Masovn: utforming av en masovn og produksjonsordning for masovn. Masovn

En masovn, eller masovn som den ofte kalles, er laget for å smelte jern fra jernmalm. Dette skjer som et resultat av kjemiske reaksjoner som skjer ved høye temperaturer. I sluttfasen av prosessen blir det smeltede jernet mettet med karbon og omdannet til støpejern (se Jern, stål, støpejern).

Masovn.

I en masovn er det som regel ikke jernmalm som smeltes, men agglomerat (fin malm sintret i stykker) eller pellets (sfæriske klumper hentet fra finmalm eller finmalt konsentrat). De lastes inn i ovnen i lag, ispedd koks. Flussmidler - kalk, sand og noen andre stoffer - tilføres også masovnen lag for lag. Hva trengs de til?

Sammen med agglomeratet og pellets kommer stein som ikke inneholder jern inn i masovnen. Metallurger kaller det waste rock. Den må fjernes slik at den ikke kommer inn i støpejernet når den stivner. Fluss gjør at gråberg og noen andre unødvendige stoffer (alt dette kalles slagg) flyter til overflaten av det flytende metallet, hvorfra slagget lett kan helles i en spesiell øse. Så, agglomerat (eller pellets), koks og flussmidler er inkludert i en blanding av materialer som lastes inn i en masovn og kalles en ladning.

Masovnen ligner et stort rundt tårn og består av tre hoveddeler: den øvre delen er ovnen, den midterste delen er sjakten og den nedre delen er smia. Innsiden av masovnen er foret (foret) med ildfast murverk. For å forhindre at murverket forringes og beskytte ovnshuset mot høye temperaturer, brukes kjøleskap der vannet sirkulerer.

Ladningen lastes inn i masovnen gjennom ovnen i porsjoner på flere tonn hver. Nedlastingen er kontinuerlig. For å gjøre dette er en bunker installert nær masovnen - et lager hvor agglomerat (eller pellets), koks og flussmidler leveres. I bunkeren brukes de til å danne en ladning ved hjelp av automatiserte skalabiler. Råvarer mates kontinuerlig inn i bunkerne til store moderne domener ved hjelp av transportbånd. Dessuten flytter transportører i moderne masovner ladningen fra beholderen til toppen. I gamle masovner brukes skiptilhengere til dette, som går på skrå skinner.

Under påvirkning av sin egen vekt går ladningen ned og passerer gjennom hele masovnen. I den midtre delen av ovnen - akselen - vaskes den av gasser som kommer fra bunnen og opp - produktene av koksforbrenning. De varmer opp ladningen og forlater deretter masovnen gjennom toppen. Men det viktigste skjer i den nedre delen av masovnen - smia.

Her, i foringsrøret til masovnen, er det tuyeres - spesielle enheter for tilførsel av komprimert varm luft til ovnen. Tuyerne har vinduer beskyttet av glass, der masovnsarbeidere kan se inn i ovnen og se hvordan prosessen foregår. For å hindre at dysene brenner, avkjøles de med vann som strømmer gjennom kanalene inne i dysene.

Varm luft er nødvendig for å varme opp ladningen ytterligere før smelting. Dette reduserer forbruket av kostbar koks og øker produktiviteten til masovnen. I tillegg, for å redusere koksforbruket ytterligere, introduseres naturgass eller fyringsolje i masovnen som varmekilde. Før den mates inn i dysene, varmes luften opp i høye tårn fylt med murstein inni - luftvarmere.

I ovnen til en masovn brennes koks (så vel som naturgass eller fyringsolje), og utvikler en svært høy temperatur - over 2000 °C, under påvirkning av hvilken malmen smeltes fullstendig. Ved forbrenning kombineres koks med oksygen i luften for å danne karbondioksid. Under påvirkning av høy temperatur blir karbondioksid til karbonmonoksid, som fjerner oksygen fra jernmalmen og reduserer jern. Når det strømmer ned gjennom et lag med varm koks, blir jernet mettet med karbon og blir til støpejern. Flytende jern samler seg i bunnen av ildstedet, og et lag med lettere slagg samler seg på overflaten.

Når det har samlet seg tilstrekkelig mengde støpejern i smia, slippes det ut gjennom hullene i den nedre delen av smia – tappehullet. Først slippes slaggen ut gjennom det øvre tappehullet, deretter støpejernet gjennom det nedre tappehullet. Deretter faller støpejernet ned i grøfter, hvorfra det helles i store støpejernsleiver som står på jernbaneplattformer og sendes til videre bearbeiding.

Hvis støpejern er beregnet på produksjon av støpegods - støpejern - går det inn i en støpemaskin, hvor det størkner i form av stenger - griser. Dersom støpejernet er beregnet for ombygging til stål (råjern), fraktes det til stålverkstedet. Der går den inn i ovner med åpen ild, omformere eller elektriske ovner (se Elektrometallurgi). Av den totale mengden støpejern som produseres, er omtrent 80 % råjern.

Den første masovnen til Magnitogorsk jern- og stålverk, som ble satt i drift i 1932, hadde et volum på 900 m 3 . I 1986 begynte Severyanka-masovnen med et volum på 5500 m 3, en av de største i verden, å operere ved Cherepovets metallurgiske anlegg.

Tidligere produserte masovner støpejern hver 3.–4. time. Med en økning i volumet akselererte produksjonen av støpejern - hver 2. time. Store masovner - med et volum på 3000 m 3 eller mer - produserer støpejern nesten kontinuerlig .

