C-triada.ru

Строительный журнал
5 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Как пользоваться доменной печью

Доменная печь

Доменная печь после многочисленных преобразований и модернизаций на современном этапе представляет собой конструкцию для получения чугуна как основного ингредиента сталелитейной промышленности.

Устройство доменной печи позволяет вести непрерывную плавку до капитального ремонта, который проводится с периодичностью один раз в 3-12 лет. Остановка процесса приводит к образованию сплошной массы из-за спекания компонентов (закозления). Для ее извлечения необходима частичная разборка агрегата.

Рабочий объем современной доменной печи достигает 5500 м3 при высоте 40 м. Она способна выдать около 6000 т чугуна за одну плавку. А специальное оборудование, обслуживающее системы, расположенные вокруг, занимает несколько десятков гектар земли.

Доменная печь используется для производства литейного чугуна, который в дальнейшем проходит плавку для получения различных марок чугунов или отправляется на восстановление для получения конструкционных сталей.

Большая потребность в металле совпала по времени с этапом электрификации и механизации производства. В связи с этим успехи черной металлургии связаны с началом использования электроприводов, электрических систем автоматического управления на всех этапах производственного процесса.

Устройство доменной печи

На заре черной металлургии плавку болотной руды проводили в домнице – это мини домна, воздух в которую поступал от мехов. А обогащение железа углеродом происходило от древесного угля. Объемы выплавляемого металла таким способом были невелики и отличались периодичностью.

Конструкция доменной печи

Строение доменной печи напоминает шахту. Ее диаметр в три раза меньше высоты. Монтаж высотной конструкции осуществляется на бетонном фундаменте толщиной 4 м. Необходимость в таком массивном фундаменте возникает из-за массы домны, которая более 30 000 т.

На фундаментной плите закрепляются колонны и цельный (монолитный) цилиндр, которые изготавливаются и термостойкого бетона. Внутреннее пространство конструкции обложено огнеупорными материалами, а верхняя часть шамотом. В районе заплечников, где температура достигает 2000°С — графитированными материалами, а под ванной с чугуном — футеровка из глинозема. Также на фундаменте монтируется печной горн.

Нижняя часть доменной печи, где температура максимальна, оборудуется холодильниками с водяным охлаждением.Для удержания собранной огнеупорной конструкции, с внешней стороны доменная печь заключена в металлическую рубашку толщиной 40 мм.

Процесс восстановления железа происходит из руды в среде известнякового флюса при высокой температуре. Температура плавления достигается горением кокса. Для поддержания горения необходим воздух, поэтому в домне установлены 4 — 36 фурм или леток.

Большой внутренний объем нуждается в больших объемах воздуха, которые подают турбинные нагнетатели. Чтобы не снижать температурный, режим воздух перед подачей подогревается.

Схематически доменная печь выглядит следующим образом.

Схема расположения оборудования для доменного производства

Состав конструкции производства литья:

  1. шихта (руда и известняк);
  2. коксовый уголь;
  3. загрузочный подъемник;
  4. колошник, предотвращающий попадание газов из домны в атмосферу;
  5. слой загруженного кокса;
  6. шихтовый слой;
  7. воздушные нагнетатели;
  8. отводимый шлак;
  9. литьевой чугун;
  10. емкость для приема шлака;
  11. приемный ковш для расплава;
  12. установка типа Циклон, очищающая от пыли доменный газ;
  13. кауперы, регенераторы газов;
  14. дымоотводящая труба;
  15. воздухоподвод в кауперы;
  16. угольный порошок;
  17. печь для спекания кокса;
  18. емкость для хранения кокса;
  19. отведение колошникового газа высокой температуры.

Доменная печь обслуживается вспомогательными системами.

Колошник – это затвор домны. От его исправной работы зависит экологическая обстановка вокруг производства.

  1. воронка приемная;
  2. воронка маленького конуса, вращающаяся;
  3. конус маленький;
  4. межконусное пространство;
  5. конус большой;
  6. скип.

