УСТРОЙСТВО ДОМЕННОЙ ПЕЧИ Доменная печь представляет собой шахту, внутренняя часть которой выложена огнеупорными материалами. Сверху в печь загружают шихтовые материалы: кокс, агломерат, руда, флюсы, добавки, снизу подают нагретый воздух и природный газ. За счет кислорода воздуха в доменной печи происходит неполное сгорание кокса и природного газа. Продуктами его являются окись углерода— СО, водород — Н 2 и азот — N 2. Поднимаясь вверх, эти газы нагревают опускающиеся вниз шихтовые материалы и восстанавливают из окислов железо, кремний, марганец и другие элементы. Таким образом, доменная печь работает по принципу противотока: шихта опускается вниз — газы поднимаются вверх.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЦЕПОЧКА МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА Производство чугуна Производство стали Доменная печь Непрерывная разливка Кислородн. Внепечн. Вакуумн. конвертер обработка Железорудно е сырье: Обогащ. Окомков. Спеч. Тверд. металлошихта Тверд. шихта Чугун Жидк. мет. COREX Полосов. стан г/п НР блюмов / балочн. заготовки Блюмы, заготовка Стан х/п Металлолом Металлургиче ский процесс Оцинк. лист Лист с полим. покр. Дрессировочн. стан Г/к полоса Сварка труб Волочение, зачистка, шлифовка НР сортов. заготовки Вакуумн. обр. Горяч. цинков. Полим. покр. Лист / рулон Жидк. мет. Сталь, раскал. докр. Сталь, деформиров. в горяч. сост. Сталь, деформиров. в хол. сост. Металл с покрытием Сортов. стан Электродугов. Внесталеплавильн. печн. Прямое восстановление печь обр. Отделка полосы Лист толстый и средн. толщ. Лист с обработ. поверхностью Толстолист ов. Травильн. агрегат стан Слябы FINEX Холодная прокатка НР толстых слябов НР слябов (в т. ч. , средн. толщ. ) Восстано вители: Кокс ПГ, Уголь флюсы Горячая прокатка Сортопрокатн. / мелкосортно-проволочн. ст. Сварные трубы Профиль* Спец. сталь Торгов. сортов. прокат Катанка, сортов. пр. Заготовка Процесс прокатки • • крупносортн. профиль, тавров. профиль, рельсы, шпунтов. профиль
УСТРОЙСТВО ДОМЕННОЙ ПЕЧИ Разрез доменной печи: 1 — копер; 2 — газоотвод; 3 —скип; 4 — наклонный мост; 5 — колошниковая площадка; 6 — засыпной аппарат; 7 — шамотная кладка; 8 — колонна; 9 — холодильники; 10 — бронь; 11— маратор; 12— кольцевой воздухопровод; 13 — фурменный прибор; 14 — шлаковый стопор; 15 — шлаковая летка; 16 — чугунная летка; 17 — кладка углеродистая; 18 — основная ко лонна; 19 — фундамент
ПРОФИЛЬ И РАЗМЕРЫ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ Профиль доменной печи: 1 — колошник; 2 — шахта; 3 — распар; 4 — заплечики; 5 — горн. Очертание внутреннего рабочего пространства доменной печи называют профилем. Верхняя цилиндрическая часть объема печи называется колошником. Далее следует шахта — самая большая часть печи. Шахта постепенно расширяется и переходит в цилиндрический распар — самую широкую часть печи. Нижняя часть печи, горн, имеет меньший диаметр и соединяется с распаром через заплечики. На нижнем уровне горна расположены чугунные летки (одна или две). Расстояние от уровня чугунной летки до верха колошника называется полезной высотой доменной печи.
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ПО ВЫСОТЕ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ Распределение температуры по высоте доменной печи (1952 г. ); 1— большая печь НТМК; 2 — малая печь комбината им. Серова Важнейшая характеристика доменной печи — величина ее полезного объема. Самые крупные в мире доменные печи имеют полезный объём 5500 м 3. Доменная печь № 5 ( «Северянка» ) занесена в Книгу рекордов Гиннеса, как крупнейшая печь в мире на момент пуска в 1986 году, и до сих пор сохраняет этот статус в России и в Европе. Высота – 102 метра, корпус печи сварен из спецстали толщиной 60 мм. «Северянка» может выдавать по 11 000 тонн чугуна в сутки (более 4 млн тонн в год).
