Как запускают доменную печь

Как запускают доменную печь

2. Длительная остановка и пуск доменной печи

Работы, связанные с остановкой печи, выполняет обслуживающий персонал под непосредственным руководством мастера, который отвечает за правильную и безаварийную остановку печи.

Остановка доменной печи

Перед длительной остановкой доменной печи тщательно проверяют все охладительные устройства и меняют или выключают сгоревшие на кратковременной остановке.

Начальник доменного цеха устанавливает такую шихту, чтобы печь была остановлена на горячем ходу и при шлаках, кислее обычных. Он же задает неполноту печи в зависимости от характера предстоящих работ и необходимости осмотра колошника печи, футеровки, защитных колец и пр. Последние скипы, подаваемые на большой конус, загружают рудой; малый конус, весовые воронки вагон-весов, воронковые весы и скипы оставляют без материалов.

Подготавливают и подают на колошник сухие дрова, паклю и керосин для зажигания и поддержания горения газа (в количестве, определяемом продолжительностью простоя печи). Заготавливают огнеупорную полукрепкую массу для закрытия фурм после остановки; при длительных остановках заготавливают кирпич, глину и песок.

Печь следует останавливать через 10 — 15 мин после выпуска чугуна, во время которого печь продувают.

Первоначально операции, выполняемые как при кратковременной, так и при длительной остановках печи, аналогичны. После снижения давления дутья до 9,8 кн/м 2 (0,1 ат) печь останавливают в следующем порядке:

а) открывают малый конус и закрепляют в открытом положении;

б) расклинивают, но оставляют закрытыми три люка газового затвора засыпного аппарата, зажигают на колошниковой площадке костры из дров и пакли, смоченной керосином. В скиповой яме должны быть подготовлены жаровни с горячим коксом и дровами;

в) открывают большой конус и закрепляют в открытом положении;

г) подают сигнал о снижении давления дутья до 4,9 кн/м 2 (0,05 ат), одновременно прекращают подачу пара под конусы

После того как выделение газа на колошнике начнет уменьшаться, его зажигают, для чего высыпают раскаленный кокс и горячие дрова из скипа в загрузочную воронку. Одновременно на колошнике осторожно (с помощью длинных крюков) открывают люки газового затвора колошника и через них бросают в печь горящие факелы. Если газ устойчиво горит, то открывают люки и на газоотводах. Необходимо соблюдать особую осторожность и не находиться против люков, а стоять только сбоку на достаточном расстоянии. Если газ не загорелся (или горение газа прекратилось), принимают более энергичные меры к его зажиганию, забрасывая через открытые люки газового затвора факелы из пакли, смоченной керосином. Если же и это не помогает, то поднимают давление дутья до 9,8 кн/м 2 (0,1 ат) и снова зажигают газ.

После зажигания газа большой и малый конусы оставляют открытыми. Когда наступает устойчивое горение газа, с колошника подают команду о немедленной остановке доменной печи. Тогда воздушный клапан снова открывают полностью, закрывают шибер холодного, а затем и горячего дутья.

Если газ горит сильно и пламя выбивается из приемной воронки, перегоняют скипы, чтобы не нагревались их канаты.

Открывают фланцы фурменных колен и фурмы забивают огнеупорной массой.

Когда печь останавливают на несколько дней, то сбрасывают сопла и только после этого останавливают воздуходувку. Затем выбивают фурмы, фурменные отверстия забивают глиной или же закладывают кирпичом, а снаружи подштукатуривают. Появляющиеся во время подсыхания кладки трещины и щели тщательно замазывают глиной, чтобы воздух не засасывался в печь. В течение всей остановки старшие газовщики непрерывно наблюдают за горением газа. Водопроводчик по указанию мастера уменьшает подачу воды на охлаждение и следит за исправностью охладительной арматуры, чтобы вода не попадала в печь.

Через 2 ч после зажигания газа на колошнике и при устойчивом его горении начинают вентилировать пылеуловители, для чего открывают клапаны на свечах и нижние пылеспускные клапаны. Подачу пара в пылеуловитель прекращают через 0,5 — 1 ч после окончания вентиляции (при отсутствии газа в пылеуловителях).