Принцип работы колошника следующий:

  • Большой конус опущен, а малый поднят. Окошки во вращающейся воронке перекрыты.
  • Скип осуществляет загрузку шихты.
  • Поворачиваясь, воронка открывает окна, и шихта осыпается на малый конус 3. затем возвращается на место.
  • Конус поднимается, тем самым препятствует выходу доменных газов.
  • Конус опускается для передачи шихты в межконусное пространство, затем поднимается на исходную позицию.
  • Конус опускается, а вместе с ним шихта загружается в доменную шахту.

Такая дозированная подача обеспечивает послойное распределение материалов.

Скип – черпак, при помощи которого осуществляется загрузка. Она выполняются по конвейерной технологии. Воздушные нагнетатели – летки и фурмы осуществляют подачу воздуха в доменную шахту под давлением 2-2,5 МПа.

Фурма и чугунная летка

Кауперы служат для нагревания подаваемого воздуха. В регенераторах он подогревается доменными газами, снижая тем самым энергетическую нагрузку на агрегат. Воздух нагревается до 1200°С и подается в шахту. При снижении температуры до 850°С подача прекращается, возобновляется цикл нагрева. Для бесперебойной подачи горячего воздуха устанавливается несколько регенераторов.

Принцип работы домны

Для получения чугуна необходимы следующие ингредиенты: шихта (руда, флюс, кокс), высокая температура, постоянная подача воздуха для обеспечения непрерывного горения.

Термохимические реакции

Восстановление железа из окислов путем ступенчатой химической реакции:

Получение необходимого количества углекислого и угарного газа обеспечивает горение кокса:

Для отделения железа от примесей используется известняковый флюс. Химические реакции, образующие шлак:

Принцип работы доменной печи таков. После загрузки доменную печь начинают разжигать газом. По мере повышения температуры подключается каупер и начинается продувка воздухом. Кокс – топливо для доменной печи – начинает интенсивнее гореть, и температура в шахте значительно увеличивается. При разложении флюса образуется большое количество углекислого газа. Угарный газ в химических реакциях выступает восстановителем.

Схема производства чугуна

После сгорания кокса и разложения флюса столб шихты опускается, сверху добавляется очередная порция. Снизу в самой широкой части шахты происходит полное восстановление железа при температурах 1850°С — 2000°С. Затем оно стекает в горн. Здесь происходит обогащение железа углеродом.

Температура в доменной печи изменяется в сторону увеличения по мере опускания шихты. Процесс восстановления протекает при 280 °С, а плавка происходит после 1500 °С.

Разлив расплава происходит в два этапа. На первом через летки сливается шлак. На втором через чугунные летки сливается чугун. Больше 80% выплавляемого чугуна идет на производство стали. Из остального чугуна отливают в опоках болванки.

Читать еще:  Как точить ножи электрорубанка

Работает доменная печь непрерывно. От загрузки шихты до получения сплава проходит 3-20 дней — все зависит от объема печи.

Обслуживание и ремонт доменной печи

Любому оборудованию, работающему в круглосуточном режиме, требуется постоянное обслуживание. Регламенты закладываются в технический паспорт оборудования. Несоблюдение графика технического обслуживания влечет за собой сокращение срока эксплуатации.

Работы по техническому обслуживанию доменных печей делятся на периодические и капитальные ремонты. Периодические работы проводятся без остановки рабочего процесса.

Капитальный же ремонт по объему выполняемых работ делится на три разряда. Во время первого разряда производится осмотр всего оборудования, при этом из шахты извлекаются расплавы. Во время второго разряда производится ремонт футеровки, замена вышедших из строя элементов оборудования. При третьем разряде производится полная замена агрегата. Обычно такой ремонт совмещают с модернизацией или реконструкцией домны.

Industrial Craft 2: доменная печь — крафт и использование

Для Minecraft уже давно создали много разных модов, которые привнесли в игру новый геймплей и элементы для крафта. Вряд ли кто-то будет оспаривать утверждение, что одним из самых популярных модов для Minecraft является Industrial Craft 2.

Один из основных элементов мода Industrial Craft 2 – доменная печь. Без этого предмета невозможно сколько-нибудь серьёзно продвинуться в развитии собственных технологий в игре и получать новые усовершенствованные предметы: броню, инструменты, слитки.

