2. Доменная печь

Доменная печь представляет собой вертикальную печь шахтного типа. Современные доменные печи имеют общую высоту до 80 м, полезный объем (объем рабочего пространства) до 5600 м³. Кладка печи находится в стальном кожухе толщиной 30-40 мм. Производительность доменной печи объемом 3000 м³ составляет более 6000 т чугуна в сутки.

С хема работы доменного цеха современного металлургического завода приведена на рис. 2.

С

Рис.2. Схема работы доменного цеха

ырые материалы в саморазгружающихся вагонах прибывают на рудный двор, расположенный параллельно линии печей. Мостовой кран перегружает материалы в приемные бункеры доменных печей, откуда они с помощью вагон-весов поступают через бункер 2 в загрузочные вагонетки - скипы 3. Агломерат, руда, флюс и кокс, поступающие в печь в определенном соотношении, называют шихтой. Скиповой подъемник представляет собой наклонный рельсовый мост, по которому движутся две вагонетки. Скип поднимается стальным канатом до верхней точки рельсового моста и опрокидывается. Через загрузочное устройство 4 шихта попадает в доменную печь. Печь состоит из колошника 5, шахты 6, распара 7, заплечиков 8 и горна 9,

Доменные печи, как и все шахтные печи, работают по принципу противотока. Сверху сходят шихтовые материалы, а снизу им навстречу движутся газы, образующиеся в процессе горения топлива. Колошник имеет цилиндрическую форму. Он служит для загрузки сырых материалов и отвода газов. Колошник футерован шамотным кирпичом и изнутри защищен стальными плитами. Засыпной аппарат, расположенный над колошником, подает сырые материалы в определенной последовательности.

Расширяющаяся книзу коническая шахта облегчает лучшее опускание материалов и равномерное распределение газов по сечению печи. Шамотная кладка шахты имеет коробчатые холодильники, по которым циркулирует охлаждающая вода. В шахте происходят процессы восстановления оксидов железа и начинается его науглероживание.

Ниже шахты следует самая широкая цилиндрическая часть доменной печи - распар. Здесь происходит плавление пустой породы и флюсов с образованием шлака, которое заканчивается в заплечиках, имеющих форму сужающегося книзу усеченного конуса. Нижнее основание заплечиков имеет меньший диаметр из-за сокращения объема материалов вследствие их плавления.

Расположенный ниже заплечиков горн имеет цилиндрическую форму. Кладка горна и заплечиков охлаждается плитовыми холодильниками с водяным охлаждением. В верхней части горна расположены водоохлаждаемые медные фурмы, через которые в доменную печь поступает нагретый воздух. Здесь происходит горение кокса, а в нижней части горна на лещади 10 скапливаются жидкие чугун и шлак, которые периодически выпускаются через специальные отверстия - летки. Чугунная летка расположена на 0,5 м выше лещади, а шлаковая летка - на 1,5 м. Постоянно остающийся на лещади полуметровый слой жидкого чугуна пред­охраняет ее от разрушения. Чугунная летка между выпусками чугуна забивается огнеупорной массой. Шлаковая летка пред­ставляет собой медную водоохлаждаемую фурму.

Доменная печь оснащена несколькими воздухонагревателями - кауперами. Их число обычно не менее трех (чаще - четыре), из которых один нагревается отходящими газами, другой нагревает холодный воздух, а третий находится в резерве. На рис. 2 представлено два воздухонагревателя. Воздуходувная машина подает холодный воздух в воздухонагреватель 11, где он проходит через разогретую насадку, нагревается до 1200-1300 °С и поступает через фурмы в доменную печь. Насадка воз­духонагревателя 12 нагревается за счет тепла от горения домен­ного и природного газа, поступающих к его горелкам после газоочистки 13. Продукты горения удаляются через дымовую трубу 14. Когда насадка воздухонагревателя 11 остынет, а воздухонагрева­теля 12 - разогреется, происходит их автоматическое переключе­ние. Подогрев дутья позволяет существенно интенсифицировать доменный процесс.

Для повышения производительности доменных печей и эконо­мии дефицитного кокса успешно применяются: дутье постоянной влажности, повышенное давление под колошником, обогащенное кислородом дутье и вдувание через фурмы природного газа, ма­зута и угольной пыли. Все основные процессы: подготовка и за­грузка шихтовых материалов, подогрев и обогащение дутья, обеспечение нормального хода печи, выпуск и транспортирование шлака и чугуна - механизированы и автоматизированы.