fireclay-tiileillä. Sen paksuus riippuu jäähdytysmenetelmästä ja voi vaihdella välillä 690 - 1020 mm, yläosassa muurauksen paksuus on 920 mm. Melkein koko akselin korkeudelle, kahdelle kolmasosalle höyrystä, jääkaapit on asennettu shakkilautakuvioon. Kotelon ja muurauksen tai tiilien ja jääkaapin väliin jätetään 50-60 mm rako, joka täytetään šamotti-asbestitäytteellä kompensoimaan kuilun muurauksen lämpölaajenemista. Kuilun muuraus kuluu voimakkaasti pieniä kiinteitä materiaalihiukkasia kuljettavien kuumien kaasujen virtauksen vaikutuksesta. Kaivoksen alaosassa ja höyryssä fireclay-tiilet voivat tuhoutua vuorovaikutuksessa kuonan kanssa. Kaivoksen ylä- ja keskihorisontissa voi tapahtua muurauksen tuhoutumista mustan hiilen laskeuman seurauksena reaktion 2CO = CO2 + C mukaisesti.

Muurauksen tuhoutumista helpottaa myös sinkkioksidin kerrostuminen muurauksen saumoihin, joka muodostuu sulamisen aikana haihtuvan sinkin hapettumisen seurauksena. Kaivoskampanjan keskimääräinen kesto on 4-5 vuotta. Ulkopuolelta erämuuraus on suljettu kestävään koteloon. Ruiskutusjärjestelmän avulla kotelo kastellaan vedellä, joka valuu alas kuilun pohjalle hitsattuihin laatikoihin.

Koloshnik. Uunin vuoraus on valmistettu teräslevyistä, jotka suojaavat uunin rakennetta uuniin menevien raaka-aineiden iskuilta. Laattojen ja uunin vaipan väliin tehdään kerros fireclay-tiiliä. Uunin kotelon yläosaa kutsutaan kupuksi. Täyttölaitteen rengas on kiinnitetty siihen. Kupoliosa on vuorattu sisältä valurautalaatoilla, joihin on kaadettu tiiliä.

Uunin kotelo. Koko uunia ympäröi hitsattu kotelo, joka on valmistettu levyistä, joiden paksuus on 20-50 mm.

Harkkorauta sulatetaan masuuneissa, jotka ovat kuiluuuneja. Masuunien valuraudan valmistusprosessin ydin on malmiin sisältyvien rautaoksidien pelkistys kaasumaisilla (CO, H2) ja kiinteillä (C) pelkistysaineilla, jotka muodostuvat poltettaessa polttoainetta uunissa.

Masuunisulatusprosessi on jatkuva. Lähdemateriaalit (sintteri, pelletit, koksi) ladataan uuniin ylhäältä, ja alaosaan syötetään lämmitettyä ilmaa ja kaasumaista, nestemäistä tai jauhettua polttoainetta. Polttoaineen palamisesta saadut kaasut kulkevat varauskolonnin läpi ja antavat sille lämpöenergiansa. Laskeva panos kuumennetaan, pelkistetään ja sitten sulatetaan. Suurin osa koksista poltetaan uunin alaosassa, jolloin saadaan lämmönlähde, ja osa koksista käytetään raudan pelkistykseen ja hiilettämiseen.

Masuuni on tehokas ja erittäin tuottava yksikkö, joka kuluttaa valtavan määrän materiaaleja. Nykyaikainen masuuni kuluttaa noin 20 000 tonnia latausta päivässä ja tuottaa noin 12 000 tonnia harkkorautaa päivittäin.