До начала вентиляции газовщик непрерывно следит по манометрам за давлением пара в пылеуловителях; его поддерживают избыточным во избежание аварии. Чтобы пылеуловитель не был смят из-за разрежения, категорически запрещается прекращать подачу в него пара, если свечи и затвор закрыты. При падении давления пара в пылеуловителях необходимо проверить поступление пара и полностью открыть вентили, если они были открыты не полностью, т. е. принимают самые срочные меры для обеспечения пылеуловителей паром.

Пуск доменной печи

Работы, связанные с пуском печи, выполняет обслуживающий персонал под непосредственным руководством мастера, который отвечает за правильный и безаварийный пуск печи.

Перед пуском доменной печи предупреждают персонал воздуходувки и газоочистки и указывают время пуска. При остановленной воздуходувке предупреждают о ее пуске за 2 ч; дутье всегда сначала принимают на атмосферный клапан (снорт).

Если фурмы были вынуты, очищают гнезда и ставят фурменные приборы. Сопла устанавливают после пуска воздуходувки; закрывают фланцы фурменных колен, а гляделки оставляют открытыми. За 0,5 — 1 ч до задувки печи в пылеуловители подают пар (при открытых свечах и пылевых затворах). Если пар в пылеуловители поступает в достаточном количестве, закрывают сначала пылевые затворы, а затем свечи. Газопроводы продувают паром, после чего закрывают свечи. Закрывают люки на газовом затворе (кроме одного люка), дают пар под большой конус и в межконусное пространство, закрывают последний люк на газовом затворе.

При пуске доменной печи соблюдают следующую последовательность операции:

а) подают сигнал «тихий ход» на соответствующую воздуходувку;

б) открывают шиберы холодного и горячего дутья; при давлении дутья 9,8 кн/м 2 (0,1 ат) и открытом воздушном клапане (снорт) продувают воздухопровод горячего дутья через открытые гляделки фурменных колен;

в) подают в доменную печь дутье давлением 9,8 кн/м 2 (0,1 ат) при открытом снорте; пробивают пиками глину в фурмах, после чего закрывают гляделки;

г) увеличивают расход воды на охлаждение печи (если расход воды был уменьшен на время остановки);

д) продувают газ через открытые свечи и конусы, после чего закрывают большой и малый конусы;

е) закрывают воздушный клапан;

ж) закрывают свечи на колошнике и открывают на пылеуловителях, поддерживая необходимое давление на колошнике;

з) продувают газом пылеуловители через верхние и нижние клапаны и закрывают нижние затворы;

и) открывают газовую задвижку, если шихта не подвисает;

к) закрывают свечи на пылеуловителях;

л) выключают сигналы «остановка печи» и «не грузить».

После пуска доменной печи начинается ее загрузка, прекращается подача пара в пылеуловители, постепенно увеличивается количество дутья до нормального, дается газ в воздухонагреватели для их нагрева.

По доступной стоимости костюм универсальный на сайте компании Аспект. . Сетка тканая нержавеющая нержавеющая сетка.

Источник: metallurgu.ru

Алексей Смирнов: Главный риск простоя метпредприятий — уход квалифицированного персонала

В общем перечне промышленных предприятий Донбасса в наиболее тяжелом положении оказались металлургия и коксохимия, так как их технологический процесс подразумевает непрерывное производство.

Несмотря на этот факт, из-за боевых действий некоторые заводы пришлось останавливать, чтобы сберечь оборудование и спустя несколько месяцев возобновить работу. Как дорого обходятся собственникам подобные перерывы в деятельности?

Остановка процесса выплавки чугуна или производства кокса требует не только дополнительных усилий и затрат, но может привести к полному разрушению дорогостоящего оборудования. Предприятия в зоне АТО прилагают максимальные усилия не только для сохранения техники и рабочих мест, но и для того, чтобы при первой возможности возобновить коммерческую деятельность. Если Алчевский МК простаивает с августа прошлого года, то, например, Енакиевский МЗ за этот же период дважды возобновлял работу металлургических агрегатов.

О том, какие риски для металлургов несет подобная пауза в производстве и во сколько может обойтись остановка и рестарт металлургических агрегатов, Delo.ua поговорило с профессором, доктором технических наук Алексеем Смирновым, за плечами которого сотрудничество практически со всеми металлургическим предприятиями Украины.