Поэтому многих игроков интересует, как крафтится в Industrial Craft 2 доменная печь.

Крафт

Для создания доменной печи потребуется шесть железных пластин, расставленных по периметру, один корпус механизма, расположенный ровно по центру, а также один теплопровод, который нужно поместить прямо под механизм.

Теперь вы знаете, как крафтится в Industrial Craft 2 доменная печь. Осталось только научиться ею пользоваться.

Доменная печь Industrial Craft 2. Как пользоваться?

Для того чтобы начать пользоваться доменной печью в этом моде, её нужно правильно установить к теплогенератору.

Теплогенераторы бывают следующих видов:

  • твердотельный (работает на любом горючем топливе, будь то лава, уголь, палки блейзов и прочее);
  • жидкостный (этот механизм работает на любом жидком горючем топливе);
  • электрический (работает на электричестве из любого энергохранилища);
  • радиоизотопный (такой механизм работает на особых дорогостоящих пеллетах).

Теплоотдача от каждого генератора производится через оранжевый квадрат на одной стороне механизма, поэтому и доменную печь нужно поставить так, чтобы её «приёмник» соприкасался с выводом тепла у теплогенератора.

Это можно сделать следующим образом: сначала нужно поставить теплогенератор, а рядом с ним разместить доменную печь. После этих действий нужно взять в руки любой ключ (гаечный или электрический), зажать «Шифт» (клавишу, на которую выполняется приседание) и нажать ПКМ (правой кнопкой мыши) на доменную печь, чтобы развернуть её в противоположную сторону, то есть прямо к генератору.

Чтобы удостовериться, что всё работает правильно, нужно загрузить в генератор топливо, а затем разместить на доменной печи рычаг или любой другой активирующий предмет (также с помощью «Шифта»).

Затем нужно зайти в интерфейс печи и проверить, заполняется ли индикатор нагрева (красная полоска). Если всё сделано правильно, то печь должна начать нагреваться.

Теперь, чтобы закалить железо в этой печи, нужно поместить в неё сами слитки этого металла, а в качестве вспомогательного элемента разместить капсулы со сжатым воздухом. Их можно очень просто сделать с помощью компрессора, в который достаточно поместить пустую капсулу, чтобы та заполнилась сжатым воздухом. Естественно, предварительно компрессор нужно подключить к источнику энергии.

Ускорение работы

Сам мод IC2 направлен на то, чтобы автоматизировать и ускорить производство любых ресурсов. Поэтому многих игроков интересует, можно ли и, если да, то как ускорить доменную печь Industrial Craft 2.

Правда, ответ на него будет довольно нерадостным. К сожалению, это не получится сделать никак. Ускорить можно только процесс нагревания, но вот скорость закалки изменить нельзя.

Как ускорить работу доменной печи в майнкрафт

Для Minecraft ужe давно создали много разных модов, которыe привнeсли в игру новый гeймплeй и элeмeнты для крафта. Вряд ли кто-то будeт оспаривать утвeрждeниe, что одним из самых популярных модов для Minecraft являeтся Industrial Craft 2.

Один из основных элeмeнтов мода Industrial Craft 2 – домeнная пeчь. Бeз этого прeдмeта нeвозможно сколько-нибудь сeрьёзно продвинуться в развитии собствeнных тeхнологий в игрe и получать новыe усовeршeнствованныe прeдмeты: броню, инструмeнты, слитки.

Поэтому многих игроков интeрeсуeт, как крафтится в Industrial Craft 2 домeнная пeчь.

Для создания домeнной пeчи потрeбуeтся шeсть жeлeзных пластин, расставлeнных по пeримeтру, один корпус мeханизма, расположeнный ровно по цeнтру, а такжe один тeплопровод, который нужно помeстить прямо под мeханизм.

Тeпeрь вы знаeтe, как крафтится в Industrial Craft 2 домeнная пeчь. Осталось только научиться eю пользоваться.

Домeнная пeчь Industrial Craft 2. Как пользоваться?

Для того чтобы начать пользоваться домeнной пeчью в этом модe, eё нужно правильно установить к тeплогeнeратору.

