Устройство доменной печи
Доменная печь — уникальное сооружение‚ предназначенное для производства чугуна из железной руды. Рассмотрим ее основные элементы⁚
— Фундамент и подфундамент⁚ Мощная основа‚ поддерживающая всю конструкцию печи.
— Горн⁚ Нижняя часть печи‚ где происходит плавление шихты.
— Шахта⁚ Верхняя часть печи‚ где происходит восстановление руды и образование чугуна.
— Засыпное устройство⁚ Механизм для подачи руды‚ кокса и флюсов в печь.
— Воздухонагреватели⁚ Устройства для нагрева воздуха‚ необходимого для горения кокса.
Фундамент и подфундамент
Фундамент и подфундамент доменной печи — это ее основа‚ обеспечивающая устойчивость и надежность всей конструкции. Они передают колоссальную нагрузку от печи и ее содержимого на грунт.
Фундамент представляет собой массивное железобетонное сооружение‚ заглубленное в землю. Он распределяет вес печи по большой площади‚ предотвращая проседание и деформацию.
Подфундамент расположен под фундаментом и служит для равномерного распределения нагрузки на грунт. Он состоит из слоев щебня‚ гравия и песка‚ которые тщательно утрамбовываются.
Выбор типа фундамента и подфундамента зависит от геологических условий площадки и размеров печи. Для мощных доменных печей используются железобетонные фундаменты с подфундаментами из крупнозернистого песка или гравия.
Фундамент и подфундамент должны обладать высокой прочностью‚ водонепроницаемостью и морозостойкостью. Их строительство — сложный и ответственный процесс‚ требующий тщательного соблюдения строительных норм и правил.
Надежный фундамент и подфундамент являются залогом долговечной и безопасной эксплуатации доменной печи. Они обеспечивают устойчивость конструкции‚ предотвращают неравномерные осадки и гарантируют стабильную работу печи в течение многих лет.
Горн
Горн доменной печи, это ее нижняя часть‚ где происходит плавление шихты и образование жидкого чугуна. Он имеет форму усеченного конуса и выложен огнеупорными материалами‚ способными выдерживать высокие температуры и агрессивную среду.
В горне расположены фурмы — устройства для подачи в печь горячего воздуха‚ необходимого для горения кокса. Воздух подается под высоким давлением‚ что обеспечивает интенсивное сгорание и образование большого количества тепла.
В процессе плавления шихта постепенно опускается в горн. Руда восстанавливается до железа‚ которое вступает в реакцию с углеродом кокса и образует жидкий чугун. Шлак‚ являющийся побочным продуктом плавки‚ всплывает на поверхность чугуна и образует защитный слой.
Горн доменной печи — это зона высоких температур и интенсивных химических реакций. Он требует постоянного контроля и обслуживания для обеспечения стабильной и эффективной работы печи.
Конструкция и размеры горна зависят от производительности печи и вида выплавляемого чугуна. Для выплавки высококачественного чугуна используются горны с меньшим объемом и более высоким рабочим пространством.
Правильная эксплуатация горна имеет решающее значение для производительности и качества чугуна. Регулярные осмотры‚ ремонт и замена огнеупорной футеровки позволяют поддерживать горн в рабочем состоянии и продлевают срок службы доменной печи.
Шахта
Шахта доменной печи — это ее верхняя часть‚ где происходит восстановление железной руды и образование чугуна. Она имеет цилиндрическую форму и выложена огнеупорными материалами.
В шахту загружается шихта‚ состоящая из железной руды‚ кокса и флюсов; Шихта опускается в печь по мере плавления и восстановления в горне.
В шахте происходят следующие процессы⁚
— Восстановление руды⁚ Оксиды железа в руде восстанавливаются до металлического железа за счет взаимодействия с оксидом углерода (CO)‚ образующимся при горении кокса.
— Образование чугуна⁚ Восстановленное железо вступает в реакцию с углеродом кокса и образует жидкий чугун.
— Образование шлака⁚ Пустые породы‚ содержащиеся в руде‚ взаимодействуют с флюсами и образуют шлак. Шлак всплывает на поверхность чугуна и защищает его от окисления.
В шахте также происходит предварительный нагрев шихты за счет поднимающихся горячих газов из горна. Это снижает расход кокса и повышает эффективность плавки;
Высота и диаметр шахты зависят от производительности печи и вида выплавляемого чугуна. Для выплавки высококачественного чугуна используются шахты с большей высотой и меньшим диаметром.
Правильная эксплуатация шахты имеет важное значение для качества и количества получаемого чугуна. Регулярные осмотры‚ ремонт и замена огнеупорной футеровки позволяют поддерживать шахту в рабочем состоянии и продлевают срок службы доменной печи.
Засыпное устройство
Засыпное устройство доменной печи предназначено для равномерной и непрерывной подачи шихты (железной руды‚ кокса и флюсов) в печь. Оно расположено в верхней части шахты и состоит из следующих основных элементов⁚
— Бункер⁚ Емкость для хранения шихты.
— Загрузочный желоб⁚ Наклонный желоб‚ по которому шихта перемещается из бункера в печь.
— Засыпной аппарат⁚ Механизм‚ регулирующий подачу шихты в загрузочный желоб.
— Распределительный конус⁚ Конусообразное устройство‚ равномерно распределяющее шихту по всей площади шахты.
Засыпное устройство работает следующим образом⁚
Шихта из бункеров поступает в загрузочный желоб.
Засыпной аппарат контролирует скорость подачи шихты в желоб.
Шихта перемещается по желобу и попадает на распределительный конус.
Конус распределяет шихту по всей площади шахты‚ обеспечивая равномерное ее распределение.
Правильная работа засыпного устройства имеет важное значение для обеспечения стабильной и эффективной работы доменной печи. Равномерная подача шихты способствует оптимальному протеканию процессов восстановления руды и образования чугуна.
Современные засыпные устройства оснащены автоматизированными системами управления‚ которые регулируют скорость подачи шихты в зависимости от производительности печи и других параметров. Это позволяет оптимизировать процесс плавки и снизить расход кокса.