Алексей Николаевич, начиная с августа 2014 года большинство металлургических предприятий Донбасса вынуждены работать в сложных условиях. Им приходится внепланово останавливать или существенно сокращать выплавку стали и чугуна. А в случае временной стабилизации ситуации — резко возобновлять производство. Какие основные риски возникают у металлургов из-за подобной аритмии?

Основная сложность, которая возникает при внеплановой остановке классического металлургического завода, заключаются в том, что часть основных металлургических агрегатов работает в дискретном режиме, а часть — в квазинепрерывном. Например, агломашина для спекания рудного концентрата и доменная печь для выплавки чугуна работают в непрерывном режиме. А вот дальнейший процесс производства переходит в дискретный режим. Примерно раз в два часа чугун выливается в ковши и поступает в конвертерный цех для выплавки стали. Длительность плавки в конвертере составляет 40-50 минут. При этом конвертер как дискретно функционирующий агрегат можно остановить и достаточно продолжительное время поддерживать в горячем (рабочем) состоянии без существенных дополнительных усилий и затрат. А вот доменную печь быстро остановить нельзя. Процесс производства чугуна таков, что сверху в агрегат непрерывно засыпается шихта (железорудное сырье, кокс и некоторые другие компоненты — ред.), которая медленно опускается вниз и переплавляется. Как правило, работа домны поддерживается в течение 1,5-2 лет.

Как же ее в таком случае остановить, если этого требуют внешние условия?

Читать еще:  Как правильно подключить диодную ленту

Управление доменной печью — достаточно сложный и инерционный процесс, так как шихта идет по домне 5-6 часов. Даже если ты что-то изменил на входе, то первые результаты на выходе увидишь только часиков через 8.

Поэтому выход на холостой режим занимает много времени. Для этого меняют состав шихты: постепенно увеличивают долю кокса и уменьшают долю рудной составляющей. Это приводит к режиму горячей консервации, когда коксом, условно говоря, греют атмосферу. Но это очень дорогое удовольствие — тонна кокса сейчас стоит $160-210. А нужно сжигать несколько вагонов кокса в сутки, чтобы не охладить печь и сохранить футеровку (огнеупорная кладка внутри печи — ред.). Также возникает вопрос: за счет чего же платить зарплату персоналу? Ведь печь работает, люди ходят на работу, но фактически завод не производят металлопродукцию.

Сколько времени можно держать доменную печь в состоянии “горячей консервации”?

Раньше таких ситуаций практически не возникало, но жизнь диктует новые условия. Поэтому в последнее время металлургическая практика доказала, что поддерживать доменную печь “на горячем ходу” можно в течение 10-15 дней. Быть может, и больше, но следует помнить об экономической составляющей такой работы.

Что такое “холодная консервация”?

Это полная остановка доменной печи и ее охлаждение. В этом случае стараются выдуть доменную печь, то есть удалить все шихтовые материалы. Но в этом случае очень важно плавно охладить домну по технологии, чтобы огнеупоры, которые расположены внутри ее, не растрескивались и не рассыпались. Обычно на полную остановку агрегата уходит 5-10 дней.

Есть какие-то не технологические риски?

В случае длительной “холодной” консервации возникает вопрос сохранения квалифицированного персонала. Если оборудование останавливается надолго, то люди уходят с завода в поисках заработной платы. Например, с Алчевского меткомбината часть персонала уже переехала в Тулу, где строится новый конвертерный цех. Ребята не виноваты, они и их семьи есть хотят.

Если происходит “холодная” остановка — это уже конец домны?

Если все сделано по технологии, то нет. Первым делом, когда печь остынет, ее должны проверить, подремонтировать. Но термоохлаждение однозначно оказывает негативное влияние на футеровку.

Как происходит рестарт доменной печи?

На это процесс уходит больше времени и усилий, чем на остановку. Его начинают на 10-15 дней раньше остального оборудования. Нужно не спеша “разогнать” доменный цех, получить продукт похожий на чугун, так как несколько первых дней может получаться некондиционный металл.