ЭНЕРГОРЕСУРСЫ, ПОТРЕБЛЯЕМЫЕ В ДОМЕННОМ ПРОЦЕССЕ Энергоресурсы Тепловая энергия Продукты разделения N п/ п Перечень цехов, участков, объектов, и субабонентов предприятия Коксовый газ Доменный газ пар Теплофикационная вода Пожарно-питьевая техническая оборотная Повторно используемая Промышленные сточные воды Сжатый воздух Кислород азот Вода Природный газ Газообразное топливо 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 Доменная печь + + + + 2 Воздухонагреватели + + + + 3 Газоочистка + + 4 Станция подготовки воздуха горения + + + +
ПРОДУКТЫ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ Продуктами доменной плавки являются чугун, шлак и доменный газ. Доменные печи выплавляют чугун для различных целей. Передельный чугун предназначается для переплавки в сталь. Этот чугун хрупок, плохо заполняет формы и непригоден для изготовления из него готовых деталей машин. В передельном чугуне содержится 0, 3— 1, 2% Si и до 2, 5% Мп. Содержание серы в передельном чугуне должно быть минимальным, поскольку удаление ее при переплаве чугуна в сталь обходится дорого. Обычно содержание ее не превышает 0, 035— 0, 060%. Сразу после выпуска из доменной печи передельный чугун доставляют в сталеплавильный цех Литейный чугун предназначается для отливки различных деталей, так как такой чугун имеет большую твердость и достаточную прочность. Содержание серы в нем должно быть меньше, чем в передельном чугуне, поскольку наличие серы ухудшает прочность готовых деталей. Литейный чугун легко заполняет формы, что обусловлено большим содержанием кремния в нем (1, 3— 4, 7%). Содержание марганца обычно не превышает 1, 0%. Ковкий и валковый чугуны. Эти чугуны отличаются большой прочностью; в отличие от обычных чугунов они не обладают хрупкостью. В доменных печах выплавляют и специальные чугуны, называемые ферросплавами: ферросилиций — с большим содержанием кремния (9— 15%), ферромарганец — с большим содержанием марганца (70— 80%) и некоторые другие. .
КИСЛОРОДНО-КОНВЕРТОРНОЕ ПРОИЗВОДСТВО Впервые в мировой практике продувка чугуна кислородом была осуществлена инж. Н. И. Мозговым на машиностроительном заводе «Большевик» в г. Киеве в 1933 году. В период 1937 – 39 гг. в АН УССР была проведена серия опытов по продувке кислородом чугуна в ковшах с целью снижения содержания кремния, марганца и углерода. В 1944 г. продували чугун кислородом в конвертерах на Мытищинском машиностроительном заводе «Динамо» , а за период 1944 – 52 годы экспериментировали продувку кислородом конвертеров вместимостью до 12, 5 т различными способами: боковым, донным и подачей сверху. В 1945 г. был пущен первый кислородный конвертер на Тульском машиностроительном заводе, а в 1955 – 1957 гг. введены в строй конвертерные печи на Днепропетровском и Криворожском металлургических заводах. Большой вклад в развитие кислородного способа производства стали внес коллектив ЦНИИЧМ под руководством акад. И. П. Бардина. В зарубежной практике начали применять кислород в конвертерном производстве в Австрии (фирма «Фёст» ) с 1949 г.