Тeплогeнeраторы бывают слeдующих видов:

  • твeрдотeльный (работаeт на любом горючeм топливe, будь то лава, уголь, палки блeйзов и прочee);
  • жидкостный (этот мeханизм работаeт на любом жидком горючeм топливe);
  • элeктричeский (работаeт на элeктричeствe из любого энeргохранилища);
  • радиоизотопный (такой мeханизм работаeт на особых дорогостоящих пeллeтах).

Затeм нужно зайти в интeрфeйс пeчи и провeрить, заполняeтся ли индикатор нагрeва (красная полоска). Если всё сдeлано правильно, то пeчь должна начать нагрeваться.

Тeпeрь, чтобы закалить жeлeзо в этой пeчи, нужно помeстить в нeё сами слитки этого мeталла, а в качeствe вспомогатeльного элeмeнта размeстить капсулы со сжатым воздухом. Их можно очeнь просто сдeлать с помощью компрeссора, в который достаточно помeстить пустую капсулу, чтобы та заполнилась сжатым воздухом. Естeствeнно, прeдваритeльно компрeссор нужно подключить к источнику энeргии.

Читать еще:  Электроножницы по металлу какие выбрать

Ускорeниe работы

Сам мод IC2 направлeн на то, чтобы автоматизировать и ускорить производство любых рeсурсов. Поэтому многих игроков интeрeсуeт, можно ли и, eсли да, то как ускорить домeнную пeчь Industrial Craft 2.

Правда, отвeт на нeго будeт довольно нeрадостным. К сожалeнию, это нe получится сдeлать никак. Ускорить можно только процeсс нагрeвания, но вот скорость закалки измeнить нeльзя.

Доменная печь. Можно ли ее применить для отопления частного дома

Идея использования печей длительного горения для отопления жилища часто реализуется в довольно экстравагантных вариантах, например, в виде постройки доменной печи. Действительно, доменная печь практически ничем не отличается от обычных печей длительного горения, ну разве что в ней, кроме сжигания топлива еще идет плавка чугуна. Да и опыт коммунистического Китая времен Культурной революции показывает, что иметь свою доменную печь способна любая деревня. Так почему бы не присмотреться к этому оборудованию промышленного производства поближе?

Назначение доменной печи и принцип работы

Оказывается, современный вид, доменная печь приобрела относительно недавно. Прообраз нынешнего вида и конструкции доменной печи был окончательно оформлен только в 15 веке, да и сам процесс выплавки металла был настолько трудоемким и тяжелым что понадобится еще почти век, чтобы металлурги того времени признали чугун основным продуктом производства. А до этого он считался «грязным металлом» ни на что ни годным – ковать сталь из него не получалось, делать прокат тоже, только в качестве отливок плит для надгробий и форм для укладки перед домовыми воротами.

Сегодня доменная печь – это высокотехнологичная постройка, обеспечивающая выплавку чугуна. Основное место постройки доменной печи это металлургические заводы и комбинаты. При высоте более 70 метров и внутреннем объеме равном 2700 м3 это очень внушительное сооружение. Впрочем, есть печи и поменьше, например, в литейных цехах фабрик, железнодорожных мастерских, даже в мастерских у некоторых художников имеются небольшие доменные печи. Промышленная доменная печь металлургического завода способна в сутки выплавить до 5000 тонн чугуна, и это ежедневно, на протяжении нескольких лет. Почему так, просто печь шахтной конструкции нельзя останавливать, процесс горения топлива в ней производится постоянно, даже когда нет плавки металла, температура в ней не должна опускаться ниже 900-1000 градусов в горне. Вот и получается, что запустив, или правильно будет сказать, задув домну, ее необходимо топить беспрерывно от 3 до 12 лет. Именно такой срок эксплуатации имеет доменная печь в зависимости от размеров и назначения.

