Будова та принцип роботи домнової печі

Першу в Україні домнову піч розпалили в 1800 р. на Луганському чавуноливарному заводі, а перший чавун зварили в 1873 р. на Донецькому металургійному заводі.

Домнова піч (домна) – це піч стовбурного типу (рис.). висота печі перевищує діаметр поперечного перерізу. Зовні піч окута сталлю, усередені викладена вогнетривкою цеглою.

Сучасні домнові печі за висотою поділяються на такі частина:

1 – колошник;

2 – стовбур;

3 – розпал;

4 – заплечки;

5 – горно;

6 – черінь.

Домна працює за принципом зустрічних потоків:

1. шихта рухається згори вниз;

2. гарячі потоки газу, які утворилися внаслідок згорання палива – назустріч, тобто знизу вгору.

Зволожене, збагачене киснем (до 30%) і нагріте повітря вдувають у піч через фурми (форми), які розміщені у верхній частині горна печі. Залежно від розміру печі їх може бути до 60. Повітря нагрівають у повітронагрівниках. Біля кожної печі є 3-4 повітронагрівника (1200 – 1300 градусів С).

Домна працює безперервно протягом 5-10 років, потім її ставлять на капремонт. Шихту у піч завантажують певними порціями (колошами) через засипний апарат, який розміщено у верхній частині печі – колошнику. Періодично льотками, які розташовані у горні, випускають чавун і шлак. Домновий газ із печі виходить безперервно газовивідними трубами, розташованими у верхній частині печі.

У процесі перероблення залізної руди в домновій печі отримують:

· чавун – основна продукція;

· Побічна продукція: шлак, домновий газ, домновий пил.

У металургійній промисловості варять:

- Переробний;

- Ливарний;

- Спеціальний чавуни.

Половина руди переходить у шлак. Шлаком називають речовину, яка утворилася внаслідок взаємодії породи, попелу чи жужелиці, деяких домішок і флюсів.

Шлак випускають через льотки в ковші – шлаковози. Раніше шлаки забруднювали довкілля, зараз їх використовують для виготовлення будівельних матеріалів: шлакової цегли, блоків тощо, а також цементу. Із шлаків виробляють мінеральні добрива, які знижують кислотність грунтів.

В воді, охолоджують шлак, вона містить розчин сірки. Вона має цілющі властивості. Цю воду використовують для лікування робітників-металургів.

Показники роботи домнової печі та шляхи їх поліпшення

Основними показниками роботи домнової печі є:

- продуктивність,

- питома витрата палива,

- собівартість чавуну.

Продуктивністю домни називають кількість чавуну (у тоннах), виплавленого за добу.

Для порівняння продуктивності печей різного об'єму введено коефіцієнт використання корисного об'єму (к.в.к.о.) печі:

К.В.К.О. = V / P

де V - корисний об'єм, печі (від рівня засипання шихти до череня);

Р - середньодобова продуктивність печі.

Чим меншим буде цей показник, тим ліпше піч працює, більша її продуктивність і навпаки. На кращих металургійних підприємствах к.в.к.о. = 0,5-0,7.

Продуктивність праці визначають кількістю чавуну (у тоннах), виплавленого одним робітником-металургом за рік.

Питома витрата палива є важливим показником домнової печі Цей показник визначає кількість палива, витраченого на отримання 1 т чавуну. У кращих домнах на отримання 1 т чавуну витрачають близькі 550 кг коксу.

Собівартість чавуну враховує вартість сировини, палива, води, амортизацію основних фондів і заробітну платню працівників-металургів тощо. Основну частку собівартості чавуну становлять сировина: руда, флюси та паливо (понад 92%). Найдешевшим є переробний чавун. На виробництво 1 т переробного чавуну витрачається найменше палива. Найбільше палива витрачається на отримання легованих чавунів та феросплавів.

Поліпшення показників роботи домнової печі досягають вдосконаленням конструкції домни, ретельним підготовленням сировини (ліпшим збагаченням руди, палива, використанням офлюсованого агломерату тощо), підвищенням температури дуття повітря, збагаченого киснем, механізацією та автоматизацією процесу чавуноваріння.