Конструкция доменной печи.

Рис. 1. Разрез (а) и профиль рабочего пространства доменной печи (б):

1 – чугунная летка; 2 – горн; 3 – заплечики; 4 – распар; 5 – шахта; 6 – колошник; 7 – запасной аппарат;

8 – горизонт образования чугуна; 9 – горизонт образования шлака;

10 – зона горения кокса; 11 – слой шлака; 12 – шлаковая летка; 13 – расплавленный чугун.

Доменные печи №5,6 и 7 построены по одному типовому проекту, поэтому имеют одинаковые размеры профиля печи. Полезный объём 2000м³; проектную мощность 1300 тыс.т/год чугуна; среднесуточное производство 3640 т\ высота печи составляет 29,4м; диаметр распара 10900мм; высота горна составляет 3600мм; высота мёртвого слоя 101,2мм; высота распара 1700мм; высота заплечиков 3000мм; объём горна равен 268,8м³; объём заплечиков 251,4м³; объём распара 158,7м³; объём шахты 1199,2м³; объём колошника 121,9м³.

Рис. 2 Профиль доменной печи

Н_п- полная высота; Н™- полезная высота; h_r высота горна; h_a- высота заплечиков; п_р-высота распара; Ь_ш- высота шахты; Iv высота колошника; d_r диаметр горна; D_p- диаметр распара; dr диаметр колошника; а- угол наклона шахты; (3- угол наклона заплечиков-

Вес всех конструкциях доменной печи, шихты и продуктов доменной плавки передаётся на фундамент, который равномерно передаёт всю нагрузку на грунт и является весьма ответственным сооружением.

Фундамент разделяют на две части: верхнюю (пень), состоянию из сплошного массива жароупорного бетона, который не разрушается, нагреваясь до 1250°С, и нижнюю часть (подошву), выполненную в виде железобетонной плиты.

Огнеупорная кладка доменной печи снаружи заключена в сплошной металлический кожух — броню, выполненную из листовой стали, толщина которой в нижней части горна составляет 36-40мм, а в верхней части шахты 28мм.

Нижняя часть кожуха в районе лещади, горна и заплечиков опирается на фундамент. Верхняя часть кожуха (от распара до колошника) опирается на мараторное кольцо, которое лежит на колоннах. Мараторное кольцо представляет собой сварную конструкцию из толстых листов стали, выполненную в виде плоского кольца, к внутренней части которого приварена нижняя кромка кожуха шихты; наружная часть мараторного кольца прикреплена болтами к колоннам.

Огнеупорная кладка печи предназначена для уменьшения тепловых потерь и предохранения кожуха печи от тепловых и других вредных воздействий. Кладка печи претерпевает многообразные воздействия: температурные напряжения, давление газов, шихты и жидких продуктов плавки, химическое воздействие, абразивное воздействие опускающихся шихтовых материалов и восходящего потока газа, несущего большое количество пыли и т.д.

В различных частях печи воздействия на огнеупорную кладку различны, поэтому материал футеровки и конструкцию отдельных частей печи необходимо выбирать с учётом этих воздействий.

Кладка лещади постоянно омывается жидким чугуном, испытывает большое гидростатическое давление и температурные напряжения. Благодаря этим воздействиям чугун проникает в швы кладки. При неустойчивом режиме печи, связанном с колебаниями температуры, проникший в швы чугун может застывать, а затем снова расплавляться. При застывании чугун расширяется и расклинивает кладку, при этом отдельные кирпичи теряют связь с кладкой и всплывают на поверхность чугуна.

Кладка нижней части горна — металлоприёмника — также испытывает расклинивающее действие застывающего чугуна, но в меньшей степени, так как чугун оказывает меньшее гидростатическое давление на кольцевую кладку металлоприёмника. Кладка металлоприёмника омывается шлаком, который взаимодействует с материалом кладки, разрушая её.

Служба кладки верхней части горна — фурменной зоны — значительно отличается от службы её в металлоприёмнике. Гидростатическое давление чугуна и шлака на стены фурменной зоны сравнительно невелико. Однако в этой зоне развивается самые высокие в доменной печи температуры (здесь происходит горение топлива), воздействующие на огнеупорную кладку.

В заплечиках, расположенных в непосредственной близости от очагов горения, развиваются высокие температуры. Рудная часть шихты находится в жидком состоянии и, стекая в виде капель и струек

чугуна и шлака между кусками кокса, частично попадает на огнеупорную кладку. Кроме того, огнеупорная кладка интенсивно омывается газами. Таким образом, кладка заплечиков находится в тяжёлых условиях, испытывая, помимо термических напряжений, химическое воздействие газов, жидкого шлака и чугуна.

Стенки шахты в нижней её части испытывают довольно сильное тепловое напряжение и химическое воздействие шлака, в меньшей степени они истираются кусками шихты и частицами пыли, увлекаемыми восходящим потоком газа. В верхней же части, наоборот, тепловое напряжение невелико, химическое воздействие шлака отсутствует, а абразивное воздействие материалов и газового потока более сильное.