УСТРОЙСТВО КИСЛОРОДНОГО КОНВЕРТЕРА Устройство кислородного конвертера верхнего дутья (LD конвертер, BOF – от английского Basic Oxygen Furnace) 1 – корпус; 2 – футеровка; 3 – рабочее пространство конвертера; 4 – опорное кольцо с цапфами и системой крепления в нем корпуса; 5 – опорные узлы и станины; 6 – механизм поворота; 7 – кислородная фурма с системой крепления и перемещения Типовые конструкции кислородных конвертеров имеют тоннаж 50 т, 100 т, 130 т, 160 т, 200 т, 250 т, 350 т и 400 т. Производительность одного конвертера вместимостью 400 т превышает производительность 600 -т мартеновской печи в 8 – 10 раз. Современный конвертерный цех с тремя-четырьмя конвертерами вместимостью по 400 т каждый, два-три из которых работают непрерывно, может выдавать плавки с циклом 35 – 40 мин, что соответствует производительности 12 – 20 млн. т в год. 250 -тонному кислородному конвертеру, сегодня необходимо около 20 тонн чистого кислорода, каждые 40 минут.
Схема получения стали в кислородном конвертере а — загрузка металлолома; б — заливка чугуна; в — продувка; г — выпуск стали; д — слив шлака.
СХЕМА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СТРУИ ГАЗА И ЖИДКОСТИ При большой скорости кислородной струи и, следовательно, глубокой воронке основная часть струи глубоко проникает в металлическую ванну. Кислород, проникающий в металл и отраженный от него, химически взаимодействует с металлом. В результате этого взаимодействия объем газа может как увеличиваться, так и уменьшаться. В начале плавки, когда преимущественно окисляются кремний, марганец, железо и фосфор, объем газа может уменьшаться. Увеличение объема газа наблюдается тогда, когда кислород преимущественно расходуется на окисление углерода. В середине плавки, когда окисляется только углерод и в основном до СО по реакции 2 [С]+02= = 2 С 0, объем газа увеличивается примерно в два раза. В конце плавки, при достижении <0, 05% [С], когда кислород в основном расходуется на окисление железа, объем газа может уменьшаться. В связи с этим интенсивность перемешивания металла в конверторе неодинакова в различные периоды плавки, если даже интенсивность подвода кислорода постоянна. В конвертор всегда подводится холодный кислород, но в результате взаимодействия с ванной он мгновенно нагревается, резко в 5— 6 раз увеличивая свой объем
ЗАВИСИМОСТЬ ГЛУБИНЫ ПРОНИКНОВЕНИЯ СТРУИ В ЖИДКУЮ ВАННУ В. И. Баптизманским была получена эмпирическая зависимость, связывающая глубину проникновения струи в жидкость с параметрами дутьевого режима: где h — глубина проникновения струи, м; р — давление дутья перед соплом, МПа (ат); d 0 – диаметр сопла, м; х–высота подъема фурмы над уровнем металла, м; В — постоянная, зависящая от вязкости и других свойств жидкости (для стали В ≈ 40); ут — объемная масса жидкости, Мг/м 3; К — коэффициент, равный 40 (зависит от размерности других величин). Подача кислорода осуществляется через водоохлаждаемую фурму, вводимую в горловину конвертора сверху. Каждый конвертор обычно оборудован двумя фур мами, одна из которых находится в работе, а другая в резерве. При большой емкости конвертора и высокой интенсивности подачи кислорода в работе и резерве могут находиться по две фурмы (вариант подачи кислорода через две фурмы).
МАРТЕНОВСКОЕ ПРОИЗВОДСТВО Мартеновскую печь условно разделяют на верхнее (выше рабо чей площадки 16) и нижнее (ниже рабочей площадки) строения. Верхнее строение печи состоит из рабочего пространства 8, головок 6 и вертикальных каналов 4. Нижнее строение печи включает в се бя регенераторы 2 шлаковики 3 и борова 1. , Рабочее пространство — это та часть печи, где протекают про цессы выплавки стали, сгорания топлива и передачи тепла материа лам шихты. Мартеновская печь, отапливаемая высококалорийным топливом 1–боров, 2– регенератор, 3–шлаковик, 4 – вертикальные каналы, 5–го релки, 6– головка, 7 и 9 откосы 8–рабочее пространство, 10–подина 11– задние стенки, 12–кислородные фурмы 13–свод, 14 – столбики, 15–зава лочные окна, 16 – верхняя рабо чая площадка,
МАРТЕНОВСКОЕ ПРОИЗВОДСТВО Применение котла-утилизатора большой мощности и мокрой газоочистки позволило обеспечить удовлетворительную пропускную способность тракта при интенсивности продувки 36 м 3/(т·ч). Совершенствование конструкции главного свода рабочего пространства, металлокаркаса 270 - и 900 -т мартеновских печей также позволило существенно увеличить стойкость сводов. Дальнейшее улучшение работы регенераторов (в результате применения комбинированной кладки насадок; подбора оптимального размера ячейки и огнеупоров и др. ) обеспечило значительное увеличение периода между полной сменой насадок; так, у 270 -т печей с интенсивностью продув ки 3, 5 и 18 м 3/(т·ч) стойкость насадок до полной смены после реконструкции составила соответственно 1000 и 2500 плавок. Для продувки металла кислородом в печи применяли фурму НИИМ — ММК с переменным углом наклона сопел, что способствует рассредоточению кислородных струй, достаточно полному усвоению кислорода и снижению разбрызгивания ванны при продувке.