I moderne gigantiske masovner brukes ikke bare oppvarmet luft for å opprettholde forbrenningen, men også naturgass sammen med rent oksygen. Dette øker produktiviteten til enheten, reduserer koksforbruket, men gjør det samtidig vanskelig å kontrollere den teknologiske prosessen. Derfor dukker det nå i økende grad opp elektroniske datamaskiner i masovnsbutikker. De analyserer avlesningene til en rekke instrumenter, overvåker fremdriften i prosessen og velger de beste smeltemodusene.

Masovnsbutikken er et komplekst kompleks av nært beslektede teknologi- og energienheter, inkludert selve masovnen, støperigården og masovnen, luftvarmere, støvsamlere, en masovnsheis, en skipsgrop og en koksbrisheis, et bunkerstativ, en støpemaskin osv. (Fig. 5) .
En moderne masovn er en massiv struktur som er over 35 m høy og veier flere tusen tonn. Ovnen hviler på et armert betongfundament, vanligvis mangefasettert; den nedre delen (basen) av fundamentet er begravd 6-7 m ned i bakken. For slike fundamenter, bestill produksjon av ankerbolter http://metall-78.ru/katalog/ankernye-bolty/. Den overjordiske delen av fundamentet (stubben), foret med ildfast betong, fungerer som bunnen av flanken (fig. 6). Den nedre delen av ovnsflanken med et volum på 1719 m3 er laget av karbonblokker, øvre del er laget av murstein med høy alumina. Bunnen av flanken kjøles av luftkjølere. I ovner med mindre volum er bunnen foret med ildleirestein eller karbonblokker. Høyden på murverket til flanken er 3450-5175 mm.

Fremdriften av masovnsprosessen avhenger i stor grad av profilen til ovnen, dvs. av den indre omrisset av ovnens arbeidsrom.
Den moderne profilen til en masovn (fig. 7) sikrer en jevn og stabil senking av de belastede ladningsmaterialene, en rasjonell fordeling av gasstrømmen som beveger seg mot materialene, vellykket forekomst av reduksjonsprosesser og prosessene for dannelse av støpejern og slagg, men er fortsatt ikke optimal. Den mest rasjonelle høyden på ovnen, høyden på skuldrene og helningsvinklene til akselen og skuldrene er ennå ikke utarbeidet. Noen masovnsarbeidere bestrider behovet for skuldre og den sylindriske delen av toppen. Individuelle profilelementer spiller en viss rolle i den generelle prosessen med masovnssmelting, og fullstendigheten av utviklingen av visse prosesser avhenger av størrelsene deres.

Den øvre sylindriske delen av ovnen - toppen - brukes til å laste ladematerialer og for å fjerne gasser. Dimensjonene på toppen har en betydelig innvirkning på fordeling av materialer og gassstrøm. For å beskytte den mot ødeleggelse av lastet materiale, er branngropen foret med flere rader med stålbeskyttelsesplater formet som segmenter.
Den koniske delen, den største i høyden, er ved siden av toppen - skaftet. Skaftets avsmalning letter senkingen av materialer, løsnelsen av dem og opprettelsen av optimal gassstrøm. Gruvens høyde er viktig for utvikling av reduksjonsprosesser og slaggdannelse. Skaftet passer sammen med den nedre koniske delen - skuldrene - gjennom den sylindriske delen - dampen, som skaper en jevnere overgang, noe som reduserer muligheten for forsinkelse av ladningsmaterialer og dannelsen av "dødt rom".
Skuldrene har tynnvegget (345-575 mm) ildleirefor og kjøles av platefinnede kjølere. Det tykkveggede dampkammeret og sjakten er også laget av ildleirestein. For kjøling plasseres boksformede kjøleskap i murverket til dampkammeret og sjakten (i 2/3 av høyden). Det er design av masovner med tynnvegget skaft og damping og kjøling med perifere platekjøleskap.
Den koniske formen på skuldrene skyldes en kraftig reduksjon i volumet av smeltede materialer i denne delen av ovnen på grunn av dannelsen av flytende støpejern og slagg og forbrenning av koks i den nedre delen av ovnen - i smia . Sammen med forbrenning av koks dannes en sammensetning av støpejern og slagg i smia, som samler seg under prosessen i dens nedre del.
Ildstedet består av en metallmottaker, der råjern og slagg hoper seg opp, og en øvre ildsted, hvor rørene er plassert, og er foret med ildleire murstein eller karbonblokker. Periferien til ildstedet og bladet kjøles av platekjøleskap og er omgitt av et sveiset stålhus. I den nedre delen av ildstedet, i en høyde på 600-1000 mm fra flensen (se fig. 6), er det et støpejernskranhull - en kanal for periodisk frigjøring av støpejern. I intervallene mellom støpejernsutgivelsene er tappehullet tett med ildfast masse. I store ovner for å slippe ut slagg, er det installert to slaggtappehull. De er plassert på forskjellige nivåer over støpejernskranhullet (1,2-1,6 m) i en viss vinkel til det og til hverandre.
Slaggtappehullet består av en hul vannkjølt kobberlanse som passer inn i en konisk kobberkjøler, som settes inn i en støpejernskjøler med spole. Hullet i slaggkranehullet lukkes med en spesiell propp med stålplugg (se fig. 6).
I den øvre delen av ildstedet er det tuyeres (opptil 20 stykker) rundt omkretsen, som tjener til å tilføre oppvarmet luft til ovnen. Varmblåsingen fra luftvarmeren går inn i det ringformede røret som omgir masovnen gjennom en foret luftkanal. Fra det ringformede røret kommer luft inn i den forede hylsen og metallmunnstykket og føres inn i ovnen gjennom en vannkjølt kobberlanse (175-300 mm i diameter). Lansen settes inn i en konisk kjøler, som passer inn i en embrasure som passer tett til ovnshuset (se fig. 6). Sjaktmurverket er omsluttet i et helsveiset stålhus. Nedenfor, på nivået for overgangen til akselen til dampkammeret, ender den med en støttering, som støttes av søyler med spesielle støtter som overfører lasten til den bærende fundamentplaten.
For å fjerne gasser i ovnskuppelen er det fire sideveis stigende gassuttak. De vertikale seksjonene av gassutløpene er parvis koblet til to gassutløp, som forvandles til ett nedadrettet gassutløp, som går ovenfra langs aksen inn i den primære støvsamleren. Gassuttak er foret med ildfast murstein.
I den øvre delen av masovnen er det et ladeapparat med en roterende fordeler, en påledriver og en toppplattform.
Påfyllingsapparatet består av en stor kjegle med en trakt som dekker ovnstoppen, og en liten kjegle med en roterende mottakstrakt. Denne utformingen eliminerer tap av gasser i atmosfæren og sikrer en ganske jevn fordeling av materialer over tverrsnittet av ovnen.
Kjeglene er hengt opp fra vertikale stenger festet til de korte armene til balansearmene. Den lille kjeglen er festet til en hul stang, innenfor hvilken stangen til den store kjeglen passerer. Balansørene er koblet til vinsjkabelen for manøvrering av kjeglene og tjener til å heve og senke kjeglene.
Ladningen fra skipet som løftes opp på branngropen, lastes først inn i mottakstrakten til den lille kjeglen, og når den senkes, inn i trakten til den store kjeglen og deretter inn i ovnen. Ved å dreie trakten med ladningen i en suksessivt økende viss vinkel ved bruk av en drivenhet med et girsystem, oppnås en ganske jevn fordeling av materialer.
Den roterende fordeleren har 6, 8, 12 og 24 stasjoner.
Etter å ha snudd gjennom en viss vinkel (15-60°), senkes den lille kjeglen automatisk og stiger deretter. Den store kjeglen senkes etter at nødvendig antall skip (malm, kalkstein og koks) er samlet.
I Russland og USA brukes stasjonsløse roterende distributører. En slik fordeler begynner å rotere når beholderen nærmer seg trakten, og dens rotasjonshastighet når 30 rpm når beholderen er losset. Dette sikrer meget god jevn fordeling av ladningsmaterialene.
Praksis har utviklet visse forhold mellom de indre dimensjonene til individuelle deler av ovnen:

