Конструкция доменной печи №6

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\сут.

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.

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 струекчугуна 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.

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 в верхней части горна — фурменной зоне. В отверстие в огнеупорной кладке вставляется фурменный прибор, состоящий из трёх деталей: амбразуры, холодильника и фурмы.

В коническую заточку холодильника вставляется воздушная фурма, выступающая в глубь горна на 200-300мм.

Воздушная фурма 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 165,5мми определяется необходимостью получения оптимальной скорости истечения дутья из фурм.

Дутьё подводится к фурмам по кольцевому воздухопроводу с внутренним диаметром до 1250мм, 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 8-12мми внутри футеруются высокоглинозёмистым кирпичом. Между кирпичом и кожухом укладывается асбестовый картон или глинисто-асбестовая набойка. Кольцевой воздухопровод сообщается с фурмами через неподвижное колено, подвижное колено и сопло. 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, которые крепятся болтами. Подвижное и неподвижное колена внутри футеруются шамотным кирпичом. Подвижное колено имеет патрубок 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 кольцевого воздухопровода. подвижное колено подвешивается к неподвижному колену на двух шарнирных подвесках 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; пружина натяжного «устройства обеспечивает постоянное усилие прижатия. Натяжное устройство крепится к кожуху печи при помощи скобы, заделываемой в кожух.

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.

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, имеющей отверстие для выпуска шлака.

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 фурме должна совпадать с осью последней, приближаясь к прямой.

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

Газ в пылеуловитель поступает из доменной печи по нисходящему газопроводу 1 через вертикальную трубу 3, установленную по оси пылеуловителя. При переходе газа из трубы меньшего сечения в цилиндр большего сечения происходит увеличение объёма газа и снижение его скорости; при этом газ и пыль движутся различно. Пыль, как более тяжёлый компонент, под действием силы тяжести и инерции опускается вниз, а газ поднимается вверх и уходит по газопроводу 2 на полутонкую очистку.

Полутонкая очистка газа осуществляется в аппаратах, называемых скрубберами. Скруббер — аппарат мокрой очистки. Принцип действия аппаратов мокрой очистки основан на взаимодействии улавливаемых частиц пыли с каплями или плёнкой орошающей жидкости (воды). Рис.10. Схема пылеуловителя. Скруббер представляет собой вертикальный цилиндр диаметром 6-8м, высотой 20-30м, футерованный внутри во избежании коррозии керамической плиткой. Для орошения хаза вода подаётся форсунками, которые расположены несколькими ярусами. Грязный газ от пылеуловителя по направленному вниз газопроводу, несколько смещённому от вертикальной оси, подаётся в нижнюю часть скруббера. Такое расположение входного газопровода способствует более равномерному распределению газа по сечению скруббера. В скруббере в результате увеличения объёма скорость газа резко снижается и он смачивается водой. Крупные частицы пыли оседают в воде, а газ с мелкими частицами пыли поднимается вверх. Вода, тонко распыленная форсунками, при соприкосновении с горячим газом испаряется и насыщается газ парами. Газ, насыщаясь парами воды, охлаждается; пыль смачивается водой и осаждается в виде шлама в нижней части скруббера. Охлаждённый и очищенный газ выходит из скруббера через отводящий газопровод и направляется к агрегатам тонкой очистки.

Шлам из скрубберов при очистке газа высокого давления выпускается через водяной затвор, препятствующий выходу газа из скруббера через водослив 3. высота водяного затвора регулируется дроссельными клапанами 6. открытие дроссельного клапана регулируется поплавком 4, находящимся в поплавочной камере 5, поднимающимся или опускающимся в зависимости от уровня воды в скруббере. Тонкая очистка газа осуществляется в дроссельном устройстве.

Дроссельное устройство состоит из трёх параллельно расположенных патрубков диаметром 750мм, одного — диаметром 450мм и одного диаметром 200-350мм. Патрубки диаметром 750 и 450мм оборудованы дроссельными клапанами. первые три клапана постоянно закрыты, при этом увеличивается сопротивление в газопроводе и соответственно возрастает давление газа; открывают их лишь при переводе доменной печи на нормальное давление. Газ проходит через открытый клапан, степень открытия которого автоматически изменяется в зависимости от давления газа в печи. Перед клапанами газ обильно смачивается водой, подаваемой в газопровод через форсунки. Патрубок диаметром 200-ЗООмм служит для выпуска шлама. Очистка газ при прохождении через дроссельные клапаны происходит в результате высокой скорости газа и его расширения. Вследствие понижения температуры газа происходит конденсация паров, коагуляция.

Дата добавления: 2015-07-17