Tällaisten suurten materiaalimäärien jatkuvan syötön ja vapautumisen varmistamiseksi on välttämätöntä, että uunin rakenne on yksinkertainen ja luotettava pitkällä aikavälillä. Masuunin ulkopuoli on suljettu metallikoteloon, joka on hitsattu 25–40 mm paksuisista teräslevyistä. Kotelon sisäpuolella on tulenkestävä vuori, joka jäähdytetään uunin alaosassa erityisillä jääkaapeilla - metallilaatikoilla, joiden sisällä vesi kiertää. Koska uunin jäähdyttämiseen tarvitaan suuri määrä vettä, joissakin uuneissa käytetään haihdutusjäähdytystä, jonka ydin on, että jääkaappiin syötetään useita kertoja vähemmän vettä kuin tavallisella menetelmällä. Vesi kuumenee kiehuvaksi ja haihtuu nopeasti ja imee suuren määrän lämpöä.

Masuunin pystysuoran osan sisäistä ääriviivaa kutsutaan uuniprofiiliksi. Uunin työtila sisältää:

• palo kuoppaan;
• Kaivos;
• höyryä;
• hartiat;
• sarvi

Koloshnik

Tämä on masuunin yläosa, jonka kautta panosmateriaalit ladataan ja masuuni tai yläkaasu poistetaan. Masuunilaitteen pääosa on täyttölaite. Useimmissa masuuneissa on kaksoiskartiolatauslaitteet. Normaaliasennossa molemmat kartiot ovat kiinni ja eristävät uunin sisäosan luotettavasti ilmakehästä. Kun panos on ladattu vastaanottosuppiloon, pieni kartio lasketaan alas ja panos putoaa suureen kartioon. Pieni kartio sulkeutuu. Kun määrätty panosmäärä on kerätty suureen kartioon, iso kartio lasketaan alas pieni kartio suljettuna ja panos kaadetaan uuniin. Tämän jälkeen iso kartio sulkeutuu. Siten masuunin työtila on pysyvästi suljettu.

Panosmateriaalit syötetään yleensä uunin kurkkuun yhdeltä puolelta. Tämän seurauksena pienen kartion suppiloon muodostuu kaltevuus. Masuunin pitkäkestoinen käyttö vinolla varaustasolla ei ole hyväksyttävää. Tämän ilmiön poistamiseksi vastaanottosuppilo ja pieni kartio saatetaan pyörimään. Panoksen lataamisen jälkeen suppiloa yhdessä kartion kanssa käännetään 60:n kulman kerrannaisen läpi, minkä ansiosta useiden syöttöjen purkamisen jälkeen epätasaisuudet poistetaan kokonaan. 0

Nykyaikaisiin uuneihin voidaan asentaa suunnittelultaan monimutkaisempia latauslaitteita. Suuren kartion sijaan asennetaan pyörivä kouru, jonka kulmaa voidaan säätää. Tämän rakenteen avulla voit muuttaa materiaalin syöttöpaikkaa yläosan halkaisijan mukaan.

Masuunisulatuksen aikana muodostuu suuri määrä kaasua, joka poistuu uunin yläosasta. Tämän tyyppistä kaasua kutsutaan yläkaasuksi. Kaasu sisältää syttyviä komponentteja CO ja H2, ja siksi sitä käytetään kaasumaisena polttoaineena metallurgisessa tuotannossa. Lisäksi kaasu kulkiessaan varauskolonnin läpi vangitsee pieniä hiukkasia rautaa sisältävistä materiaaleista muodostaen ns. savupölyä. Pöly kerätään erityisiin kaasunpuhdistimiin ja sitä käytetään panoksen lisäaineena agglomeroinnin tai pellettituotannon aikana.

Kaivos

Kuilu muodostaa suurimman osan uunin kokonaiskorkeudesta ja tilavuudesta. Akselin profiili, joka on pohjaa kohti laajeneva katkaistu kartio, varmistaa panosmateriaalien tasaisen laskeutumisen ja löystymisen. Akselin merkittävä korkeus mahdollistaa materiaalien termisen ja kemiallisen prosessoinnin kuumia kaasuja nostamalla.

Raspar

Tämä on uunin työtilan keskimmäinen sylinterimäinen osa, jolla on suurin halkaisija. Höyrytys lisää jonkin verran uunin tilavuutta ja eliminoi mahdolliset viiveet panosmateriaalissa.