До цього

Для того чтобы продлить срок службы огнеупорной кладки и снизить влияние температуры на кожух во избежание его разрушения, а также способствовать образованию гарниссажа, применяется водяное или пароиспарительное охлаждение.

При водяном охлаждении на 1м³ полезного объёма доменной печи расход воды составляет 1,0-1,Зм³/ч. Расход воды при пароиспарительном охлаждении в несколько раз меньше.

Применяют три способа охлаждения доменных печей водой:

1) наружную поливку кожуха печи из кольцевых брызгал —
применяется как резервное охлаждение в случае прогара
холодильников или износа кладки;

2) установку чугунных плит между кожухом и футеровкой печи
(периферийные холодильники) с залитыми в них цельнотянутыми
стальными трубами, по которым циркулирует вода — обеспечивает
равномерное охлаждение футеровки и более надёжную защиту от
прогара металлического кожуха печи.

3) установку холодильников внутри кладки (внутренние
холодильники), отлитых из стали с внутренними каналами или из
чугуна с залитыми цельнотянутыми трубами для циркуляции воды —
охлаждают футеровку шахты на значительную толщину.

Охладительные устройства предохраняют кладку от сильного разгара, но не предупреждают его полностью.

Воздух, необходимый для горения топлива, подаётся в доменную печь через отверстия, расположенные, -расподоженнмег в верхней части горна — фурменной зоне. В отверстие в огнеупорной кладке вставляется фурменный прибор, состоящий из трёх деталей: амбразуры, холодильника и фурмы.

Амбразура 11 представляет собой чугунную отливку «конической формы, охлаждаемую водой, циркулирующей по водопроводной трубке, залитой в её теле. Чтобы обеспечить хррошее уплотнение, амбразуры крепятся болтами к стальному литому сланцу 10, привариваемому к кожуху горна. Место сопряжения фланца с амбразурой обрабатывается так, чтобы образовалась плоская того, наличие холодильника обеспечивает плотную установку фурмы, что устраняет выбивание газа из горна.

В коническую заточку холодильника вставляется воздушная фурма, выступающая в глубь горна на 200-ЗООмм. Воздушная фурма 13 представляет собой полую медную литую или сварную коробку, заполненную водой. Подвод и отвод воды осуществляется так же, как и в фурменном холодильнике. Внутренний диаметр воздушных фурм колеблется от 150 до 200мм и определяется необходимостью получения оптимальной скорости истечения дутья из фурм.

Дутьё подводится к фурмам по кольцевому воздухопроводу 5 с внутренним диаметром до 1400мм, опоясывающему доменную печь и подвешенному к колоннам печи. Кольцевой воздухопровод соединён трубопроводом горячего дутья с воздухонагревателями. Кольцевой воздухопровод и трубопроводы горячего дутья свариваются из стальных листов толщиной 8-1 2мм и внутри футеруются высокоглинозёмистым кирпичом. Между кирпичом и кожухом укладывается асбестовый картон или глинисто-асбестовая набойка. Кольцевой воздухопровод сообщается с фурмами через неподвижное колено 8, подвижное колено 16 и сопло 14. Такое сложное устройство вызвано необходимостью быстрой смены сгоревших деталей фурменного прибора. Воздушная фурма, сопло, подвижное и неподвижное колена сочленяются шлифованными шаровыми заточками. Шаровые заточки подвижного и неподвижного колен выполняются в виде фланцев 4, которые крепятся болтами. Подвижное и неподвижное колена внутри футеруются шамотным кирпичом. Подвижное колено имеет патрубок 3 для чистки сопла и фурмы при попадании в них шлака. Патрубок закрывается крышкой, имеющей смотровое стекло для наблюдения за ходом процессов в печи. Неподвижное колено с помощью болтового соединения крепится к штуцерам 6 кольцевого воздухопровода 5. подвижное колено подвешивается к неподвижному колену на двух шарнирных подвесках 2 с клиньями. Затягивая клинья, можно обеспечить плотное соединение шарнирных поверхностей в рабочем положении, а ослабляя — поворот подвижного колена на подвесках.

Сопло представляет собой стальную отливку со стенкой толщиной 12-16мм. Для увеличения стойкости сопел и уменьшения потерь тепла через них при работе на высоконагретом дутье их внутренняя поверхность футеруется легковесным огнеупорным кирпичом.

Сопло прижимается к фурме, а подвижное колено к соплу с помощью натяжного устройства 1; пружина натяжного «устройства обеспечивает постоянное усилие прижатия. Натяжное устройство крепится к кожуху печи при помощи скобы, заделываемой в кожух.

вив»

Рис. 4. Чугунная лётка:

1- огнеупорная масса; 2- огнеупорная футеровка; 3- рама; 4- холодильник.

Чугунной лёткой называется отверстие (канал) в стенке нижней части горна — металлоприёмника, предназначенного для периодического выпуска чугуна.

