Устройство доменной печи и схема производства чугуна

В плане доменная печь имеет круглое сечение, ее вертикальный разрез по диаметру представлен на рисунке. 5.1.

1 – шахта; 2 – распар; 3 – заплечики; 4 – горн; 5 – фурмы;

6 – чугунная летка; 7 – шлаковая летка; 8 – газопровод; 9 – колошник

Рисунок 5.1 – Профиль доменной печи

Колошник – верхняя цилиндрическая часть печи, служит для загрузки шихтовых материалов и отвода газов через боковые отводящие трубы. Загрузку шихты производят через засыпной аппарат. Он состоит из большого конуса с воронкой, перекрывающего колошник, и малого конуса с воронкой. Такая конструкция устраняет выбросы газов в атмосферу и обеспечивает равномерное распределение материалов по сечению печи.

Шахта – наибольшая по высоте часть печи, конусность которой способствует опусканию материалов, их разрыхлению и созданию оптимального потока газов. Шахта сопрягается с нижней конической частью – заплечиками через цилиндрическую часть – распар. Последний создает более плавное сопряжение, снижающее возможность задержки шихтовых материалов и образование «мертвого пространства» при переходе к заплечикам. Их обратная конусность соответствует уменьшению объема материалов при образовании расплава чугуна и шлака. В своей наиболее широкой части (распаре) диаметр современных доменных печей достигает 10,0–16,5 м. Распар, шахта и заплечики имеют шахматную футеровку и систему охлаждения, позволяющие увеличить срок службы печи.

Горн расположен под заплечиками печи, здесь протекают основные высокотемпературные процессы доменной плавки (горение кокса и топлива, взаимодействие между жидкой фазой, газом и топливом), накапливается чугун и шлак. В горне размещают устройства (фурмы) для подвода дутья и топливных добавок в печь, летки для выпуска шлака из верхней части и летки для выпуска чугуна в нижней части горна. Количество шлаковых леток на крупных печах 2, для чугуна их число достигает 2–4, что обеспечивает бесперебойный и своевременный их выпуск. Температура в металлоприемнике горна составляет 1550 – 1600°С и выше, поэтому стенки горна и его нижняя часть (лещадь) футерованы углеродистыми блоками и интенсивно охлаждаются плитовыми холодильниками.

Доменная печь – элемент сложного хозяйства доменного цеха, в которое входят рудный двор, устройство для подачи шихты в печь, воздухонагреватели, системы газоочистки, литейный двор.

Доставку шихтовых материалов с рудного двора на колошник и загрузку их в приемную воронку засыпного аппарата производят наклонным скиповым подъемником (вагонетками объемом до 14 м³ и более) на тросовой тяге.

Воздухонагреватели позволяют поднять температуру дутья, подаваемого в доменную печь, до 1200–1400°С. В них сжигается смесь колошникового и доменного газов, которая направляется в насадку обогревателя, повышая ее температуру. В раскаленную насадку затем подают воздушное дутье для подогрева.

Доменные печи оснащены сложной системой газоочистки.

Чугун, выпускаемый из доменных печей (4–8 раз в сутки), попадает в чугуновозные ковши, которые транспортируются в сталеплавильные цехи или к разливочным машинам, производящим чушковый чугун. Жидкий шлак шлаковозными чашами транспортируют на грануляционные установки, где его охлаждают водой или подают в цехи шлакопереработки.