Конструкція доменної печі та допоміжних пристроїв
Сучасні доменні печі мають великі розміри - загальна висота їх досягає 70 м, обсяг - 2700 м 2 і більше, а продуктивність - понад 5000 тчугуна на добу.
Рис 1. Схема типової доменної печі (вертикальний розріз):
1 - малий конус, 2 - великий конус, 3 - газовідвідні труби 4 - флюс, 5 - кокс, 6 - руда, 7 - кожух, 8 - краплі чавуну 9-краплі шлаку, 10 - броня, 11 - шлакова льотка, 12 - жолоб для випуску шлаку;
Доменна піч являє собою піч шахтного типу, що складається з колошника I (рис 1.), шахти II, розпару III, заплічників IV і горна V.
Уколошник - верхню циліндричну частину печі - за допомогою засипного апарату завантажують шихтові матеріали (кокс, агломерат і частково руду з флюсом), званішихтою ; там же знаходиться завантажувально-розподільний пристрій, що забезпечує правильний розподіл матеріалів шихти в печі і запобігає витоку газів. Цей пристрій буває різної конструкції. Найбільш поширена конструкція засипного апарату складається з малого конуса 1 (див. рис. 1) і великого конуса 2. Конусний метод завантаження забезпечує такий розподіл матеріалів у печі, при якому більші шматки шихти потрапляють до центру печі, а дрібніші розташовуються ближче до стінок . При цьому виходить найповніше охоплення газами всієї шихти. Зазвичай гази прагнуть пройти біля стін печі, значно менше їх проходить через центр. Створюючи більш щільний шар матеріалів у стінок і менш щільний - у центрі, домагаються рівномірного проходження газів по всьому перерізу печі, що сприяє повному відновленню руди.
Доколошнику прикріплені газовідвідні труби, через які відводять колошниковий газ. Температура в колошнику – від 150 до 300°С.
Шахта II має форму зрізаного конуса, що розширюється донизу. Це найбільша частина печі. У шахті відбуваються висушування руди, виділення хімічно зв'язаної води, розтріскування руди та починається відновлення її оксидів. Температура у шахті на різній висоті від 350 до 1200°С.
Распар III має циліндричну форму і є найширшою частиною доменної печі. У розпарі починаються шлакоутворення та плавлення металу. Температура в цій зоні близько 1400 ° С і вище.
Заплечики IV мають форму зрізаного конуса, що звужується донизу. Вони відбувається подальше розплавлення металу і шлаку. Температура досягає 1600-1800-1900 ° С.
У верхній частинігірна V розташовані фурми 17 - пристрій для вдування в піч гарячого повітря, що забезпечує горіння палива. Фурми розташовані по колу горна. У доменних печей їх буває шістнадцять і більше.
Повітря в фурми потрапляє з кільцевого повітропроводу 18. У верхній частині горна розташований отвір для випуску чавуну - чавунна льотка 15. Вище чавунної льотки влаштована шлакова льотка 12 для випуску шлаку. Температура у горні сягає 1800° З. На дні горна, званому ляском (13), накопичуються рідкий чавун і шлак. чавун випускають із печі періодично (6-8 разів на добу). Разом із чавуном із печі витікає шлак, який називають нижнім. Верхнім називають шлак, який випускають через шлакові льотки. Підставою печі є важкий залізобетонний фундамент. Шахта укріплена на колонах, пов'язаних із фундаментом.
Допоміжні пристрої доменних печей повинні бути надійними у роботі для безперебійного обслуговування печей протягом 5—7 років. До нихчислу відносяться: підйомні та завантажувальні механізми, ливарні двори та піддоменники, повітронагрівачі, повітродувні машини та газоочисники.
Повітронагрівачі (рис. 2) призначені для нагрівання повітря, що надходить у доменну піч, з метою прискорення процесу плавки шляхом отримання в горні високої температури при меншій витраті палива.
Дія повітронагрівача (див. рис. 2) таке. Нагрівання проводиться спалюванням доменного газу, що надходить у пальник 5, де газ змішується з повітрям і згоряє.
Полум'я піднімається камерою 1, проходить через канали цегляної насадки, розжарює її і випускається через димову трубу 3.
Після нагрівання насадки
до 1500° через пристрій 4 вводять зовнішнє повітря. Проходячи через насадку, він нагрівається до 1000 - 1200 ° і надходить у доменну піч.
Мал. 2. Повітронагрівач: 1 - вертикальна камера, 2 - насад, ка з вогнетривкої цегли, 3 - димова труба, 4 - пристрій для нагнітання холодного повітря, 5 - газовий пальник, 6 - вихід нагрітого повітря
Джерело: Н.М. Остапенко, Н.Н Кропивницький "Технологія металів" М 1970