Disse forholdene ble vitenskapelig underbygget av den fremragende sovjetiske metallurgen akademiker M.A. Pavlov. I 1910 utviklet han en metode for å beregne profilen til en masovn.
I tillegg til full høyde er det også et skille mellom brukshøyden på masovnen, d.v.s. avstand fra aksen til støpejernskranhullet til fyllnivået. Den nyttige høyden bestemmes av den mekaniske styrken til koksen; for store ovner er det 27-29 m. Det brukbare volumet, dvs. volumet av ovnen fylt med ladningsmaterialer og smelteprodukter, er av stor betydning for ovnens produktivitet. For tiden har de kraftigste ovnene et nyttig volum på opptil 1500-2000 m3; ovner med et volum på 2700 m3 er under utforming.

25.11.2019

I alle bransjer der flytende eller viskøse produkter produseres: i farmasøytisk industri, i kosmetikkindustrien, i mat- og kjemiske sektorer - overalt...

25.11.2019

I dag er speilvarme et nytt alternativ som lar deg holde speiloverflaten ren fra varm damp etter å ha tatt vannprosedyrer. Takk til...

25.11.2019

En strekkode er et grafisk symbol som viser vekslende striper av svart og hvitt eller andre geometriske former. Det brukes som en del av merkingen...

25.11.2019

Mange eiere av landlige boligeiendommer som ønsker å skape den mest komfortable atmosfæren i hjemmet sitt,...

25.11.2019

I både amatør- og profesjonell konstruksjon er profilrør etterspurt. Med deres hjelp er de bygget for å tåle store belastninger...

24.11.2019

Vernesko er en del av en arbeiders utstyr designet for å beskytte føttene mot kulde, høye temperaturer, kjemikalier, mekanisk skade, elektrisitet, etc...

24.11.2019

Vi er alle vant til, når vi forlater huset, passe på å se i speilet for å sjekke utseendet vårt og smile til speilbildet vårt igjen...

Ladningsmaterialer lastes inn i masovnen ovenfra, og luft tilføres nedenfra for å brenne brensel. Produktene fra masovnssmelting - flytende råjern og slagg - frigjøres nedenfra. Profilen til det indre smelterommet til masovnen er valgt på en slik måte at den tillater jevn senking av belastede materialer og jevn fordeling av frigjorte materialer.

