книги из ГПНТБ / Бельский В.И. Кладка промышленных печей и дымовых труб

Стемой шиберов и перекидных клапанов, установленных на боровах и газовоздушных каналах. Так как темпера­ тура отходящих из регенераторов газов еще достаточно высока, то для использования физического тепла их между печью и дымовой трубой устанавливают котелутилизатор. Мартеновские печи характеризуются массой плавки, т. е. емкостью ванны. Наиболее распространены печи емкостью 400—600 т. В последние годы строитель­ ство новых мартеновских печей прекращено, их заменя­ ют сталеплавильными конверторами.

Однако в течение ближайшего десятилетия подав­ ляющее большинство стали будет выплавляться в мар­ теновских печах й в процессе ремонта печей кладку их необходимо будет выполнять.

Кладка ванны испытывает воздействие высокой тем­ пературы— до 1600° С, ударов твердой шихты, разъеда­ ния жидкими сталью и шлаком. Кладка стен рабочего пространства испытывает воздействие температуры до 1700° С и выше, ударов загружаемой шихты и химиче­ ского воздействия пыли и брызг шлака. Головки, верти­ кальные каналы, шлаковики и верхняя часть регенера­ торов подвержены воздействию температуры до 1600° С, пыли и брызг шлака. Подавляющее большинство мар­ теновских печей работает с основным шлаком, поэтому рабочее пространство, головки, вертикальные каналы, шлаковики и верхнюю часть насадки выкладывают из основных изделий — магнезитовых, хромомагнезитовых, форстеритовых. У небольшого количества мартеновских печей малого объема фасонно-сталелитейных цехов, ра­ ботающих с кислым шлаком, эти элементы печей кладут из динасовых изделий. Основными шлаками являются шлаки с преобладанием основных окислов (окиси каль­ ция, магния и др.), кислыми — с преобладанием кислых окислов (кремнезема, окиси фосфора и др.). Среднюю часть регенераторов с температурой 1500—1200° С у всех печей кладут из динасового, а нижнюю часть регенера­ торов — из шамотного кирпича.

К о н в е р т о р ы предназначены для получения стали из жидкого чугуна. Сущность конверторного способа по­ лучения стали состоит в том, что на слой жидкого чугу­ на подают под большим давлением кислород, который окисляет углерод и другие примеси, выгорающие или пе­ реходящие при этом в шлак. Конвертор состоит из д н и ­ ща, цилиндрического к о р п у с а и конической формы

21

девается кольцо с цапфами, закрепляемое на нем скоба­

7 — футеровка; 8 — ванна с металлом; 9 — водоохлаждаемая фурма; 10 — летка; 11 — днище

ра. Конвертор можно поворачивать на цапфах при по­ мощи закрепленного на одной цапфе зубчатого колеса и приводного механизма.

Жидкий чугун, доставляемый в ковшах из миксера, заливают в конвертор через горловину, для чего конвер­ тор наклоняют в горизонтальное положение. Затем его ставят в вертикальное положение, опускают в него водо­ охлаждаемую фурму, устанавливают ее на расстоянии примерно 300—400 мм над уровнем ванны и подают че­ рез фурму кислород. Кислород окисляет примеси, имею-д щиеся в чугуне, при этом происходит бурное перемеши­ вание расплавленного металла, обеспечивающее быст­

фосфора, а через две-три минуты после начала продув­ ки — интенсивное окисление углерода. Весь процесс про

22

должается 30—45 мин, после чего, наклоняя конвертор, металл выливают через летку. Тепло, выделяющееся от окисления примесей, обеспечивает необходимую темпе­ ратуру металла, и не требуется введение добавочного

тепла.

Для использования тепла отходящих из конвертора газов над ним располагают котел-утилизатор. Имеются конверторы, работающие на воздушном дутье. Воздух

вэтих конверторах поступает через фурмы, заложенные

вфутеровку днища. Дутье от компрессора давлением 2—2,5 кгс/м2 подают воздухопроводом через полую цап­ фу, соединенную коленом с воздушной коробкой, распо­ ложенной под днищем. Днища конверторов иногда дела­

ют съемными.