Лёточное отверстие в горне ослабляет кожух печи, поэтому в этом
месте устанавливается металлическая литая рама, прикреплённая к
кожуху печи и стыкующаяся с желобом для чугуна. В раме сделано
внутреннее отверстие, футерованное огнеупорным

высокоглинозёмистым кирпичом так/ что оставлен сквозной канал шириной 200-ЗООмм и высотой 400-500лш, который забивается огнеупорной массой. Для увеличения стойкости чугунной лётки она обрамлена плитовыми холодильниками горна, толщина которых доведена до 255мм, с отверстием для рамы.

9 Ю

Рис. 5. Арматура шлаковом летки

Шлаковой лёткой называется отверстие (канал) в стенке горна,
предназначенное для периодического выпуска шлака из доменной
печи.

Шлаковые лётки снабжены арматурой, которая называется шлаковым прибором. Шлаковый прибор состоит из ряда телескопически соединённых частей: медной штампованной или литой полой охлаждаемой водой фурмы 10, имеющей отверстие для выпуска шлака 05О-65лш, литого медного охлаждаемого полого холодильника

3. Литейный двор

Рис. 2.3 - Схема литейного двора печи объемом 2000 м³: 1 — доменная печь; 2 — поддомениик; 3 — литейный двор; 4 — главные желоба (горновые канавы); 5 — качающиеся желоба (чугунная сторона); 6 — качаю­щиеся желоба (шлаковая сторона)

Для уборки продуктов доменной плавки — чугуна и шлака — около доменной печи устанавливается специальная площадка, которая называется литейным двором.

Литейный двор представляет собой площадку около горна доменной печи, предназначенную для размещения желобов для чугуна и шлака. По этим желобам чугун и шлак из лёток направляется к ковшам, которые устанавливаются под сливными носками на железнодорожных путях.

Размеры литейного двора определяются площадью, необходимой для размещения желобов, в соответствии с требуемым при данной производительности доменной количеством ковшей, устанавливаемых в ряд вдоль литейного двора, количеством лёток и конструкцией желобов.

На рабочей площадке литейного двора, кроме различных желобов для чугуна и шлака, а также отсечных устройств, расположено оборудование для открытия и закрытия чугунных и шлаковых лёток.

Желоба для чугуна и шлака, размещённые на рабочей площадке литейного двора, предназначены для транспортирования чугуна и шлака, выпускаемых из соответствующих лёток, в чугуновозы и шлаковозы, установленные под сливными носками желобов.

От чугунной лётки отходит главный желоб. Для лучшего стока чугуна главному желобу придаётся уклон 8-10%. Желоб состоит из массивных чугунных сегментов, соединённых между собой болтай и. Внутри желоб футеруется огнеупорным кирпичом и сверху набивается огнеупорной глиной. Так как одновременно с чугуном через чугунную лётку выходит из печи и шлак, в главном желобе предусмотрено устройство для разделения чугуна и шлака.

Операция по открытию чугунной лётки состоит из двух этапов: рассверливание заполненного огнеупорной массой лёточного канала и пробивка чугунной корки, образующейся в отверстии лётки на внутренней поверхности.

Открытие чугунной лётки выполняется с помощью сверлильной машины и пневматического молотка. Машины должны управляться дистанционно, рабочий орган не должен разрушать футеровку и огнеупорную массу чугунной лётки. В последнее время для открытия чугунной лёдки применяют бурильные машины, основанные на ударно-вращательном принципе действия, выполняющие одновременно операции рассверливания и пробивки лётки.

Машины, предназначенные для закрытия чугунной лётки, называются пушками. Закрывается чугунная лётка огнеупорной массой, подаваемой в канал лётки пушкой. При закрытии лётки огнеупорная масса должна не только заполнить канал лётки, но и покрыть повреждённую в области лётки огнеупорную кладку горна. Для этого необходимо, чтобы масса подавалась в лётку на полном ходу печи, т.е. при подаче в печь нормального количества дутья, и на неё воздействовало противодавление кокса, заполняющего горн после удаления продуктов плавки.

К машинам для закрытия чугунной лётки предъявляют следующие требования: объём рабочего цилиндра пушки должен быть достаточным для подачи требуемого количества лёточной массы; давление поршня должно быть таким, чтобы преодолеть максимальное сопротивление движению лёточной массы и распространению её по внутренней стенке горна; расположение пушки под определённым углом наклона в рабочем положении; при входе в футляр лётки носок должен двигаться по прямой, во избежание разрушения футляра; управление пушкой должно быть дистанционным.

Механизмы для закрытия шлаковых лёток называются шлаковыми стопорами. Рабочий орган стопора — пробка —должна надёжно закрывать отверстие шлаковой фурмы, не пригорая к ней и не разбивая её, для этого траектория её движения при подходе к фурие должна совпадать с осью последней, приближаясь к прямой.

На современных доменных печах применяются шлаковые стопоры рычажной конструкции с пневматическим приводом, управляемые дистанционно.

---

Дата добавления: 2015-07-18