Ris. 16. Masovnsprofil:

1 - ildsted; 2 - min; 3 - damp; 4 - skuldre; 5 - bugle

Ris. 17. Generelt bilde av masovnen:

1 - tappehull for tappejern; 2 - tuyere-anordning for tilførsel av kombinert sprengning; 3 - sylindrisk del av røykkanalen med beskyttelsesplater; 4 - stor cous av halsen; 5 - liten kjegle av branngropen; 6 - innretning for å rotere mottakstrakten; 7 - mottakstrakt; 8 - hoppe over; 9 - skrånende bro; 10 - interkonalt rom; 11 - taphull for slaggfrigjøring; 12 - plattform

Gasser over tverrsnittet av ovnen. Gasser stiger fra bunn til topp. Ovnsprofil. I fig. Figur 16 viser profilen til en moderne masovn. Den øvre delen av ovnen kalles ovnen (fra ordet kolosha: dette er navnet på boksene der kull ble transportert for lasting inn i ovnen).

Gjennom ovnstoppen, som har form som en sylinder, lastes ladningen og gasser fjernes. Under toppen er det en UiaxTai, som er en avkortet kjegle, som utvider seg nedover. Denne formen på skaftet lar materialer spre seg til sidene og falle fritt ned. I tillegg eliminerer utvidelse av akselen komprimering av ladningen. Den bredeste delen av ovnen - dampkammeret - er en kort sylinder som er nødvendig for å skape en jevn overgang fra den nedre brede bunnen av skaftet til de avsmalnende skuldrene - den delen av ovnen som er en avkortet kjegle med en bred del ved topp og en smal del nederst. Hvis akselen var direkte koblet til skuldrene, ville det ved tilkoblingspunktet dannes en stump vinkel, der de synkende råvarene ville bli beholdt. Tilstedeværelsen av damp jevner ut overgangen og eliminerer dødt rom. Skuldrene fikk en avsmalnende konisk form fordi det er en kraftig reduksjon i volumet av belastede materialer på grunn av koksutbrenning og dannelse av flytende smelteprodukter.

Den nedre delen av ovnen er en sylindrisk ovn der flytende smelteprodukter - støpejern og slagg - samler seg. I den nedre delen av ildstedet er det hull - tappehull for å frigjøre støpejern, i den øvre delen av ildstedet er det tuyeres som luft tilføres til ovnen.

La oss vurdere mer detaljert strukturen til hoveddelene av en masovn, hvis generelle syn er vist i fig. 17.

Ovnsfundament. En moderne ovn, sammen med alle strukturer og metallstrukturer, foring og ladningsmaterialer og smelteprodukter som finnes i den, kan ha en masse på opptil 30 tusen tonn Denne massen må overføres jevnt til bakken. Den nedre delen av fundamentet (sokkelen) er laget i form av en åttekantet betongplate opptil 4 m tykk.Søyler som støtter metallkonstruksjonene til ovnen (huset) hviler på basen.

Den øvre delen av fundamentet - stubben - er en monolittisk sylinder laget av ildfast betong, som ovnsilden er plassert på.

Smia (fig. 18) kan deles i tre deler. Den nedre, flate delen av smia er flensen, som det er flytende støpejern og slagg på. Bladet tåler høyt trykk fra støpejern. Den er lagt ut av karbonblokker på utsiden, og på innsiden fra store høyalumina murstein som inneholder mer enn 45 % AI2O3. Den totale tykkelsen på flensen når 5,5 m. Flanken er utsatt for høye temperaturer og den hydrostatiske effekten av flytende støpejern. Væske

Ris. 18. Diagram av en masovn:

I - betongbunn av ovnen; 2- ovnsstubbe; 3- karbonblokker av smieflanken; 4- høy alumina murstein; 5 - støpejern komfyr kjøleskap

Støpejern trenger inn mellom mursteinene i sømmene og kiler murverket. Ødeleggelsen av flensen oppstår, spesielt alvorlig den første tiden etter arbeidets start. For å bevare flanken opprettholdes et "dødt lag" av flytende støpejern opptil 1000 mm tykt i ovnen, som ikke frigjøres fra ovnen. På store ovner er brasmen fullstendig foret med ildfaste karbonmaterialer.

Den andre nedre delen av ildstedet - fra flensen til tappehullet (metallmottaker) - tjener som lagertank for smeltet støpejern og slagg. Metallmottakeren er lagt ut av karbonblokker på karbonpasta. Tuyere-åpninger, støpejerns- og slagghull er foret med ildleirestein. Murverket er inntil 1500 mm tykt nederst og 325 mm øverst. Murverket til plattformen og metallmottakeren er dekket av platekjøleskap, som er metallplater med rør som vannet sirkulerer gjennom.

I noen ovner er det plassert metallplater med spor for luftkjøling mellom flanken og stubben. På utsiden er komfyrkjøleskapene og ovnen innelukket i et metallhus laget av plater 40-50 mm tykke. For å kompensere for den termiske utvidelsen av murverket i den nedre delen av ildstedet mellom kjøleskap og murverk

Det er igjen et gap på ~100 mm, som er fylt med en tett komprimert karbonholdig masse. I den nedre delen av ildstedet, i en avstand på 600-1700 mm fra flensen, er det hull - tappehull for å frigjøre støpejern og slagg. I ovner med et volum på opptil 2000 m3 lages ett hull, i større ovner - opptil fire. Gjennom støpejern

Støpejern. Taphullet i støpejern er innrammet av en støpt stålramme, festet

Lin til ovnshuset (fig. 19). Rammeåpningen er foret med murstein med høy alumina. La en gjennomgående kanal 300 mm bred og 400-500 mm høy, som er tilstoppet med brannsikker masse. For å frigjøre støpejern kuttes et hull med en diameter på 50-80 mm i det. Etter at støpejernet er frigjort, er tappehullskanalen igjen tilstoppet med ildfast masse.