Я слышал, что этот процесс может быть гораздо дольше…

Да, это так. Сутки-трое печка будет только прогреваться. Чугун вытекает из печи температурой 1350-1400 градусов, а внутри доменной печи температура достигает 1800-2000 градусов. Иначе главной химической реакции не будет — забрать кислород из Fe2O3 и получить железо. А потом может случиться то, что металлурги называют “не пошло”. Иногда приходится ждать до двух недель, чтобы получить продукт с нужными качественными характеристики.

Основные затраты при остановке и рестарте печи — сжигание кокса и некондиционный чугун, который потом небольшими партиями забрасывают в конвертер или реализуют на рынке.

Что если не удалось сберечь огнеупоры?

Необходим капитальный ремонт с заменой футеровки. Затраты — более $1 миллиона на одну печь! Плюс ремонт желобов и других менее дорогих “вещей”.

Кто может поставлять такие огнеупоры — украинские или иностранные производители?

Сейчас практически все приходит по импорту. Причем за последние годы в доменном производстве было найдено ряд инновационных технологических решений, ранее не применявшихся в отечественной металлургии. Чтобы не вдаваться в технические подробности, скажу лишь, что футеровка печи сейчас представляет собой несколько уровней, выполненных из разных материалов. Дно печи — из более стойких и прочных огнеупоров, верхняя часть, где больший механический износ, из других, которые можно ремонтировать даже без остановки печи.

Но тут кроется еще одна проблема. Работы по ремонту и обслуживанию огнеупоров в последние годы были переданы на аутсорсинг, в том числе иностранным компаниям. А какой иностранец сейчас сюда поедет? Им даже страховку не оплатят. Совокупность рисков, сопровождающих бизнес в Восточной Украине, существенно тормозит привлечение иностранных компаний.

Какие особенности у сталеплавильного передела?

В Украине все еще используется три способа выплавки стали: мартен, конвертер и электропечь. Мартен фактически остался только на “Запорожстали”. Если такую печь остановить, то ее футеровка сразу же разрушится при повторном нагреве. К счастью, все необходимые огнеупоры для мартеновской печи можно произвести и купить в Украине.

Основная часть стального производства — конвертеры, которые останавливаются просто. Цикл плавки — 40-50 минут. Если ты заранее знаешь, что нужно остановиться, то все подготовительные работы можно провести в течение 1-2 плавок. Остановить конвертер на несколько часов проблем нет. Переворачиваешь верх дном, и он спокойно простоит 8-10 часов без дополнительных действий.

А вот месяц он вряд ли простоит в таком виде. Футеровка конвертера — периклазоуглеродистые формованные огнеупоры высокой механической и химической прочности. Этот материал при охлаждении ниже 700-800 градусов может растрескаться при последующем нагреве.

Как же Енакиевский МЗ смог возобновить работу после полуторамесячного простоя?

По большому счету огнеупоры нельзя сохранить, так как в материале идут полиморфные изменения. Но бывает, что предприятия начинают греть конвертер и смотрят: разрушится-не разрушится? Но это очень высокий риск аварийности, и по большому счету так делать нельзя.

Прим. ред.: Один из руководителей Енакиевского МЗ уточнил Delo.ua, что футеровка конвертеров на предприятии не менялась. По словам собеседника в этом процессе главное правильно разогреть агрегат. Однако другие эксперты огнеупорной отрасли подтверждают слова Алексея Смирнова, что риск досрочного разрушения огнеупоров очень велик, поэтому с большой долей вероятности ЕМЗ придется раньше времени проводить замену футеровки.

Какая приблизительная стоимость футеровки для конвертера?

На Енакиевский МЗ — в районе $1 миллиона или чуть более. Ее стойкость 3-5 тысяч плавок или около $1,5 на тонну произведенной стали. В современном конвертерном цехе делается около 30-35 плавок в сутки. Соответственно, замена футеровки выполняется каждые 3,5-5 месяцев.

В каких еще металлургических процессах есть риск подобного разрушения?

