1.1.6. Будова доменної печі та допоміжних агрегатів при ній

Доменна піч є шахтною піччю безперервної дії, що служить для витоплювання чавуну. Вона має сталевий кожух 5 (рис. 1.1.1), викладений зсередини футе-ровкою 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 топиться.

Розпар — найширша частина печі, де топиться 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 в рідкий стан.

Між заплечиками й горном є рівномірно розташовані по колу й 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 випускають періодично по жолобу 1, в міру його нагромадження в горні, а шлак випускають по жолобу 14.

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

До допоміжних агрегатів при доменній печі належать транспортні засоби: для шихтових матеріалів 2 (рис. 1.1.2), чавуну 3 і шлаку 4, а також бункери 1, вагони-ваги 14, повітронагрівачі 5 тощо.

Шихтові матеріали надходять на рудний двір, звідки їх подають вагоном-вагою в бункер, а з бункера — у скіпову вагонетку 2. Вагонетка рухається по рейках 13 і перекидається над засипним агрегатом 12 доменної печі. Тепер вагонетку замінюють транспортером неперервної 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 7 і теплообмінний простір із насадкою 8, що має вертикальні канали. В камеру спалювання через отвір 6 потрапляє очищений від пилу доменний газ і через

отвір 10— повітря. Продукти спалювання проходять по каналах насадки, нагрівають її й виходять через димову трубу 9. Коли насадка нагрілася, припиняється подача доменного газу та повітря в камеру спалювання, а через отвір II вдувається холодне повітря, яке, проходячи через насадку, нагрівається до температури 1000... 1200 °С, а в окремих випадках—до 1350 °С. Звідси нагріте повітря по теплоізольованих трубах спрямовується у фурми доменної печі. Тоді інший повітронагрівач перемикають на режим нагрівання. Доменна піч має три-чотири повітронагрівачі.

У сучасних доменних печах повітря, що подається в фурми, збагачують киснем до 30 %. У печах поруч 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.

Розтоплений чавун і шлак розливають у ковші — чавуновози 3 і шлаковози 4, які рухаються по залізничних рейках.