КОНСТРУКЦИЯ РАБОЧЕГО ПРОСТРАНСТВА ДВУХВАННОЙ ПЕЧИ
РАСЧЕТНЫЕ (А) И ФАКТИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ ДВУХВАННЫХ ПЕЧЕЙ ЗАВОДА «КРИВОРОЖСТАЛЬ» (Б) И ММК (В) Показатели А Б В Производительность, тыс. т/год 1250 1240 1600 Прои-сть, приведенная к ёмкости 300 т, тыс. т/год 1250 1260 1760 Простои на ремонтах , % 10, 0 15, 9 5, 1 Расход: топлива, кг/т. . 34, 0 38, 4 12, 1 70, 0 85, 0 75, 7 1124 1143 1124 700 756 740 – 18, 0 9, 1 4, 5 – 3, 5 кислорода, м 3/т Металлошихты, кг/т В т. ч. чугуна, кг/т. Огнеупоров, кг/т. . . . в т. ч. на ремонты, кг/т
ПPИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА НАГРЕВАТЕЛЬНОЙ ПЕЧИ. 1 – нагреваемый металл; 2 – толкатель; 3 – глиссажные и опорные трубы; 4 – горелки; 5 – дымовые каналы; 6 – дымовой боров; 7 – рекуператор; 8 – дымовая труба
ПЕЧЬ С ШАГАЩИМ ПОДОМ СО СВОДОВЫМ ОТОПЛЕНИЕМ
ТИПОВЫЕ ГРАФИКИ НАГРЕВА МЕТАЛЛА
МЕТОДИЧЕСКАЯ ПЕЧЬ С ТОРЦОВЫМ ПОСАДОМ И ВЫДАЧЕЙ, ОТАПЛИВАЕМАЯ С ПОМОЩЬЮ ИНЖЕКЦИОННЫХ ГОРЕЛОК 1— РЕКУПЕРАТОР; 2 — ЖЕЛОБ ГИДРОСМЫВА ОКАЛИНЫ; 3 — ЛЕТКА ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ШЛАКА; 4 — ЛОТОК ДЛЯ СМЫВА ОКАЛИНЫ ИЗ ПОД РОЛЬ ГАНГА; 5 — ТОЛКАТЕЛЬ; 6 — РОЛЬГАНГ ЗАГРУЗКИ; 7 — ОТБОЙНИК; 8 — ЛОЖНОЕ ОКНО; 9 — ГОРЕЛКИ; 10 — ОКНО ВЫДАЧИ; 11— МЕХАНИЗМ ОТ КРЫВАНИЯ ЗАСЛОНКИ ОКНА ВЫДАЧИ; 12 — МЕХАНИЗМ ОСВОБОЖДЕНИЯ МОНОЛИТНОГО ПОДА ОТ ЗАГОТОВОК; 13 — РОЛЬГАНГ ВЫДАЧИ ЗАГОТОВОК