Over nivået på støpejerns-tapphullet, 1400-1800 mm, er det slagg-tapphull beregnet for slipp av øvre slagg. Slaggtapphullene er plassert i en vinkel på 90° i forhold til hverandre og i en vinkel på 60° i forhold til støpejernstapphullet. På mellomstore ovner lages to, og på store ovner lages ett tappehull for å slippe ut slagg.

Ris. 19. Konstruksjon av støpejernskran: Kraner 18 20 ganger B CyT-

/ - etui laget av brannbestandig masse; 2-KI RELEASE VÆSKE

Brannsikkert murverk; h- ramme; 4 - Kjøleskap

En slagganordning er installert i åpningen av slaggkranhullet, diagrammet som er vist i fig. 20. Hoveddelene av slagganordningen: en vannavkjølt lanse av kobber, et kobberkjøleskap, et støpejernskjøleskap med en oversvømmet spiralspiral for vann, en vannavkjølt støpejernsbrikke som innretningen med

Festes til ovnshuset. Det koniske hulrommet til slagganordningen er fylt med ildfast masse, hvor det kuttes et hull for slaggen for å komme ut av ovnen. Slaggformen lukkes med en metallplugg ved hjelp av en låseanordning. I store ovner frigjøres slagg sammen med støpejern fra ett tappehull.

Ris. 20. Diagram av en slagganordning:

1 - støpejern vannkjølt embrasure; 2 - kjøleskap i støpejern; 3 - kobber kjøleskap; 4 - kobber vannkjølt lanse

Tuyeres. I den øvre delen av ildstedet, i en avstand på 2700-3500 mm fra aksen til tappehullet i støpejern, er det plassert lanser rundt omkretsen av ovnen for å tilføre varm luft, naturgass, pulverisert eller flytende brensel til ovnen . Antall dyner avhenger av størrelsen på ovnen og varierer fra 18 til 42. Luft til ovnen tilføres en ringluftkanal med en innvendig diameter på opptil 1650 mm som omgir masovnen. Fra luftkanalen, ved hjelp av tuyere-anordninger, kommer sprengningen inn i ovnen. Tuyere-anordningen (fig. 21) består av en vannkjølt støpt kobberform med en innvendig diameter på opptil 200 mm, som stikker 300 mm inn i ovnen fra murverket. Lansen er montert i kjøleskap. Kjøleskap hjelper til med å avkjøle ovnens murverk, som ligger i nærheten av forbrenningskildene, lar deg installere tuyere i reiret og eliminere blåsing av gass fra ovnen. Kjøleskapet er laget kompositt. Luft tilføres dysen gjennom en stålforet dyse, som er koblet til en bevegelig albue. Ved hjelp av stenger og fjærer presses dysen mot dysen. For å skifte munnstykke eller dyse, må albuen trekkes tilbake ved hjelp av en svingforbindelse til adapterrøret. Røret er koblet til en rørhylse koblet til en ringformet luftkanal. På enden av tuyere-enheten er det et kikkhull for å overvåke drivstoffforbrenningsprosessen. Når gass eller fyringsolje tilføres til ovnen, føres rør gjennom dysen som drivstoff tilføres gjennom. Hver

Tuyere-enheten er utstyrt med en enhet for måling og regulering av luftstrøm.

Skuldre. Skuldrene er lagt i en murstein med en tykkelse på 345 mm. Murverket avkjøles av platefinnede kjøleskap. Erfaring viser at det brannsikre murverket på skuldrene utsettes for intens slitasje og brenner raskt ut. Et beskyttende lag dannes på nakne områder på overflaten av kjøleskap

Ris. 21. Strukturen til tuyere-enheten:

1 - kobber luft lanse; 2, 3 - kjøleskap; 4 - dyse; 5 - bevegelig kne; 6 - adapterrør til luftkanalen

Laget av slagg og ladningsmaterialer (scavenge), som beskytter kjøleskap mot høye temperaturer og flytende smelteprodukter.

Rasp. Veggene i dampkammeret har en betydelig tykkelse - opptil 690 mm; de er lagt ut av ildfast murstein og avkjølt av marator-kjøleskap, hvis ender er fylt med brannsikre murstein. Skafthuset hviler på en massiv metallmaratorring og overfører trykket fra murverket og strukturene til den øvre delen av ovnen til den. Ringen hviler på søyler.

Min. Sjakten er foret med ildleire murstein. Tykkelsen avhenger av kjølemetoden og kan variere fra 690 til 1020 mm, på toppen er tykkelsen på murverket 920 mm. Nesten langs hele høyden av skaftet, ved to tredjedeler av dampen, er kjøleskap installert i et sjakkbrettmønster. Mellom foringsrøret og murverket eller mellom mursteinene og kjøleskapene er det igjen et gap på 50-60 mm, fylt med chamotte-asbestfylling for å kompensere for den termiske utvidelsen av sjaktmurverket. Sjaktens murverk slites sterkt under påvirkning av en strøm av varme gasser som bærer små faste partikler av materialer. I nedre del av gruven og i damp kan ildleirestein bli ødelagt på grunn av samhandling med slagg. I øvre og midtre horisonter av gruven kan ødeleggelse av murverket forekomme på grunn av avsetning av svart karbon i henhold til reaksjonen 2CO = CO2 + C.

