Производство черных и цветных металлов
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
высоты печи) металлические холодильники, по которым циркулирует вода. Для уменьшения расхода воды (для крупных печей до 70000м3 в сутки) применяют испарительное охлаждение, основанное на том, что поглощаемое тепло используется для парообразования. Кладка печи снаружи заключена в стальной кожух толщиной до 40мм. Для уменьшения нагрузки на нижнюю часть печи ее верхнюю часть (шахту) сооружают на стальном кольце, опирающемся на колонны. С увеличением полезного объема (рабочего пространства) доменных печей повышается их экономичность. Современные крупные доменные печи имеют объем 2000 - 3000м3. На Криворожском заводе с 1974 г. работает печь объемом 5000 м3.
Воздух для горения топлива вдувается через 14 - 36 фурм в верхнюю часть горна печи. В современную доменную печь для выплавки 1т чугуна вдувается около 3000м3 воздуха; его расход на крупных печах достигает 6000 7000 м3/мин, что обеспечивается быстроходными турбовоздуходувными машинами (3500 - 4500 об/мин). Воздух нагревается в специальных воздухонагревателях. Каждую доменную печь обслуживают три-четыре автоматически переключающихся воздухонагревателя.
Применение высокотемпературного дутья привело к значительной интенсификации плавки. За последние годы температура воздушного дутья была повышена до 1200 - 1300С.
Значительный эффект дало повышение давления под колошником примерно до 2,5 атм., приводящее к уменьшению скорости газа, улучшению теплообмена и интенсификации физико-химических процессов. Крупнейшим усовершенствованием явилось обогащение дутья кислородом (до 30%). Наибольший эффект дало комплексное использование этих мер при применении природного газа. Производительность печей повысилась примерно на 50%, а расход кокса снизился на 25 - 30%.
Доменная печь работает непрерывно в течение 5 - 10 лет. Для этого по мере необходимости в нее загружают отдельными порциями (колошами) шихтовые материалы, периодически выпускают чугун и шлак, непрерывно удаляют доменные газы.
Для выплавки 1т передельного (мартеновского) чугуна в среднем расходуется около 1,8 т офлюсованного агломерата, 550 кг кокса. Таким образом, печь объемом 3000м3 в сутки потребляет примерно 8500т шихтовых материалов и выплавляет около 5000 - 5500т чугуна.
В современных доменных печах все процессы по подготовке и загрузке шихтовых материалов полностью механизированы. К вспомогательным устройствам, обеспечивающим работу печи, относятся: шихтовые дворы, оборудованные погрузочно-разгрузочными устройствами; бункерные эстакады с вагон - весами для автоматического взвешивания шихтовых материалов, подъемные механизмы, доставляющие самоопрокидывающиеся тележки-скипы с шихтой к загрузочному аппарату доменной печи. Для нормальной работы печи необходимы также воздухонагреватели и другие устройства для осуществления горячего дутья, литейный двор, ковши - чугуновозы и шлаковозы, разливочные машины и т.д.
Шихтовые материалы поступают в бункера, расположенные на рудном дворе: офлюсованный агломерат с агломерационной фабрики, а кокс - от коксовых батарей коксохимического завода. Из бункеров шихтовые материалы подаются в вагон-весы, на которых взвешивают определенные порции шихты. Из вагона-весов кокс и агломерат передаются в вагонетку скипового подъемника. Скиповой подъемник представляет собой наклонный рельсовый мост, по которому движутся две вагонетки. Скип поднимается стальным канатом до верхней точки рельсового моста и опрокидывается. Через загрузочное устройство (засыпной аппарат) шихта попадает в доменную печь. Две скиповые вагонетки с помощью лебедки передвигаются по наклонному мосту к засыпному аппарату и, опрокидываясь, высыпают шихту в приемную воронку распределителя шихты. При опускании малого конуса засыпного аппарата шихта попадает в чашу а при опускании большого конуса - в доменную печь. Такая последовательность работы механизмов засыпного аппарата необходима для предотвращения выхода газов из доменной печи в атмосферу.
Для равномерного распределения шихты в доменной печи малый конус и приемная воронка после загрузки очередной порции материалов поворачиваются на угол, кратный 60. Все механизмы засыпного аппарата и скипового подъемника Агломерат, руду, флюс и кокс, поступающие в печь в определенном соотношении, называют шихтой.
Доменные печи, как и все шахтные печи, работают по принципу противотока. Сверху сходят шихтовые материалы, а снизу им навстречу движутся газы, образующиеся в процессе горения топлива.
Вблизи фурм углерод кокса, взаимодействуя с кислородом воздуха, сгорает
С + О2 = СО2 + 393,51 кДж
При высоких температурах и в присутствии твердого углерода кокса двуокись углерода неустойчива и частично переходит и окись углерода;
СО2 + С = 2СО - 171,88 кДж.
Одновременно, на некотором расстоянии от фурм, идет реакция неполного горения углерода кокса
С - 1/2О2 = СО + 110,5 к Дж
В результате горения кокса в доменной печи выделяется теплота и образуется газовый поток, содержащий СО, СО2 и другие газы. При этом в печи немного выше уровня фурм температура становится более 2000С. Горячие газы, поднимаясь вверх, отдают свою теплоту шихтовым материалам и нагревают их, охлаждаясь до 400 - 300С у колошника. В зоне печи, где температура газон достигает 700 - 450С, часть окиси углерода разлагается с образованием сажистого углерода, оседающего на шихтовых материалах
СО = СО2 + Сv
Остальная часть газа, состоящего в основном из СО, СО2, N2, Н2, СН4 (колошниковый газ),