Hartiat

Tämä on osa uunin profiilia, joka sijaitsee höyrykammion alapuolella ja on katkaistu kartio, jonka leveä pohja on höyrykammiota päin. Olkapäiden käänteinen kartio vastaa sulaneiden materiaalien tilavuuden vähenemistä valuraudan ja kuonan muodostumisen aikana.

Sarvi

Tämä on uunin alempi lieriömäinen osa, jossa suoritetaan korkean lämpötilan masuunin prosesseja. Uunissa poltetaan koksia ja muodostuu masuunikaasua, tapahtuu nestefaasien välistä vuorovaikutusta, nestemäisten sulatustuotteiden (harkkorauta ja kuona) kertymistä ja niiden ajoittain vapautumista uunista. Takomo koostuu ylä- tai hormiosasta ja ala- tai metallivastaanottimesta. Metallivastaanottimen pohjaa kutsutaan hilseilevä.

Tulisijan pohjassa on valurauta- ja kuonareiät, jotka ovat reikiä valuraudan ja kuonan irrottamiseen. Kun valurauta on vapautettu, hanareikä suljetaan erityisellä tulenkestävällä massalla ns. pistoolilla, joka on männällä varustettu sylinteri. Ennen valurautaisen hanan reiän avaamista pistooli täytetään hanan reiän tulenkestävällä massalla. Valurautatuotannon päätyttyä pistooli tuodaan hanareikään ja mäntämekanismin avulla hanan reiän massa puristetaan ulos pistoolista ja täyttää hanareiän kanavan. Valurautaisen hanareiän avaamiseen käytetään erityistä porakonetta, joka poraa hanareiän massaan reiän, jonka läpi valurauta vapautuu.

Kuonareiät sijaitsevat 1500 - 2000 mm korkeudella valurautaisen kierrereiän tasosta ja suljetaan kuonatulpalla, joka on terästanko kärjellä. Masuunista poistuva valurauta ja kuona ohjataan kourujen kautta valurauta- ja kuonaanoihin. Tällä hetkellä kuonaa tuotetaan pääosin yhdessä valuraudan kanssa ja se erotetaan valuraudasta uunikourussa olevan erityislaitteen avulla.

Masuunista valurautaisen hanareiän kautta virtaava kuona erotetaan valuraudasta tulipesän kourussa erotuslevyn ja -putken avulla, jotka toimivat hydraulisena tiivisteenä. Tiheävalurauta siirtyy erotuslevyn alla olevaan rakoon, kun taas kevyempi kuona poistuu sivukouruun.

Jos valurautaa on tarpeen toimittaa muille yrityksille, se kaadetaan 30–40 kg painaviin harkkoihin (harkot) erityisellä valukoneella.

Tulisijan yläosaan, 2700 - 3500 mm etäisyydelle valurautaisen hanareiän akselista tulisijan kehää pitkin, asennetaan tasavälein ilmahormit, joiden läpi puhallus lämmitetään 1100 - 1300 °C:seen. syötetään uuniin, samoin kuin maakaasua ja muita polttoaineen lisäaineita (polttoöljy, jauhettu hiilipolttoaine). Jokainen masuuni on varustettu puhalluksella omasta puhaltimestaan. Puhalluslämmitys suoritetaan regeneratiivisissa ilmanlämmittimissä, jolloin palaneen kaasun lämmön vaikutuksesta tulenkestävästä tiilestä valmistettu ilmanlämmittimen suutin ensin lämmitetään ja sen läpi johdetaan ilmaa ottamalla lämpöä suutin. Suuttimen lämmitysjakson aikana polttokammioon syötetään kaasua ja ilmaa sen palamista varten. Suuttimen läpi kulkevat palamistuotteet lämmittävät sen ja menevät savupiippuun. Kuumennusjakson aikana kylmä ilma tulee lämmitettyyn suuttimeen, lämmitetään ja syötetään sitten masuuniin. Heti kun suutin on jäähtynyt niin paljon, ettei ilmaa voida lämmittää asetettuun lämpötilaan, se siirretään seuraavaan ilmanlämmittimeen ja jäähdytetty laitetaan lämmitykseen. Lämmittimen suutin jäähtyy nopeammin kuin lämpenee. Masuunin ilmanlämmittimien lohko koostuu siis 3–4 laitteesta, joista yksi lämmittää ilmaa ja loput lämmitetään. Masuunin profiilille on tunnusomaista yksittäisten elementtien halkaisijat, korkeudet ja kaltevuuskulmat. Joidenkin uunien mitat on esitetty taulukossa 1.

Taulukko 1 - Uunin mitat

Mitat, mm	Uunin hyötytilavuus, m3
	2000	3000	5000
Halkaisija:
takoa	9750	11700	14900
raspara	10900	12900	16300
tulikuoppa	7300	8200	11200
Korkeus:
koko	32350	34650	36900
hyödyllinen	29200	32200	32200
takoa	3600	3900	4500
miinat	18200	20100	19500

Tulipesän kunkin osan mittojen tulee olla yhteydessä toisiinsa ja olla tietyissä suhteissa uunin muiden osien kokojen kanssa. Uunin profiilin tulee olla rationaalinen, mikä varmistaa masuunin prosessin tärkeimmät olosuhteet:

• tasainen ja vakaa latausmateriaalien lasku;
• vastaantulevan kaasuvirran suotuisa jakautuminen;
• talteenottoprosessien suotuisa kehitys sekä valuraudan ja kuonan muodostuminen.

Tärkeimmät työtilan mittoja kuvaavat suuret ovat uunin käyttötilavuus ja käyttökorkeus. Ne sisältävät materiaalien ja sulatustuotteiden korkeuden ja tilavuuden. Näitä parametreja määritettäessä ylempi taso on täyttölaitteen suuren kartion alareunan merkki alas asennossa ja alempi taso valurautaisen hanareiän akselin taso.

Testata

tieteenalalla "Materiaalitiede ja rakennemateriaalien teknologia"

Vaihtoehto nro 10

Sen tekee opiskelija

URBAS, b-NFGDz-32

Koodi: 131720

Shcherbakov V. G.

Tarkastettu: Melnikova I.P.

Saratov, 2017

Tehtävä nro 1. 3

1.1. Piirrä kaavio masuunista. 3

1.2. Kuvaa pelkistyssulatuksen ydin. 4

1.3. Ilmoita masuunin tuotteet, masuunisulatus sekä tekniset ja taloudelliset tunnusluvut. yksitoista

Tehtävä nro 2. 12

2.1. Kuvaile metallissa kuumennettaessa esiintyviä ilmiöitä. 12

2.2. Selitä metallin muovauksen lämpötila-alueen käsite ja sen määrityksen periaate diagrammin avulla. 14

2.3. Määritä kaaviosta suunnilleen 0,5 % hiilipitoisuuden omaavan teräksen käsittelylämpötila-alue …………………………………………………………………………………… ……………………………………………15

Tehtävä nro 3. 22

Piirrä kaavio happi-asetyleeniliekistä ja kuvaa sen rakenne. Esitä kuparin hitsauksen ominaisuudet.. Kehitä prosessi kuoren hitsaukseen (kuva 38 a, b) kuparista M3p. Tuotanto on hajanaista. Selvitä kaasuhitsausliekin luonne, polttimen tyyppi ja teho. Valitse täytelangan laatu ja halkaisija. Määritä juoksutteen koostumus ja hitsausmenetelmä (vasen, oikea). Määritä saostetun metallin massa hitsin mittojen perusteella. Aseta täytelangan kulutus huomioiden häviöt, happi, acityleeni, kalsiumkarbidi ja tuotteen hitsausaika. Määritä menetelmät hitsin laadunvalvontaan.. 22

Tehtävä nro 4. 23

Esitä pintakäsittelykaaviot osille 1, 2, 3, joiden piirustus on esitetty kuvassa. 6. Anna jokaiselle kaaviolle koneen, työkalun ja kiinnikkeiden nimi. Esitä luonnokset työkalusta pintakäsittelyyn 3 ja laitteesta työkappaleen kiinnittämiseksi pintakäsittelyn aikana 1. 23

Viitteet.. 24

Testitehtävä nro 1

Piirrä kaavio masuunista. Kuvaa pelkistyssulatuksen ydin. Ilmoita masuunin tuotteet, masuunisulatus sekä tekniset ja taloudelliset tunnusluvut.

Masuuni on suunniteltu valuraudan sulatukseen.

Verkkotunnuksen prosessin kaavio.

Tämän prosessin ydin on, että uunissa pelkistetään rautaoksideja, jotka ovat lähtömateriaalissa - malmissa, polttoaineen palamistuotteilla - vedyllä, hiilimonoksidilla ja kiinteällä hiilellä. Kuilityyppisen masuunin suunnittelu ei ole kovin monimutkaista. Se koostuu useista osista.

Uunin suunnittelu

Masuunin yläosaa kutsutaan yläosaksi. Se on varustettu kaasun poistoaukoilla, joita käytetään masuunikaasun poistamiseen. Raaka-aineet ladataan tähän erityisellä täyttölaitteella.

Yläosan alla on katkaistun kartion muotoinen varsi, joka laajenee alaspäin. Tämä muoto mahdollistaa raaka-aineiden vastaanottoprosessin yksinkertaistamisen ylhäältä. Kaivoksessa raaka-aine valmistetaan erityisellä tavalla malmin oksideista ja rauta pelkistetään.

Masuunin leveintä osaa kutsutaan höyryksi. Täällä sulatetaan sulatteen ja malmin jätekiviä, mikä johtaa kuonaan.

Uunin seuraava osa on katkaistu kartio, joka laajenee ylöspäin. Sitä kutsutaan hartioiksi. Tässä rakenteen osastossa kuonan muodostuminen päättyy, jolloin siihen jää tietty määrä juoksutetta ja kiinteää polttoainetta.

Ylhäältä syötetyn polttoaineen palaminen tapahtuu takomossa. Se palvelee myös valuraudan ja kuonan kerääntymistä, jotka ovat nestemäisessä tilassa.

Polttoaineen palaminen edellyttää kuumaa ilmaa. Se tulee uuniin ilmanlämmittimistä rengasilmakanavan kautta, joka kulkee hormien läpi. Takon pohja, jota kutsutaan lahnaksi, sijaitsee massiivisella teräsbetoniperustalla. Täällä kuona ja valurauta kerääntyvät. Sulatusprosessin lopussa valurauta ja kuona poistetaan erityisten kourujen kautta tätä tarkoitusta varten suunniteltujen kierrereikien kautta kauhoihin.

Masuunin toimintaperiaate

Masuunikaavio.

Masuunin rakenne on suunniteltu siten, että panos tulee kulhoon yläreunassa olevan pienen kartion muotoisen latauslaitteen kautta. Seuraavaksi kulhosta, joka putoaa suurelle kartiolle, kun se lasketaan, panos tulee uuniin. Tämä järjestelmä estää masuunista tulevan kaasun pääsyn ympäristöön. Latauksen jälkeen pieni kartio ja suppilo raaka-aineiden vastaanottoa varten käännetään kulmassa, joka on 60 asteen kerrannainen. Tämä on tarpeen sen varmistamiseksi, että seos jakautuu tasaisesti.

Metallurginen uuni jatkaa toimintaansa, panos sulaa ja laskee edelleen, mikä tekee tilaa uusille raaka-aineannoille. Masuunin käyttötilavuus on aina täytettävä kokonaan. Nykyaikaisen masuunin hyötytilavuus voi olla 2 000 - 50 000 m³. Sen korkeus voi olla 35 metriä, mikä on lähes kolminkertainen halkaisijaan nähden. Tätä mallia ei keksitty sattumalta: masuunin toimintaperiaate perustuu materiaalien ja kaasujen liikkumiseen toisiaan kohti, mikä mahdollistaa lämmön käytön lisäämisen jopa 85%.