Конверторный способ плавки стали имеет ряд досто­ инств по сравнению с мартеновским: высокую произво­ дительность при менее сложном оборудовании, отсутст­ вие необходимости в топливе, меньшую стоимость строи­ тельства, в связи с чем в последние годы строятся преимущественно конверторные цехи. К 1980 г. более половины стали будут выплавлять в конверторных це­ хах. Конверторы строят емкостью ванны от130до400 т.

Футеровка конвертора испытывает воздействие тем­ пературы порядка 1500—1550° С, жидкого металла и ос­ новного шлака. Ее выполняют из специального периклазошпинелидного или смолодоломитового кирпича.

Э л е к т р о с т а л е п л а в и л ь н а я д у г о в а я п е ч ь применяется для выплавки высококачественных сталей. Расплавление загруженного в печь чушкового чугуна и металлического скрапа происходит за счет тепла воль­ товой дуги, возникающей между графитовыми электро­ дами и металлом.

Рабочее пространство печи состоит из стального ко­ жуха, футерованного внутри огнеупорным кирпичом (рис. 15). Свод печи съемный. Для загрузки печи, на­ блюдения за ее работой и слива шлака имеются рабочие окна, закрываемые футерованными, охлаждаемыми во­ дой заслонками. Расплавленный металл выпускают че­ рез сливное отверстие. Графитовые электроды вставля­ ют через отверстия в своде печи.

Печь установлена на опорные секторы, опирающиеся на станину, закрепленную на фундаменте, которую мож­ но с помощью электропривода наклонять в стороны для слива металла или шлака.

23

По в

Рис. 15. Электросталеплавильная печь

Емкость электросталеплавильных дуговых печей от

1 до 200 г.

Футеровка электросталеплавильных печей подверже­ на воздействию высоких температур— до 1700° С, жид­ кого металла и шлака. У печей с основным шлаком фу­

ют в одном конце методической печи, толкателем про­ талкивают по печи и выдают в другом. При этом металл, двигаясь навстречу продуктам сгорания, постепенно на­ гревается, а продукты сгорания остывают и уходят у за­ грузочного конца печи с температурой порядка 700— 1000°С.

По температурному режиму методические печи раз­ деляют на двух-, трех-, четырех- и пятизонные. У двух­ зонных печей рабочее пространство разделяется на методическую более низкотемпературную часть, где про­ исходит подогрев металла, и сварочную высокотемпера­ турную часть, где осуществляется окончательный нагрев его. В трех-, четырех- и пятизонных печах (количество зон считается по количеству мест подвода горелок) по­ мимо методической и сварочной частей имеется еще то­ мильная зона, в которой происходит выравнивание тем­ ператур поверхностных и внутренних слоев нагреваемых заготовок.

Нагреваемые заготовки заполняют по длине весь под, поэтому при подаче толкателем очередной заготовки в печь крайняя заготовка автоматически выталкивается из томильной зоны и выдается через торцовое окно из печи. Заготовки в методической и сварочной зонах ле­ жат на охлаждаемых водой трубах и обогреваются с обе­ их сторон; в томильной зоне заготовки передвигаются по заложенным в под стелюгам.

Г л и с с а ж н ы е т р у б ы в методической части ле­ жат на продольных кирпичных стенах, в сварочной — на опорных, охлаждаемых водой трубах. Подогрев воздуха осуществляется в трубчатом рекуператоре. Высокотем­ пературные зоны — сварочную и томильную — выклады­ вают из высокоглиноземистых изделий, остальные — из шамотных. Подину, подвергающуюся воздействию шла­ ков, часто выполняют из хромитового или форстеритового кирпича. В последние годы начали применять анало-

26

Рис. 17. Колпакопая печь для светлого отжига тонколистовой стали

Рнс. 18. Схема башенной печи для свет­ лого отжига жести

гичные методические печи, оборудованные для передви­ жения заготовок по печи не толкателями, а специальным шагающим подом.