Принцип работы этого устройства примерно такой, как и у печи длительного горения. Внутри доменная печь представляет собой два полых конуса, обращенных основанием друг к другу. Верхний конус примерно в 3 раза выше, чем нижний, заправка печи топливом осуществляется через верхнюю горловину, внутри топливо не сжигается как в обычной печи, а медленно тлеет, постепенно набирая температуру и опускаясь. Вместе с топливом засыпается сырье для производства металла – окатыши агломерата, и шихта. Окатыши представляют собой шарики красно-коричневого цвета диаметром от 2 до 3 см, это спрессованная железная руда со специальными добавками. А шихта представляет собой смесь веществ и больше похожа на пудру. В процессе нагревания и сложных химических реакций окатыши агломерата сначала проходят превращение в окись железа, а потом и в сплав, состоящий из железа и углерода который и называется чугун.

Составляющие доменной печи

То, что доменная печь высокотехнологическое сооружение можно судить не только по размерам. Не менее внушительные и поражающие своей точностью и другие факты, связанные с современными доменными печами. Внутренность доменной печи выложена из шамотного кирпича. Сама кладка осуществляется с предельной точностью, так, чтобы по всей высоте печи, если провести рукой по внутренней поверхности практически не ощущались швы. Учитывая, что высота сооружения составляет более 70 метров, а вес шамотного кирпича примерно в 1,2-1,4 раза больше чем весит обычный красный керамический кирпич то нетрудно представить, что фундамент под такое сооружение заливается на глубину до 20 метров.

Сам фундамент по технологии строительства таких сооружений несколько возвышается над поверхностью площадки. Верхняя часть фундамента отливается из специального бетона с жаростойкими добавками. При этом конструкция верхней части фундамента – лещади, имеет еще и закладку труб водяного охлаждения. Ведь на ней располагается горн печи, температура в котором может достигать и 2500 градусов. Самый верх выкладывается из усиленного шамотного блока, способного выдержать как динамическую, так и температурную нагрузку.

Снаружи печь имеет металлический кожух. Его основное назначение создать необходимую прочность конструкции из шамота. Именно поэтому толщина металлических листов обшивки печи составляет от 40 до 60 мм. В нижней части кожух усилен дополнительно конструкциями прочности из конструктивной стали.

Сам процесс плавки металла представляет собой непрерывный процесс химических реакций при разной температуре и давлении. При этом температура в верхней части составляет всего 200-250 градусов. Каждая часть конструкции доменной печи имеет свои названия. Так уж сложилось исторически, что большинство названий было переиначено с немецкого на русский манер, так, по всей видимости, чтобы легче объяснять строителям и металлургам из неграмотных крестьян названия элементов конструкции.

Устройство доменной печи состоит из нескольких конструктивных элементов:

  • Колошник, так называется верхняя часть печи, расположена она в самом верху и именно через нее идет загрузка топлива и сырья. Еще одним назначением колошника является отвод доменных газов – продуктов горения образующихся при сгорании кокса и шихты. Стоит отметить, что доменные газы очень ядовиты, и выброс их в атмосферу без предварительной очистки приводит к пагубным последствиям для флоры и фауны.
  • Шахта (или еще этот участок называют тахта) представляет собой вытянутый конусообразный участок суженный сверху и расширяющийся к низу. В этом участке начинается происходить процесс плавки с постепенного разогрева углеводородного сырья под действием горячих газов и начало реакции восстановления железа.
  • Распар – эта часть напоминает кольцо, вставленное между двумя конусами. Кстати, это самое широкое место доменной печи. Именно в нем температура достигает 1200-1400 градусов и именно здесь начинается процесс разделения плавких веществ на шлаки и чугун.
  • Заплечики. Так называется нижняя воронка печи. Ее высота примерно составляет 1/3 от шахты. Она имеет сужение книзу, здесь происходит основной процесс плавки – при температуре 1600 градусов металл начинает каплями стекать вниз через слой кипящего шлака. В процессе плавки температура в этой части может изменяться от 1600 до 1900 градусов в результате чего можно выплавить разные сорта чугуна.
  • Горн, нижняя часть печи. Здесь достигается самая высокая температура. Именно в этой чаше и происходит отделение шлака от чугуна. Сам процесс напоминает снятие сливок – легкие сливки поднимаются вверх, а молоко оседает снизу. Так и в горне – тяжелый металл в жидком виде оседает на дне, а сверху, подобно сливкам кипит слой жидких шлаков – отходов доменного производства.
Читать еще:  Как правильно нарезать резьбу на трубе плашкой

Конструкция доменной печи имеет еще несколько элементов, играющих важную роль в производстве металла. В горне находятся два отверстия – летки. В классическом варианте они расположены на разном расстоянии – выше расположена летка для спуска шлаков, а ниже у самого днища печи летка для слива в формы чугуна.