Ødeleggelsen av murverk forenkles også ved avsetning av sinkoksyd i murverkets sømmer, som dannes som et resultat av oksidasjon av sink som fordamper under smelting. Gjennomsnittlig varighet av en gruvekampanje er 4-5 år. På utsiden er satsmurverket omsluttet i et slitesterkt foringsrør. Ved hjelp av et sprøytesystem vannes foringsrøret med vann, som renner ned i bokser sveiset i bunnen av skaftet.

Koloshnik. Ovnsforingen er laget av stålplater som beskytter ovnsstrukturen mot støt fra råmaterialer som sendes inn i ovnen. Mellom platene og ovnshuset lages et lag med ildleire tegl. Den øverste delen av ovnshuset kalles kuppelen. Påfyllingsapparatringen er festet til den. Kuppeldelen er foret fra innsiden med støpejernsplater med murstein hellet inn i dem.

Ovnshus. Hele ovnen er omgitt av et sveiset hus laget av plater med en tykkelse på 20 til 50 mm.

Råjern smeltes i masovner, som er en sjaktovn. Essensen av prosessen med å produsere støpejern i masovner er reduksjonen av jernoksider inkludert i malmen med gassformige (CO, H2) og faste (C) reduksjonsmidler dannet under forbrenning av brensel i ovnen.

Masovnssmelteprosessen er kontinuerlig. Kildematerialer (sinter, pellets, koks) lastes inn i ovnen ovenfra, og oppvarmet luft og gassformig, flytende eller pulverisert brensel tilføres den nedre delen. Gasser oppnådd fra drivstoffforbrenning passerer gjennom ladningskolonnen og gir den sin termiske energi. Den synkende ladningen varmes opp, reduseres og smeltes deretter. Mesteparten av koksen brennes i den nedre halvdelen av ovnen, og gir en varmekilde, og en del av koksen brukes på å redusere og karburere jernet.

En masovn er en kraftig og høyproduktiv enhet som bruker en enorm mengde materialer. En moderne masovn bruker omtrent 20 000 tonn ladning per dag og produserer rundt 12 000 tonn råjern hver dag.

For å sikre kontinuerlig tilførsel og frigjøring av slike store mengder materialer, er det nødvendig at ovnsdesignet er enkelt og pålitelig i drift over lang tid. Utsiden av masovnen er innelukket i et metallhus sveiset av stålplater med en tykkelse på 25–40 mm. På innsiden av foringsrøret er det en ildfast foring, avkjølt i den nedre delen av ovnen ved hjelp av spesielle kjøleskap - metallbokser inne som vannet sirkulerer. På grunn av det faktum at det kreves en stor mengde vann for å avkjøle ovnen, bruker noen ovner fordampningskjøling, hvis essens er at det tilføres flere ganger mindre vann til kjøleskapene enn med den vanlige metoden. Vannet varmes opp til et oppkok og fordamper raskt, og absorberer en stor mengde varme.

Den indre omrisset av den vertikale delen av en masovn kalles ovnsprofilen. Arbeidsområdet til ovnen inkluderer:

ildsted;
min;
damp;
skuldre;
horn

Koloshnik

Dette er den øvre delen av masovnen, gjennom hvilken ladningsmaterialer lastes og masovn eller toppgass fjernes. Hoveddelen av masovnsanordningen er påfyllingsapparatet. De fleste masovner har dobbeltkjegleladeenheter. I normal posisjon er begge kjeglene lukket og isolerer det indre av ovnen pålitelig fra atmosfæren. Etter at ladningen er lastet inn i mottakstrakten, senkes den lille kjeglen og ladningen faller ned på den store kjeglen. Den lille kjeglen lukkes. Etter at den angitte mengden ladning er samlet på den store kjeglen, senkes den store kjeglen med den lille kjeglen lukket og ladningen helles inn i ovnen. Etter dette lukkes den store kjeglen. Dermed er arbeidsrommet til masovnen permanent forseglet.

Ladningsmaterialer mates vanligvis til ovnens hals fra den ene siden. Som et resultat dannes en skråning i trakten til en liten kjegle. Langtidsdrift av en masovn med skjevt ladenivå er uakseptabelt. For å eliminere dette fenomenet, er mottakstrakten og den lille kjeglen laget roterende. Etter å ha lastet ladningen, roteres trakten sammen med kjeglen gjennom et vinkelmultippel på 60, på grunn av at ujevnhetene er fullstendig eliminert etter å ha tømt flere mate. 0

Moderne ovner kan installere ladeenheter som er mer komplekse i design. I stedet for en stor kjegle er det installert en roterende renne, hvis vinkel kan justeres. Denne utformingen lar deg endre plasseringen av materialforsyningen i henhold til diameteren på toppen.

Under masovnssmelteprosessen dannes det en stor mengde gass som fjernes fra den øvre delen av ovnen. Denne typen gass kalles toppgass. Gassen inneholder brennbare komponenter CO og H2 og brukes derfor som gassformig drivstoff i metallurgisk produksjon. I tillegg, passerer gjennom ladningskolonnen, fanger gassen opp små partikler av jernholdige materialer, og danner det såkalte røykstøvet. Støv samles i spesielle gassrensere og brukes som et tilsetningsstoff til ladningen under agglomerering eller pelletproduksjon.

Min

Sjakten står for det meste av ovnens totale høyde og volum. Profilen til skaftet, som er en avkortet kjegle som ekspanderer mot bunnen, sikrer jevn senking og løsning av ladematerialene. Den betydelige høyden på skaftet tillater termisk og kjemisk behandling av materialer ved stigende varme gasser.

