Глава 2. Конструкция доменной печи

Доменная печь является мощным и высокопроизводительным агрегатом, в котором расходуется огромное количество ших­ты и дутья. Современная, наибольшая по размерам, доменная печь ежесуточно расходует около 23000 т шихты, 18000 т дутья, 1700 т природного газа и выдает 12000 т чугуна, 4000 т шлака и 27000 т колошникового газа. Таким образом, в большой доменной печи ежеминутно выплавляется около 9 т чугуна. Для обеспечения непрерывной подачи и выпуска столь большого количества материалов необходимо, чтобы конструкции печи были просты и очень надежны.

§1. ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ ПЕЧИ

Доменная печь — печь шахтного типа (рис. 20). Сверху в печь порциями непрерывно загружают шихтовые материалы — агломерат (окатыши) и кокс, которые медленно опускаются вниз; длительность их пребывания в печи составляет 4—6 ч. В нижнюю часть печи (верх горна) через фурмы подают дутье — нагретый воздух; у фурм за счет кислорода дутья сгорает кокс с выделением тепла, а горячие продукты сго­рания движутся через столб шихты вверх, нагревая ее; вре­мя пребывания газов в печи составляет 3—12 с. При опуска­нии нагревающейся шихты в ней из оксидов восстанавливает­ся железо, которое науглероживается, расплавляется и кап­лями стекает в горн, формируя чугун, а невосстановившиеся оксиды в нижней части печи (низ шахты, распар) расплавля­ются, образуя шлак, который также стекает в горн. Накап-

 

Рис. 20. Общий вид доменной

печи с двухконусным засыпным

аппаратом:

1 — фундамент; 2 — колонна;

3 — летка для выпуска чугуна;

4 — чугунные желоба; 5 — фур­менные устройства; б — коль­цевой воздухопровод; 7 — ма-раторное кольцо кожуха; 8 — футеровка; 9 — стальной ко­жух; 10 — колошник; 11 — большой конус; 12 — малый ко­нус; 13 — вращающий механизм

засыпного устройства; 14 —

приемная воронка; 15, 19 —

газоотводы; 16 — скип; 17 —

норонка; 18 — наклонный мост;

20 — воронка (чаша); 21 —

летка для выпуска шлака; 22 —

площадка

ливающиеся в горне чугун и

шлак, имеющие температуру

1450-1500 °С,  периодически

выпускают через чугунные и

шлаковые летки.

Общий вид доменной печи,

оборудованной двухконусным засыпным аппаратом, показан на рис. 20. Печь опирается на фундамент 1, большая часть которого заглублена в землю. Снаружи печь заклю­чена в сплошной    стальной кожух 9. Внутри кожуха на­ходится футеровка 8, охлаждаемая холодильниками, которые крепятся к внутренней поверхности кожуха. В нижней части печи (горне) расположены летки 3 для выпуска чугуна и летки 21 для выпуска шлака. Вокруг печи проложен кольце­вой футерованный воздухопровод 6, в который из воздухона­гревателей подается горячее дутье (воздух); кольцевой воздухопровод служит для подвода дутья к многочисленным расположенным по окружности печи фурменным устройствам 5, через которые дутье поступает в верхнюю часть горна. Выше колошника 10 печи расположено колошниковое устройство. Оно включает газоотводы 15, 19, служащие для отвода из

67

66

печи доменного газа; засыпной (загрузочный) аппарат и ряд других механизмов, связанных ci загрузкой шихты и отводом газа. Показаны элементы засыпного аппарата: большой конус 11, закрывающий воронку (чашу) 20; малый конус 12, закры­вающий воронку 17, и механизм 13, обеспечивающий их вра­щение; приемная воронка 14, в которую шихтовые материалы высыпают из скипа 16 путем его опрокидывания, причем скип доставляют на колошник по рельсам наклонного моста 18.

Тяжесть кожуха и футеровки верхней части печи пере­дается на фундамент через мараторное кольцо 7 кожуха и колонны 2. Выпускаемый из печи через летки 3 жидкий чугун поступает в располагаемые на рабочей площадке 22 чугунные желоба 4 и по ним в чугуновозные ковши; выпускаемый через летки 21 шлак по расположенным на площадке 22 шлаковым желобам стекает в шлаковозные ковши либо на установки припечной грануляции жидкого шлака.

§2. ПРОФИЛЬ ПЕЧИ И ОСНОВНЫЕ РАЗМЕРЫ

Профилем доменной печи называют очертание рабочего прост­ранства, ограниченного футеровкой. В горизонтальных (по­перечных) сечениях профиль представляет собой окружности переменного диаметра. Профиль печи в вертикальном осевом сечении представлен на рис. 21; основные элементы профи­ля— это горн, заплечики, распар, шахта и колошник, сос­тавляющие полезный объем печи, т.е. объем от оси чугунной летки — О.Ч.Л. — до низа подвижных элементов засыпного аппарата в опущенном положении (в полезный объем не вхо­дят объем 1 нижней части горна от оси чугунной летки до кладки лещади, где находится несливаемый слой жидкого чу­гуна, и ограниченный куполом 3 печи объем 2, в котором расположены элементы засыпного аппарата).

Колошник имеет форму цилиндра и служит для приема за­гружаемой сверху шихты. Ниже колошника расположена расши­ряющаяся книзу шахта; это расширение необходимо, чтобы обеспечить свободное опускание шихтовых материалов, объем которых увеличивается в результате нагрева. Распар, пред­ставляющий собой короткий цилиндр, служит для создания плавного перехода от расширяющейся шахты к сужающимся за­плечикам. Заплечики выполнены в виде усеченного конуса; такая их форма необходима, поскольку здесь происходит

68

Рис. 21. Профиль доменной печи

Ш