Основы доменного производства

Принцип работы доменной печи заключается в движении противоположных потоков при постоянно происходящих химических процессов восстановления железа в условиях постоянного повышения температуры.

Подготовленное в процессе высокотемпературной обработки сырье из окатышей агломерата и шихты поступает в бункер, из которого при помощи подъемного ковша поднимается на уровень колошника и засыпается в печь. Таким же образом в печь доставляется и кокс – запеченный в коксовых батареях уголь специальных сортов. Особенность кокса заключается в том, что он выделяет больше тепла, чем простой уголь, при этом объем шлаков и отходов при его сгорании меньше.

По мере наполнения шахты сырьем оно опускается вниз, при этом поднимается температура, сначала до 200, потом до 400 и далее до 1100-1400 градусов. По мере опускания агломерат и шихта вступают в реакцию, выделяя большое количество доменных газов. В колошнике имеется несколько отверстий для отвода газов, поскольку газы имеют высокую температуру, то они, перед тем как попасть в фильтр очистки направляются в теплообменник для нагрева воздух, поставляемого фурмы для поддержания процесса горения.

Постепенно жидкая масса из чугуна, шлака и горящего кокса опускается к распару, а сверху вновь засыпается очередная порция агломерата и шихты. В заплечиках происходит основной процесс превращения агломерата в чугун. Постепенно спекаясь под действием высокой температуры, железо мелкими каплями стекает вниз, оставляя на плаву отработанные шлаки.

Для поддержания процесса горения на этом этапе в печь подается нагретый воздух, из-за чего температура плавления повышается до 1900 градусов. В горне металл находится в жидком состоянии, он занимает практически все пространство внизу горна. По достижении объема металла определенного уровня осуществляется пробивка летки и слив чугуна в формы. На сегодняшний день технология производства чугуна позволяет делать слив не через две летки отдельно для металла, а отдельно для шлака, а через одну, и уже в процессе литья делать сепарацию.

Основным моментом технологии доменного производства выступает то, что доменная печь должна работать постоянно с момента задувки и до полной остановки. Полная остановка доменной печи осуществляется в крайних случаях – для планового ремонта, для капитального ремонта, при авариях и для полного демонтажа. Учитывая то, что шамотный кирпич для доменных печей изготавливается из специальной глины, меняющей свои свойства в процессе работы, то нетрудно догадаться, что сам процесс остановки домны занимает довольно продолжительное время. При этом снижается не только температура, но и меняется внутренняя структура материала внутренней кладки, повышается его влажность, меняются конструктивные качества.

Использование доменной печи для отопления частного дома

Итак, в чем состоит привлекательность использования доменной печи для отопления частного жилища.

Конструкция доменной печи для домашнего использования может быть разной. Чаще всего за основу берется металлическая толстостенная бочка. Как и в печи длительного горения печи типа бубафоня здесь присутствует подвижный гнет для топлива, разница заключается лишь в том, что подача воздуха осуществляется не сверху, а снизу.

В небольших помещениях реально установить доменную печь из металлической бочки с внутренним слоем из шамотного кирпича. На всю высоту бочки внутренняя поверхность выкладывается шамотным кирпичом. При этом в такой печи, присутствуют и подувало с регулируемой задвижкой для подачи воздуха и колосниковая решетка для поддержания топлива. Само же топливо закладывается в печь через верхнюю часть – съемную крышку. Розжиг топлива осуществляется сверху, по мере того как начинается процесс горения регулируется подача воздуха.

Еще один вариант постройки доменной печи представлен В. Быковым. Его проект доменной печи размером 51х89 высотой в 32 ряда кирпича вполне может быть выполнен и начинающим печником. Преимущество такой печи заключается в легкости сооружения и простоте эксплуатации.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector