1.1.2 Литейный двор доменной печи

Литейный двор доменной печи предназначен для размещения желобов для выпуска чугуна и шлака, механизмов, обслуживающих горн доменной печи, сменного оборудования, запасных частей, средств механизации горновых работ и складирования оперативного запаса вспомогательных материалов.

При современной технологии выпуска продуктов плавки непосредственно в ковши размеры литейных дворов в плане зависят от принятого способа налива ковшей, их емкости, связанного с этим размещения желобов, а также числа чугунных и шлаковых леток.

Литейный двор в виде железобетонной плиты опираетя на колонны. Плита с установленными на ней желобами имеет песчаное заполнение. Закрытые литейные дворы различаются конструкциями своих перекрытий. В I типовом проекте фермы здания опираются на два ряда колонн, из которых один имеет фундаменты на отметке заводского пола, а другой опирается на боковую стену литейного двора доменной печи.

По сторонам литейных дворов проходят транзитные железнодорожные пути для установки ковшей под чугун и шлак.

Пушки для закрытия чугунной летки устанавливают на поворотном кронштейне, укрепленном на колонне, стоящей, как и сверлильные машины, около главного желоба. Механизм прессования обычно поршневого типа, одноцилиндровый. В зависимости от вида энергии, приводящей механизмы в действие, пушки подразделяются на электрические, гидравлические и пневматические.

Фурменное устройство (рисунок 12) состоит из полой медной литой или штампованной из листовой меди воздушной фурмы с толщиной стенок до 8 и 5-6 мм в торцевой части, полого медного (иногда бронзового) литого холодильника фурмы, называемого также воздушной амбразурой, и чугунной амбразуры с залитой в нее спиральной охлаждающей трубкой – фурменного холодильника, называемого часто кадушкой. Фурменный холодильник крепится к кожуху горна через фланец болтами с последующей обваркой.

1 - натяжной болт; 2 - серьга с клином; 3 - фланец фурменного колена; 4 - подвижное колено; 5 - кольцевой воздухопровод; 6 - фурменный рукав; 7- неподвижное колено; 8 - дроссельное устройство; 9 - сопло; 10 - фурма; 11 - фурменный холодильник; 12 - фурменная амбразура

Рисунок 12 – Фурменный прибор

Все эти детали последовательно вставляют одну в другую в имеющиеся внутри них конические заточки, обеспечивающие герметичность, и устанавливают строго на свои места – фурменный холодильник в кладку печи, воздушную амбразуру (заподлицо с ней) и фурму с выступом – в рабочее пространство печи на 250-350 мм.

Современных воздухонагревателях, рассчитанных на температуру горячего дутья 1400-1500°С (температура под куполом до 1600°С), предусмотрено применять в верхних рядах футеровки перерожденный динас (до 30% общей высоты насадки).

Для современных отечественных доменных печей объемом 3000-3200 м³ возможны следующие конструктивные решения воздухонагревателей: диаметр кожуха расширяется на участке 11 м по высоте перед куполом с целью создания лучших условий для работы в области наиболее высоких температур. Камеры горения круглая, встроенная, боковая. Толщина футеровки наружных стен и купола 450 мм. Внутренняя (разграничительная) и наружная стены камеры горения выложены таким же кирпичом в два оката.

Воздухонагреватель имеет теплоизоляционную защиту из трецельного и легковесного кирпичей по одному ряду каждого. Кладка по всей высоте, кроме основания камеры горения, делается без перевязки для возможности свободного ее роста. Для большей строительной прочности стен воздухонагревателя и лучших условий его работы в области наиболее высоких температур сооружаются воздухонагреватели с «грибовидным» куполом, опирающимся на кольцевую балку и разгружающим стены воздухонагревателя от своего веса.

Свободное пространство в куполе между кладкой и кожухом футеруется жаростойким торкрет-бетонном. Зазоры между изоляционным кирпичом и кожухом в основании купола и вдоль стен заполняются ватой из высокоглиноземистого волокна.

Техническая характеристика воздухонагревателя: температура горячего дутья 1200°С; избыточное давление дутья на фурмах 410 кПа; поверхность нагрева воздухонагревателя 55560 м²; поверхность нагрева на 1 м³ объема печи 69,0 м², то же, на 1 м³ насадки 32,2 м2.

Сечение камеры насадки равно 42,2, камеры горения 6,03 м²; высота насадки 40,635 м, толщина шестигранного кирпича 25 мм, диаметр ячеек (средний) 41 мм, число полных ячеек 11000. Для эффективного теплообмена в условиях повышенного нагрева дутья и надежности службы насадку выполняют в виде шестигранных блоков с круглыми дырчатыми отверстиями, расстояние между которыми 27 мм. Удельная поверхность нагрева в этом случае 32,7 против 24,9 м²/м³ полезного объема печи в квадратной насадке с размером ячеек 45x45 мм, т. е. поверхность нагрева увеличивается на 31,5%. Благодаря достигаемой более высокой регенерации тепла температура дутья повышается на 50°С при одной и той же температуре купола. Это дает прирост производительности доменной печи около 1,0% и снижение расхода кокса на 8-10 кг/т чугуна.

Блоки насадки устанавливают отдельными столбиками для предупреждения возможного их разрушения при неравномерном прогреве. Их изготовляют из материала, содержащего до 62-72% Аl₂O₃. Воздухонагреватели с шестигранной насадкой с применением муллитовых огнеупоров в среднетемпературной и динасовых в высокотемпературной зонах обеспечивают получение температуры под куполом до 1450°С. Доменный процесс определяется тепловыми, химическими, газодинамическими, механическими явлениями, протекающими в печи. Доменная печь как объект управления очень сложна, очень сложно изучить все параметры доменной печи как объекта управления, поэтом управление доменными процессами осуществляется исходя из многолетнего опыта специалистов доменного производства. В комплексе управлений технологическими процессами можно выделить следующие подсистемы: шихтовки и шихтоподачи, теплового режима, распределения газового потока, хода доменной печи.

Подсистема управления шихтовки и шихтоподачи решает следующие основные задачи: расчёт шихты для доменной плавки из данных материалов, управление набором, взвешиванием и доставкой материала на колошник, управление загрузкой материалов в доменную печь.