Для уменьшения угара и получения чистой поверхно­ сти нагреваемых для термообработки материалов и деталей широко применяют печи, внутри которых созда­ ется специальная атмосфера, предохраняющая нагревае­ мые материалы или детали от окисления. На рис. 17 по­ казана к о л п а к о в а я печь для отжига стального ли­ ста. Печь состоит из стенда, на котором устанавливают рулоны или стопки отжигаемой листовой стали, надевае­ мого поверх рулонов или стопок колпака из жаростой-

28

Рис. 19. Туннельная печь для обжига керамических изделии

а — схема работы печи; б — поперечный разрез печи; 1 — подача и выдача ва­ гонеток; 2 •—зона подогрева; 3 — зона обжига; 4 — зона охлаждения; 5 — номе­ ра вагонеток; 6 — горелки; 7 — засыпные отверстия при работе на твердом топ­ ливе; 8 — вагонетки; 9 — рельсовый путь; 10 — песочный затвор

кой стали, под который подается специальный газ, соз­ дающий нейтральную атмосферу под колпаком, и поме­ щаемой поверх колпака переносной печи. Переносная печь отапливается инжекционными горелками, газопро­ воды которых подключают после установки печи на стенд к цеховому газопроводу. Под колпак подают нейт­ ральный газ, включают горелки и обогревают колпак с размещенными в нем рулонами или стопками. По окон-

29

гонеток изделия сначала в зоне подогрева подогревают­ ся отходящими из зоны обжига продуктами сгорания, затем проходят через зону обжига, где подвергаются воз­ действию высокой температуры сгорающего топлива

идальше проходят зону охлаждения, где остывают, ох­ лаждаясь подаваемым в зону охлаждения воздухом.

Для предотвращения попадания продуктов сгорания

ивоздуха из рабочего пространства в подвагонеточное

вдоль всей печи устроен п е с о ч н ы й з а т в о р . В про­ цессе работы печи песок добавляют в затвор через спе­ циальные отверстия в кладке стен. Для разобщения ра­ бочего пространства с атмосферой во время ввода и вы­ вода вагонеток туннельные печи оборудуют входной и выходной камерами с наружными и внутренними две­ рями, открывающимися попеременно. Продвижение ва­ гонеток по рельсовым путям, подачу их во входную и вы­ ходную камеры и выдачу наружу осуществляют при по­ мощи толкателя и вытаскивателя. Топливо сжигается в зоне обжига, продукты горения направляются в зону подогрева и из нее дымососами в сушила или в атмосфе­ ру. Холодный воздух для охлаждения продукции нагне­ тают вентиляторами у выходной камеры. Часть нагрето­ го за счет тепла остывающей продукции воздуха подают

взону обжига для горения топлива, а часть используют

всушилах для сушки изделий. Длина туннельных печей колеблется от 40 до 200 м, ширина туннеля в свету ■— от 1,5 до 3 м. Высокотемпературную зону обжига в печах для обжига огнеупоров футеруют высокоглиноземистым или магнезитовым кирпичом, остальные зоны, а также зону обжига у печей для обжига глиняного кирпича —

шамотным.

, В р а щ а ю щ и е с я б а р а б а н н ы е п е ч и приме­ няют для обжига цементного клинкера, глинозема, маг­ незита, шамота и других материалов. На рис. 20 показа­ на вращающаяся печь для обжига цементного клинкера. Она представляет собой цилиндрический стальной ко­ жух, расположенный под углом около 4° к горизонту на роликовых опорах, футерованный изнутри огнеупорны­ ми материалами. В местах опор кожух усилен стальны­ ми бандажами, которыми он и опирается на ролики. Для привода во вращение на кожухе закреплен шестеренча­ тый венец.

Обжигаемый материал загружают в более высокий (холодный) конец печи. При вращении барабана мате-

31