Условно аналогичные процессы происходят в динасовых огнеупорах коксовых батарей. Если этот кирпич разогреть свыше 1000 градусов, то он спекается в великолепный материал. Но если его охладить, то футеровка разрушается (”убивается”). А это 900-1000 тонн огнеупоров, стоимостью около $600-800 за тонну. Причем там несколько сотен форматов кирпичей. Чтобы огнеупорный завод выполнил подобный заказ нужно несколько месяцев, еще несколько месяцев потребуется на возведение нового агрегата. Поэтому коксовые батареи непрерывно работают в течение 20-25 лет.

Прим.ред.: Собственники коксохимических заводов стараются любыми усилиями сохранять работоспособность батарей. Напомним, что осенью прошлого года Авдеевский КХЗ был обесточен, поэтому температура в коксовой батарее более месяца поддерживалась за счет обогрева природным газом. При этом не следует забывать, что Авдеевский КХЗ является крупнейшим предприятием в Европе и поэтому его значение для металлургии Донбасса трудно переоценить.

Что Вы можете сказать об электрометаллургии Украины?

Фактически в Украине более-менее стабильно работает три завода с электродуговыми печами: “Электросталь” (Курахово), “Интерпайп сталь” (Днепропетровск) и “Днепроспецсталь” (Запорожье). Плюс машиностроители: “Энергомашспецсталь”, НКМЗ и пр. В настоящее время несколько заводов простаивают: “ДЭМЗ” (Донецк), “Азовэлектросталь” (Мариуполь) и пр.

Электропечь легче всего переносит простои. Там тоже используются периклазоуглеродистые огнеупоры, которые разрушаются, если остановить печь. Но их расход гораздо ниже. К тому же электродуговые печи переплавляют исключительно металлолом и не привязаны к непрерывному циклу выдачи чугуна. Например, “Электросталь” (Курахово) работает с паузами в несколько дней, используя их для накопления металлолома и проведения планово-предупредительных ремонтов.

А как они поддерживают температуру в печи дольше 10-12 часов?

Подогревают сжиганием природного газа.

Крупнейшее металлургическое предприятие, которое сейчас простаивает — Алчевский МК. Реально ли его реанимировать?

По большому счету с ним ничего критического не произошло. Все агрегаты остановлены в соответствии с технологическими регламентами. Но есть две проблемы: энергоснабжение и логистика.

Каждый металлургический завод, как правило, имеет несколько вводов электроэнергии, чтобы в случае аварии на одном из них переключиться на другой. В Алчевске остался один ввод, да и тот, который идет от Счастья (Луганская ТЭС — ред.). Если вдруг во время работы выключится последний ввод, то отключатся насосы, другое оборудование. Застынут сталь и чугун, а из-за отсутствия воды есть риск взрыва.

Ну и, конечно, остаются проблемы с доставкой сырья и вывозом металлопроката по железной дороге. С этим столкнулись почти все промышленники Донбасса.

То есть, металлургию региона можно возродить в полном объеме?

Можно, но с учетом того, что потребуются инвестиции в ремонты и обновление оборудования. Также придется провести серьезное изучение кадровых потерь, ведь за границу уезжают лучшие специалисты.

Главное — закончить боевые действия и понять, в каком правовом поле будут работать металлурги, кому и по каким маршрутам будут отгружать готовую продукцию.

Алексей СМИРНОВ, профессор, доктор технических наук

Источник: ukrrudprom.ua

Доменная печь

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

Читать еще:  Слизало грани болта как открутить

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.

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.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: stankiexpert.ru

Устройство и принцип работы доменной печи

Выплавка чугуна в промышленных масштабах невозможна без габаритных, сложных и мощных печей. Доменная печь – вертикальное сооружение шахтного типа, в котором железную руду переплавляют в полезный металл. Устройство доменной печи подразумевает непрерывную работу конструкции в течение 3-12 лет, вплоть до капитального ремонта.

Устройство домны

Современная печь – это огромная конструкция весом до 35000 т и высотой до 40 м. Чтобы многолетняя выплавка без простоев была возможной, печь должна быть прочной и надёжной. Снаружи устройство покрыто стальным кожухом – основа облицована толстыми листами (до 4 см).

