Доменна пещ. Устройството, принципът на работа и предназначение

Характеристики на доменното топене

Доменната пещ е една от основните топилни единици в черната металургия. Неговата основна технологична задача е топенето на чугун с дадените характеристики и състав. С външния си вид доменната пещ прилича на кула с висока тридесет етажна къща. Отвън има листова стомана, а от вътрешната страна е разположена в няколко слоя огнени тухли (Шамотен). Партидата се доставя до горното ниво на доменната пещ със специални асансьори: кокс, който е синтерован, изключително твърда порьозна структура, въглероден продукт на високотемпературна обработка въглища, материал от варовик, който подобрява условията на топене. Там също се повдигнаха подготвени желязна руда. След това, чрез устройство, наречено гореща плоча, целият доставен материал се натоварва на слоеве в пещта. От дъното чрез специални дюзи (фурми) горивото и сместа с горещ въздух, обогатена с кислород и смесени с природен газ.

Принцип на действие

Доменна пещ, чийто принцип се основава на високотемпературно изгаряне на кокс в атмосфера с максимално насищане с кислород, е единица за топене на вертикален тип мина. За успеха на доменния процес и за да може сместа да премине добре газообразната и въздушната смес, е необходима предварителна подготовка на рудата. Състои се в синтероване на рудата в големи торти или кръгли пелети. Под въздействието на собствената си маса, зарядът се понижава, преминавайки практически през цялата доменна пещ и промивайки по пътя с газове, отделяни при изгарянето на коксовия материал. Основната част от процеса на топене се извършва в огнището. Сместа се нагрява допълнително с горещ въздух, което позволява да се сведат до минимум разходите за кокс, както и да се увеличи производителността на пещта.

От историята на доменната пещ

Второто хилядолетие преди Христа може да се счита за началото на раждането на черната металургия. Първоначално пожарите са били използвани за производството на желязо, а по-късно са заменени с топилни дупки, наречени кокошки за производство на сирене. Те поставят руда и въглен. Въздушната смес, необходима за поддържане на горивния процес, се доставяше от естествен мехур, който по-късно с развитието на технологията заменяше духалото. Разбира се, този метод не може да даде качествен метал. Желязото имаше вид на пастообразна маса с обилни включвания на шлака и остатъци от непълно изгорели въглища. Ниското съдържание на въглерод прави метала мек, продуктите му се огъват лесно, бързо се затъмняват и практически не угасват. През вековете процесът на топене се подобрява все повече. Затова ковачниците започнаха да се превръщат в малки пещи, което направи възможно производството на по-качествен метал. Първата доменна пещ се появи в Европа в началото на XIV - XV век. Подобни единици започват да се строят в провинция Намюр (Белгия) и в Англия. Дървените въглища продължиха да се използват като гориво, което, като се увеличи обемът на металургичното производство, доведе до намаляване на все повече гори. През 1735 г. английският изобретател Абрахам Дерби успешно се прилага в доменния процес на кокс от въглища, които не съдържат примеси от други видове горива. Това помогна не само да се спестят значителни горски ресурси, но и значително повиши ефективността и производителността на топенето. Съвременните доменни пещи са сложни и високотехнологични съоръжения, които могат да миришат до 5 - 5 500 тона висококачествен чугун на ден. Всички процеси за подготовка и зареждане на зареждащия материал в тях са напълно механизирани.

приспособление

Планира се доменна пещ от вертикално тип, като се има предвид, че с увеличаване на полезния вътрешен обем на конструкцията се повишава и нейната ефективност. Сега всички големи предприятия се опитват да имат единици с тонаж най-малко 2000 - 3500 м ³ . Например, гигант от 5000 м ³ работи в металургичния завод в Криворожстал от 1974 г. насам. Въздухът в такива големи единици се продухва през 14 - 36 дюзи-фурми. За нагряване на въздушната смес с помощта на специални мощни електрически уреди. Всяка голяма индустриална доменна пещ се обслужва от три или четири автоматично включени въздушни нагревателя. Също така, работата на блока се осигурява от многобройни спомагателни устройства, които включват специални дворове на партидата, оборудвани с товарни и разтоварни устройства; стелажи бункерни с тежести на вагони, предназначени за автоматично претегляне на натоварени материали; механизми за повдигане, които доставят самоконтролни колички до товарната единица на сградата. За нормалното функциониране на цялата система са необходими и специални нагревателни уреди, които са необходими за осъществяване на високотемпературния взривен процес, леярските площадки, чугунени камиони, шлаковите носители и леярски машини. Като цяло модерната доменна пещ е един вид автоматизирано мини-предприятие, обслужвано от много специалисти от различни профили. Такива огромни и сложни производствени структури са единици за непрекъснато действие и работа в продължение на няколко години без прекъсване, докато вътрешната огнеупорна зидария се влоши.