Raspar

Dette er den midterste sylindriske delen av ovnens arbeidsrom, som har den største diameteren. Damping skaper noe ekstra økning i ovnsvolum og eliminerer mulige forsinkelser i ladematerialer.

Skuldre

Dette er en del av ovnsprofilen som ligger under dampkammeret og er en avkortet kjegle med sin brede base vendt mot dampkammeret. Den omvendte avsmalningen av skuldrene tilsvarer en reduksjon i volumet av smeltede materialer under dannelsen av støpejern og slagg.

Horn

Dette er den nedre sylindriske delen av ovnen hvor høytemperatur masovnsprosesser utføres. I ovnen brennes koks og det dannes masovnsgass, interaksjon mellom væskefaser, opphopning av flytende smelteprodukter (råjern og slagg) og deres periodiske utslipp fra ovnen skjer. Smia består av en øvre del og en nedre eller metallmottaker. Bunnen av metallmottakeren kalles flassende.

I bunnen av ildstedet er det støpejern og slaggtapphull, som er hull for å frigjøre støpejern og slagg. Etter at støpejernet er frigjort, lukkes tappehullet med en spesiell ildfast masse ved hjelp av en såkalt pistol, som er en sylinder med et stempel. Før du åpner tappehullet i støpejern, fylles pistolen med taphulls ildfast masse. Etter avsluttet støpejernsproduksjon føres pistolen til tappehullet, og ved hjelp av en stempelmekanisme presses taphullmassen ut av pistolen og fyller taphullskanalen. For å åpne et tappehull i støpejern brukes en spesiell boremaskin, som borer et hull i tappehullmassen som støpejernet frigjøres gjennom.

Slaggtapphull er plassert i en høyde på 1500 - 2000 mm fra nivået av støpejernshullet og lukkes ved hjelp av en slaggstopper, som er en stålstang med spiss. Støpejernet og slagget som forlater masovnen ledes gjennom renner inn i støpejern og slaggøser. For tiden produseres slagg hovedsakelig sammen med støpejern og skilles fra støpejernet med en spesiell enhet på ovnsrennen.

Slaggen som strømmer fra masovnen gjennom tappehullet i støpejern, separeres fra støpejernet på ovnsrennen ved hjelp av en skilleplate og passasje, som fungerer som en hydraulisk tetning. Støpejernet med høy tetthet passerer inn i spalten under skilleplaten, mens lettere slagget slippes ut i en siderenne.

Hvis det er nødvendig å levere støpejern til andre virksomheter, helles det i ingots (blokker) som veier 30–40 kg på en spesiell støpemaskin.

I den øvre delen av ildstedet, i en avstand på 2700 - 3500 mm fra aksen til støpejernskranhullet langs omkretsen av ildstedet, er luftdyser installert med like intervaller, gjennom hvilke sprengning oppvarmes til 1100 - 1300 ° C mates inn i ovnen, samt naturgass og andre drivstofftilsetningsstoffer (fyringsolje, pulverisert kullbrensel). Hver masovn er forsynt med blåsing fra egen blåser. Blastoppvarming utføres i luftvarmere av regenerativ type, når dysen til luftvarmeren laget av ildfaste murstein under påvirkning av varmen fra den brente gassen først oppvarmes, og deretter føres luft gjennom den og tar varme fra munnstykket. Under oppvarmingsperioden til dysen tilføres gass og luft til forbrenningskammeret for dets forbrenning. Forbrenningsproduktene, som passerer gjennom dysen, varmer den opp og går inn i skorsteinen. Under oppvarmingsperioden kommer kald luft inn i den oppvarmede dysen, varmes opp og føres deretter inn i masovnen. Så snart dysen er avkjølt så mye at luften ikke kan varmes opp til innstilt temperatur, overføres den til neste luftvarmer, og den avkjølte settes på oppvarming. Luftvarmermunnstykket avkjøles raskere enn det varmes opp. Derfor består blokken med masovnsluftvarmere av 3–4 enheter, hvorav en varmer opp luften, og resten varmes opp. Profilen til en masovn er preget av diametrene, høydene og helningsvinklene til individuelle elementer. Dimensjonene til noen ovner er vist i tabell 1.

Tabell 1 - Ovnsdimensjoner

Mål, mm	Nyttig volum av ovnen, m3
Mål, mm	2000	3000	5000
Diameter:
smi	9750	11700	14900
raspara	10900	12900	16300
ildsted	7300	8200	11200
Høyde:
full	32350	34650	36900
nyttig	29200	32200	32200
smi	3600	3900	4500
gruver	18200	20100	19500

Dimensjonene til hver del av ovnen må være knyttet til hverandre og være i visse proporsjoner med størrelsene til andre deler av ovnen. Ovnsprofilen må være rasjonell, noe som sikrer de viktigste betingelsene for masovnsprosessen:

jevn og stabil senking av ladningsmaterialer;
gunstig fordeling av motgående gassstrøm;
gunstig utvikling av utvinningsprosesser og dannelse av støpejern og slagg.

Hovedmengdene som kjennetegner dimensjonene til arbeidsrommet er ovnens brukbare volum og brukshøyden. De inkluderer høyden og volumet fylt med materialer og smelteprodukter. Når du bestemmer disse parametrene, tas det øvre nivået til å være merket til den nedre kanten av den store kjeglen til fyllingsanordningen i senket posisjon, og det nedre nivået er nivået på aksen til støpejernskranhullet.

