1.1.6. Будова доменної печі та її допоміжних агрегатів

Доменна піч є шахтною піччю безперервної дії і використо­вується для виплавлення чавуну. Вона має сталевий кожух 5 (рис. 1.1.1), викладений зсередини футерівкою 6 переважно з шамотної цегли. Робочий простір печі складається з колошни­ка 9, шахти 4, розпару 3, заплечиків 12 і горна 13.

Колошник — це верхня частина доменної печі. Він має за­сипний апарат для завантаження шихти та газовивідні труби 8, що відводять з печі доменний газ. Засипний апарат складається з чаші 10, малого конуса 11 і великого конуса 7. Шихтові мате­ріали (офлюсований агломерат, кокс та ін.) подають у засипну чашу. Під час опускання малого конуса вони зсипаються на ве­ликий конус. Великий конус опускається, коли малий конус за­критий, і шихтові матеріали потрапляють у шахту. Неодночасне відкривання конусів запобігає виходу газів із печі в атмосферу.

Шахта має вигляд зрізаного конуса, повернутого великою ос­новою вниз, що полегшує вільне опускання шихтових матеріалів. У шахті йде теплообмін між гарячим газом, що рухається вго­ру, і шихтовими матеріалами, що опускаються вниз. Під час цього залізо відновлюється, навуглецьовується та плавиться.

Розпар — найширша частина печі, де плавиться пуста поро­да руд і частина флюсу, утворюючи шлак, а в твердому стані залишається кокс і решта флюсу.

Заплечики мають форму зрізаного конуса, повернутого ве­ликою основою вгору. Така форма пов'язана зі зменшенням об'єму матеріалів внаслідок переходу їх у рідкий стан.

Між заплечиками й горном рівномірно розташовані по колу охолоджувані водою мідні труби 2 — фурми, крізь які подаєть­ся у простір печі під тиском до 0,25 МПа гаряче повітря, необ­хідне для горіння палива. Нагріте повітря зменшує витрату палива й інтенсифікує доменний процес.

Горно має форму циліндра. У верхній його частині згоряє паливо, у нижній — закінчується утворення шлаку й нагрома­джується рідкий чавун і шлак. Чавун періодично випускають по жолобу / в міру його нагромадження в горні, а шлак випус­кають по жолобу 14.

Висота печі більш ніж утричі перевищує її діаметр, завдяки чому тепловий коефіцієнт корисної дії печі сягає 85 %. Для підвищення тривкості футерівки її охолоджують водою, що циркулює в холодильниках.

До допоміжних агрегатів доменної печі належать транспортні засоби: для шихтових матеріалів 13 (рис. 1.1.2), чавуну 12 і шлаку 11, а також бункери 14, вагони-ваги 1, повітронагрівачі 10 тощо.

Шихтові матеріали надходять на рудний двір, звідки їх по­дають вагоном-вагою в бункер, а з бункера — у скіпову вагонет­ку 13. Вагонетка рухається по рейках 2 і перекидається над засипним апаратом 3 доменної печі. Тепер вагонетку заміню­ють транспортером безперервної дії.

Повітронагрівач — це теплообмінний апарат циліндричної форми заввишки 40 м. Він складається зі сталевого кожуха, викладеного вогнетривкою цеглою. Повітронагрівач розділено вертикальною стіною на камеру спалювання 8 і теплообмінний простір із насадкою 7, що має вертикальні канали. В камеру спалювання через отвір 9 потрапляє очищений від пилу домен­ний газ і через отвір 5 — повітря. Продукти спалювання прохо­дять по каналах насадки, нагрівають її й виходять через димову трубу 6. Коли насадка нагрілася, припиняється подача доменного газу та повітря в камеру спалювання, а крізь отвір 4 вдувається холодне повітря, яке, проходячи через насадку, нагрівається до температури 1000...1200 °С, а в деяких випадках — до 1350 °С.

23

Звідси нагріте повітря по теплоізольованих трубах прямує у фурми доменної печі. Тоді інший повітронагрівач перемикають на ре­жим нагрівання. Доменна піч має три-чотири повітронагрівачі.

У сучасних доменних печах повітря, що подається у фурми, збагачують киснем до ЗО %. У печах поряд з коксом використо­вують природний газ і кам'яновугільний порошок. Надмірне збагачення дуття киснем економічно невиправдане. Наприклад, в Японії частка кисню, що подається в доменні печі, дуже мала, а продуктивність доменних печей вища, ніж в Україні.

Розплавлений чавун і шлак розливають у ковші — чавуно­вози 12 і шлаковози 11, які рухаються по залізничних рейках.