Изнутри расположена огнестойкая футеровка. Она нуждается в постоянном охлаждении, поэтому внизу монтируют металлоёмкости, в которых циркулирует вода. Поскольку жидкости нужно очень много, иногда применяют охлаждение испарением. Суть метода – в испарении кипящей воды, активно поглощающей при этом тепловую энергию.

Рисунок 2. Устройство доменной печи

Печь представляет собой сооружение, состоящее из множества элементов. Основные представлены:

Это верхний элемент, который служит для загрузки сырья (шихты) и отвода отработанных газов. Главная часть колошника – засыпной агрегат. В большинстве случаев аппараты для засыпки шихты двуконусные. Между засыпками оба конуса прикрыты. После подачи сырья меньший элемент опускается, и железная руда попадает в больший. Как только набирается необходимая порция, малый конус закрывается, из большого руда попадает в печь. После этого герметизируется и крупное устройство.

Более продвинутые домны имеют улучшенную конструкцию колошника. Роль большого конуса играет вращающийся желоб с регулируемым углом наклона. Благодаря этому возможна засыпка сырья с любой стороны.

Колошник служит и газоотводом. В процессе выплавки образуется огромное количество газа. Вместе с ним удаляется и железосодержащая пыль, которую улавливают газоочистители.

Рисунок 3. Схема доменного производства

Шахта занимает большую часть печного пространства. Конструкция, расширяющаяся книзу, представляет собой усечённый конус. Благодаря этому подача шихты происходит равномерно. Доменная печь – сооружение вертикальное и достаточно высокое. Это необходимо для обеспечения хим- и термообработки сырья нагретыми газами.

Элемент в форме цилиндра расположен в средней части рабочей доменной зоны. Для распара характерен наибольший диаметр. Назначение конструкции – увеличение печного пространства и ликвидация ненужного сырья. Здесь образуется пустая порода.

Укороченный конусообразный вариант распара – усечённый компонент обращён широкой частью вверх. С помощью заплечиков снижают объём выплавляемой шихты при производстве чугуна.

Основная часть, в которой и происходит выплавка металлов. Здесь горит кокс и образуется газ, накапливается шлак и чугун и происходит регулярный выпуск жидкого металла из конструкции. Состоит горн из фурменной зоны и металлоприёмника. Через фурмы, посредством воздухонагревателя и кольцевого воздуховода, в печь поступает горячий воздух. Он необходим для горения топлива. Дно металлоприёмника называется лещадь.

Читать еще:  Как проштробить бетонную стену под проводку перфоратором

Внизу горна находятся шлаковые и чугунные летки – отверстия, через которые проходит расплавленный металл. После выпуска чугуна отверстие закрывают с помощью поршневого механизма огнеустойчивой массой.

Шлаковые отверстия находятся на 1,5-2 м выше чугунных леток. Их закрывают с помощью стальных штопоров с наконечниками. От чугуна шлак отделяется посредством агрегата, расположенного на печном желобе. Обе составляющие подаются в специальные ковши.

Всё это гигантское сооружение имеет огромную массу. Такой вес необходимо передавать грунту равномерно. Поэтому домну устанавливают на массивном бетонном фундаменте, толщина подошвы которого может достигать 4 м. Подошва служит опорой колоннам, на которые, в свою очередь, опираются металлоконструкции. Верхнюю фундаментную часть выполняют из жаростойкого бетона в формате монолитного цилиндра.

Давление огромной массы на грунт компенсируется устройством мощного фундамента

В таблице представлена взаимосвязь размеров некоторых современных печей.

Размеры, мм Полезный объём домны, м3
2000 3000 5000
Диаметр:
колошника 7300 8200 11200
распара 10900 12900 16300
горна 9750 11700 14900
Высота:
шахты 18200 20100 19500
горна 3600 3900 4500
полезная 29200 32200 32200
полная 32350 34650 36900

Дополнительные печные элементы

Функционирование печи требует работы вспомогательных устройств. Среди них:

  • воздухонагреватели; крупные элементы башенного типа располагают рядом с печью; в них поступает колошниковый газ, который затем сгорает; благодаря этому образуется ещё более горячий газ, посредством сложной системы нагревающий воздух; последний – нагретый до температуры, как минимум, 1000 градусов – идёт в ход для выплавки чугуна;
  • воздуходувные машины; сжатый воздух необходим для топливного горения; в печь воздух поступает благодаря устройствам, образующим давление порядка 25 МПа;
  • устройства для подъёма и засыпки шихты;
  • газоочистители для очистки колошниковых газов;
  • прочие вспомогательные устройства – например, мостовые краны, которыми оборудованы литейные дворы.