МЕТОДИЧЕСКАЯ ПЕЧЬ С БОКОВЫМ ПОСАДОМ И ВЫДАЧЕЙ, С НАКЛОННЫМ ПОДОМ, ОТАПЛИВАЕМАЯ С ПОМОЩЬЮ ГОРЕЛОК ТИПА «ТРУБА В ТРУБЕ» : 1 — ТОЛКАТЕЛЬ; 2 — ОТБОЙНИК; 3 — ЛОЖНОЕ ОКНО; 4 — ЖЕЛОБ ГИДРОСМЫВА ОКАЛИНЫ; 5 — РЕКУПЕРАТОР; 6 — ГОРЕЛКИ
ПРОФИЛИ И ОСНОВНЫЕ РАЗ МЕРЫ РАБОЧЕГО ПРОСТРАНСТВА ТОЛКАТЕЛЬНЫХ МЕТОДИЧЕСКИХ ПЕЧЕЙ А — С НАКЛОННЫМ ПОДОМ; Б — Г — СООТВЕТСТВЕННО С ТРЕМЯ — ПЯТЬЮ ЗОНАМИ ОТОПЛЕНИЯ:
МЕТОДИЧЕСКАЯ ПЕЧЬ С ТОРЦОВОЙ ПОСАДКОЙ И ВЫДАЧЕЙ, ОТАПЛИВАЕМАЯ С ПОМОЩЬЮ ИНЖЕКЦИОННЫХ ГОРЕЛОК, УСТАНОВЛЕННЫХ В ЧЕТЫРЕХ ЗОНАХ ОТОПЛЕНИЯ 1 — РОЛЬГАНГ ВЫДАЧИ; 2 — МЕХАНИЗМ ДЛЯ ОСВОБОЖДЕНИЯ МОНОЛИТНОГО ПОДА ОТ ЗАГОТОВОК; 3 — ОТБОЙНИК; 4 — ЛОЖНОЕ ОКНО
ТОРЕЦ ПЕЧЕЙ С ТОРЦОВОЙ ВЫДАЧЕЙ А — С ИНЖЕКЦИОННЫМИ ГОРЕЛКАМИ; Б — С ГОРЕЛКАМИ «ТРУБА В ТРУБЕ» ; 1 — ПОДОВЫЙ БРУС; 2 — НАПРАВЛЯЮЩИЙ БРУС; 3 — НАКЛОННЫЕ ПЛИТЫ; 4 — ОПОРНАЯ БАЛКА; 5 —РОЛЬГАНГ ВЫДАЧИ; 6 — МЕХАНИЗМ ОСВОБОЖДЕНИЯ МОНОЛИТНОГО ПОДА
ТОРЦЫ ПЕЧЕЙ С БОКОВОЙ ВЫДАЧЕЙ А, Б — ШИРИНОЙ СООТВЕТСТВЕННО ДО 6 И БОЛЕЕ 6 М; 1 — ПОДОВЫЙ БРУС; 2 — ЖЕЛОБ; 3 — ФОРСУНКА; 4 — ИНЖЕКЦИОННАЯ ГОРЕЛКА; 5 — ОКНО ДЛЯ ЧИСТКИ; 6 — ЖЕЛОБ ДЛЯ ГИДРОСМЫВА ОКАЛИНЫ; 7 — ВОДООХЛАЖДАЕМЫЕ ЭКРАНЫ
СХЕМА РАЗВОДКИ ВОДЫ К ОХЛАЖДАЕМЫМ ЭЛЕМЕНТАМ ПОДА 1 - ПРОДОЛЬНЫЕ ТРУБЫ; 2 – ЗМЕЕВИК; 3 – ПОПЕРЕЧНЫЕ ТРУБЫ; НАПРАВЛЯЮЩИЕ БРУСЬЯ
ГОРЕЛОЧНЫЕ ТОРЦЫ СВАРОЧНЫХ ЗОН МЕТОДИЧЕСКИХ ПЕЧЕЙ А — С ИНЖЕКЦИОНТЛМИ ГОРЕЛКАМИ; Б —С ГОРЕЛКАМИ ТИПА «ТРУБА
Скачать презентацию УСТРОЙСТВО ДОМЕННОЙ ПЕЧИ Доменная печь представляет собой шахту
0 Конструкции печей.pptx