Test

i disiplinen "Materials Science and Technology of Structural Materials"

Alternativ nr. 10

Gjøres av en student

URBAS, b-NFGDz-32

Kode: 131720

Shcherbakov V.G.

Sjekket av: Melnikova I.P.

Saratov, 2017

Oppgave nr. 1. 3

1.1. Tegn et diagram av en masovn. 3

1.2. Beskriv essensen av reduksjonssmelting. 4

1.3. Angi produktene, masovnssmelting og tekniske og økonomiske indikatorer for masovnen. elleve

Oppgave nr. 2. 12

2.1. Beskriv fenomenene som oppstår i metall ved oppvarming. 12

2.2. Forklar konseptet med temperaturområdet for metalldannelse og prinsippet for dets bestemmelse ved hjelp av et diagram. 14

2.3. Bestem omtrentlig temperaturområdet for bearbeiding fra diagrammet for stål med et karboninnhold på 0,5 % ………………………………………………………………………………………… ………………………… …………15

Oppgave nr. 3. 22

Tegn et diagram over en oksygen-acetylenflamme og beskriv strukturen. Angi egenskapene til sveising av kobber Utvikle en prosess for sveising av skallet (fig. 38 a, b) fra kobberkvalitet M3p. Produksjonen er stykkevis. Bestem arten av gasssveiseflammen, typen brenner og dens kraft. Velg karakter og diameter på fylltråden. Spesifiser flusssammensetningen og sveisemetoden (venstre, høyre). Basert på dimensjonene til sveisen, bestemme massen til det avsatte metallet. Still inn fylltrådforbruket under hensyntagen til tap, oksygen, acitylen, kalsiumkarbid og sveisetiden til produktet. Spesifiser metodene for kvalitetskontroll av sveisen. 22

Oppgave nr. 4. 23

Gi overflatebehandlingsskjemaer for delene 1, 2, 3, tegningen av disse er gitt i fig. 6. For hvert diagram, oppgi navnet på maskinen, verktøyet og fiksturene. Gi skisser av et verktøy for overflatebehandling 3 og en anordning for å sikre arbeidsstykket under overflatebehandling 1. 23

Referanser.. 24

Testoppgave nr. 1

Tegn et diagram av en masovn. Beskriv essensen av reduksjonssmelting. Angi produktene, masovnssmelting og tekniske og økonomiske indikatorer for masovnen.

Masovnen er designet for smelting av støpejern.

Opplegg for domeneprosessen.

Essensen av denne prosessen er at i ovnen er det en reduksjon av jernoksider, som er i kildematerialet - malm, med drivstoffforbrenningsprodukter - hydrogen, karbonmonoksid og fast karbon. Utformingen av en sjakt-type masovn er ikke veldig komplisert. Den består av flere deler.

Ovnsdesign

Den øverste delen av en masovn kalles toppen. Den er utstyrt med gassuttak som brukes til å fjerne masovnsgass. Råvarer lastes her ved hjelp av et spesielt påfyllingsapparat.

Under toppen er det et skaft i form av en avkortet kjegle, som utvider seg nedover. Dette skjemaet gjør det mulig å forenkle prosessen med å motta råvarer fra toppen. I gruven tilberedes råstoffet på en spesiell måte fra malmoksider og jern reduseres.

Den bredeste delen av masovnen kalles damp. Det er her gråberg av fluss og malm smeltes, noe som resulterer i slagg.

Den neste delen av ovnen er en avkortet kjegle som ekspanderer oppover. Det kalles skuldre. I dette rommet av strukturen slutter slaggdannelsen, og etterlater en viss mengde fluks og fast brensel i den.

Forbrenning av drivstoffet tilført ovenfra skjer i smia. Det tjener også til å akkumulere støpejern og slagg, som er i flytende tilstand.

For at drivstoff skal forbrennes, er det nødvendig med varmluft. Den kommer inn i ovnen fra luftvarmerne gjennom en ringluftkanal, og passerer gjennom dyser. Bunnen av smia, kalt brasme, er plassert på et massivt armert betongfundament. Det er her slagg og støpejern hoper seg opp. På slutten av smelteprosessen slippes støpejern og slagg ut gjennom spesielle renner gjennom tappehull designet for dette formålet til øser.

Driftsprinsipp for en masovn

Masovnsdiagram.

Utformingen av masovnen er utformet på en slik måte at ladningen kommer inn i bollen gjennom en ladeanordning laget i form av en liten kjegle plassert på toppen. Deretter, fra bollen, faller ned på en stor kjegle når den senkes, kommer ladningen inn i ovnen. Dette systemet hindrer gass fra masovnen i å komme inn i miljøet. Etter lasting roteres den lille kjeglen og trakten for mottak av råvarer i en vinkel som er et multiplum på 60 grader. Dette er nødvendig for å sikre at blandingen fordeles jevnt.

Den metallurgiske ovnen fortsetter å fungere, ladningen smelter og går lenger ned, og gir plass til nye deler av råstoffet. Det brukbare volumet til masovnen skal alltid være helt fylt. En moderne masovn kan ha et nyttevolum fra 2 000 til 50 000 m³. Høyden kan nå 35 m, som er nesten tre ganger diameteren. Denne designen ble ikke oppfunnet ved en tilfeldighet: driftsprinsippet til en masovn er basert på bevegelse av materialer og gasser mot hverandre, noe som gjør det mulig å øke bruken av varme med opptil 85%.