Рисунок 4. Пример современной доменной печи

Современные печи оснащаются системами автоматики. Компьютеризация позволяет контролировать и регулировать основные параметры, связанные с функционированием домны. Под контролем уровень засыпки сырья, давление газа, температура дутья и т. п.

Современные домны даны на откуп автоматике. Компьютер контролирует основные производственные процессы

По какому принципу работает доменная печь?

Принцип работы доменной печи основан на сложных физико-химических процессах. Выделяют такие операции:

  • сгорание топлива;
  • восстановление железа;
  • разложение известняка на окись кальция и угольный ангидрид;
  • насыщение железа углеродом;
  • плавка металла;
  • плавление шлака и др.

Рисунок 5. Производство чугуна с химической точки зрения

В самом общем смысле доменная плавка – это производство чугуна из железорудного сырья. Главные материалы, с помощью которых возможна выплавка чугуна:

  • топливо – кокс;
  • железная руда – сырьё, из которого выплавляют чугун;
  • флюс – спецдобавки из песка, известняка и некоторых других материалов.

В печи шихта попадает в виде мелкопородных сплавленных кусков – окатышей или агломератов. В качестве рудного вещества могут выступать марганцевые руды или различные вариации железняка. Сырьё засыпают в колошник слоями, чередуя с пластами флюса и кокса.

Назначение флюса – отделение чугуна от примесей и пустой породы (шлака)

Шлак всплывает на поверхности раскалённого чугуна. Примеси сливают до того, как жидкий металл застынет.

Подача сырья, как и работа печи, должна быть непрерывной. Постоянство процесса обеспечивают специальные транспортёры. Попадая через описанные элементы в горн, шихта проходит через ряд технологических процессов.

Рисунок 6. Схема домны

Сгорающий кокс даёт требуемую температуру, которая не должна опускаться ниже 2000 градусов. Горение способствует соединению кислорода и каменного угля. Параллельно образуется углекислый газ. Под влиянием высокой температуры последний становится оксидом углерода. Благодаря этому восстанавливается железо.

Восстановление железа – один из важнейших производственных этапов. Без этого процесса невозможно обретение металлом необходимой прочности.

Чугун становится таковым после того, как железо пройдёт через расплавленный кокс. Чтобы результат стал возможным, железо должно насытиться углеродом. К чугунам относят сплавы, в составе которых на долю углерода приходится 2-5%.

После того, как готовый металл накопился в горне, его выпускают через летки. Через верхнее отверстие сначала выпускают шлак, а после – через нижнее – чугун. Последний сливается по каналам в ковши и отправляется на последующую обработку.

Заключение

Доменная печь – одна из самых важных составляющих чёрной металлургии. В современных реалиях домны обычно «встроены» в металлургические комбинаты. Средняя печь способна ежедневно выдавать около 12000 т чугуна, расходуя при этом приблизительно 20000 т исходного сырья.

Источник: znatoktepla.ru

Пуск доменной печи

Задувка доменной печи является ответственной операцией, от успешного проведения которой зависит нормальная работа печи и возможность достижения на период эксплуатации наилучших технико-экономических показателей.

Правильная задувка должна обеспечить равномерный нагрев кладки печи и выработку нормального профиля, для чего в период задувки и раздувки необходимо обеспечить оптимальный шлаковый режим, устойчивый нагрев и ровный ход печи.

Газоочистка должна находиться в полной готовности к приему грязного газа. Перед пуском необходимо осмотреть газовые и воздушные тракты печи и воздухонагревателей. При этом убедиться в отсутствии людей, инструмента и посторонних предметов. Закрыть все люки и лазы на воздухонагревателях, пылеуловителе, воздухопроводах и газопроводах.

Охлаждение печи должно быть тщательно проверено, вода должна поступать нормально на все охладительные приборы. Сигнализация снижения давления воды должна быть проверена и находиться в рабочем состоянии.

К моменту задувки доменной печи все механизмы и оборудование, приборы контрольно-измерительной системы должны быть опробованы в работе.

Снимается листовая заглушка на газопроводе чистого доменного газа и принимается газ на нагрев воздухонагревателей.

В случае проведения капитального ремонта перед загрузкой шихтовыми каналами печь должна быть просушена горячим воздухом и испытана на плотность по специальной инструкции.

За 4 часа до начала сушки печи горячим воздухом необходим запуск паровой турбины. После пуска воздуходувки и принятия воздуха на клапан «Снорт» устанавливаются все воздушные фурмы и сопла. Производится сушка и загрузка шихтовых материалов.

Перед загрузкой печи шихтовыми материалами устанавливаются все сопла, фурмы забиваются полусухой глиной, открываются крышки колен, шлаковая летка закрывается механически стопором.

На время загрузки печи исходное состояние клапанов должно быть следующим:

  • а) задвижка на наполняющем газопроводе у скруббера закрыта, атмосферные клапаны печи открыты;
  • б) отсекающий клапан на пылеуловителе закрыт, атмосферная свеча на пылеуловителе открыта, пылеспускной клапан на пылеуловителе открыт;
  • в) уравнительные клапаны большого конуса закрыты, малого — открыты.

После наполнения печи шихтовыми материалами, производится установка уровнемеров в нулевое положение и эскизируется расположение гребней шихты на уровне засыпи.

Принимается пар на коллектор доменной печи.

За 30-60 минут до задувки печи подается пар в пылеуловитель и на отсекающий клапан при открытой свече и пылеспускном клапане. Подача пара в пылеуловитель производится после подачи в скруббер и циклон воды.

При надежном и достаточном поступлении пара в пылеуловитель, на нем закрывается пылеспускной клапан. Большой и малый конуса, уравнительные клапаны малого конуса и атмосферные клапаны печи остаются в открытом положении.

Открывается пар в наполняющий газопровод получистого газа для продувки его через открытые уравнительные клапаны большого и малого конусов и открытый малый конус, после чего уравнительные клапаны большого конуса закрываются.

После подачи пара в пылеуловитель, на отсекающий клапан, пол большой и малый конуса, наполняющий газопровод, снимается листовая заглушка, отключающая газоочистку от заводского чистого газа.

В воздушных фурмах, закрытых огнеупорной глиной, делаются отверстия диаметром 100 мм, закрываются крышки и открываются гляделки на фурменных коленах.

Задувается печь, для чего на более прогретом воздухонагревателе открывается шибер горячего дутья, а затем шибер холодного дутья и прикрывается клапан «Снорт».

После продувки воздухопровода горячего дутья через открытые гляделки фурменных колен, последние закрываются.

Поднимается давление дутья клапаном «Снорт» до 1 ати и при появлении газа через открытые конуса, закрываются сначала большой, а потом малый конуса. Температура дутья устанавливается согласно режиму задувки.

Через 30 минут при установившемся устойчивом горении кокса на фурмах, количество дутья уменьшается. Давление горячего дутья поддерживается в пределах 0,5 — 0,6 ати (49-59 кПа). Температуру горячего дутья понижают до 700 °С.

При достижении температуры колошникового газа 200°С и получения нормального анализа газа на содержание кислорода открывается отсекающий клапан и продувается газом пылеуловитель через атмосферную свечу и пылеспускной клапан, после чего последний закрывается. Атмосферная свеча на пылеуловителе закрывается.

После продувки газоочистки газом и включения её в заводской газопровод чистого газа закрываются атмосферные клапаны печи и закрывается пар в пылеуловитель, на отсекающий клапан и под большой конус.

Открывается задвижка на заполняющем газопроводе получистого газа и производится продувка газопровода газом через открытые уравнительные клапаны большого и малого конусов, после чего уравнительные клапаны включаются в работу, продувка межконусного пространства также включается а работу.

Газ, выделяющийся из трубы, установленной в чугунной летке, поджигается, труба из летки удаляется и летка закрывается при появлении шлака.

Дальнейший технологический режим раздувки печи устанавливается специальной инструкцией.

Источник: studwood.ru

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector