книги из ГПНТБ / Бельский, В. И. Промышленные печи и трубы учеб. пособие

Рис. 71. Воздухонагреватель доменной печи

кладки; зазор обычно заполняют смесью гранулированного до­ менного шлака с асбестом. Из этих же соображений оставляют свободное пространство между кладкой купола и изоляцией ку­ пола кожуха.

Купол кожуха изолируют изнутри жаростойким торкрет-бе­ тоном. Торкрет-бетон армируют стальной сеткой, закрепляемой на приваренных к кожуху штырях.

Переключение воздухонагревателей с «дутья» на «нагрев» и обратно производится автоматически в зависимости от задан­ ной минимальной температуры воздуха или температуры на­ грева насадки.

Воздухопроводы, газопроводы и пылеуловители

Холодное дутье подают в воздухонагреватели от воздуходу­ вок по воздухопроводу холодного дутья, который у воздухона­ гревателей обычно располагается внизу вдоль фронта их со сто­ роны камеры горения.

f75

От воздухопровода отходят к воздухонагревателям патрубки, перекрываемые шиберами. Горячее дутье из воздухонагревате­ лей через патрубок с шибером поступает в прямой воздухопро­

ного цилиндрического сосуда с конусо­ образными верхней и нижней частями диаметром 11 —13 м и вы­ сотой 26—27 м (рис. 72). Принцип действия пылеуловителя основан на том, что газ, попадая в него, благодаря большому диаметру пылеуловителя теряет скорость, подъемная сила его резко падает и пыль оседает. Осевшую пыль периодически уда­ ляют через затвор в нижнем конусе. Конус пылеуловителя внут­ ри футеруют шамотным кирпичом или жаростойким торкретбе­ тоном. В пылеуловителе оседает до 80% содержащейся в газе пыли. После пылеуловителя газ подается в мокрый скруббер, где очищается от пыли (содержание пыли не более 0,8—

176

0,5 г/м3). Окончательную очистку газа обычно производят в электрофильтрах. Очищенный в электрофильтрах доменный газ (содержание пыли не более 0,05—0,1 г/м3) поступает в газо­ проводы чистого газа и используется как топливо.

§ 20. МАРТЕНОВСКИЕ ПЕЧИ

Схема мартеновской печи и основы мартеновского процесса

Мартеновская печь служит для выплавки стали из чугуна и стального лома (скрапа). Сталь по составу отличается от чу­ гуна меньшим содержанием углерода, а также вредных приме­ сей— серы и фосфора. Сущность получения стали заключается в удалении из чугуна части углерода и вредных примесей.

Различают два способа получения стали в мартеновских пе­ чах: скрап-процесс и рудный процесс.

При скрап-процессе плавка ведется на твердой шихте, состо­ ящей главным образом из 60—80% стального лома и 15—40% чугуна. Скрап-процесс применяется на заводах, не имеющих до­ менного производства.

На заводах, имеющих доменные печи, работают на рудном процессе, при котором в мартеновскую печь заливают жидкий чугун. В этом случае шихта состоит из 80—90% чугуна и 20— 10% железной руды и скрапа.

Мартеновские печи отапливаются природным газом, мазу­ том или смешанным коксо-доменным газом.

Мартеновская печь, отапливаемая природным газом или ма­ зутом, представляет собой ванную регенеративную печь (рис. 73,

но с одной стороны подается к головкам воздух от регенерато­

положенные между вертикальными каналами и регенераторами

ислужащие для осаждения капель шлака, уносимых отходящи­ ми из рабочего пространства газами; система боровов и газохо­ дов, по которым отводятся из регенераторов продукты горения

иподается в регенераторы воздух, и дымовая труба для отвода продуктов горения.

При отоплении печи низкокалорийным смешанным коксо-до­ менным газом помимо воздуха подогревают также и газ. По­ этому печи, работающие на коксо-доменном газе, оборудуются с каждой стороны двумя регенераторами — одним для подогре-

УрО&нь

рабочей

площадки

Рис. 73. Типовая мартеновская печь емкостью 600 т, отапливаемая природным газом или мазутом (про­ дольный разрез и план)

/ — рабочее пространство; / / — головки; III— вертикальные каналы; I V — регенераторы; V — шлаковики; I — передняя

СО

f

' â / f :

f

нием шихты. Начало его характеризуется энергичным окислени­ ем углерода за счет FeO. Для обеспечения в этот период более интенсивного окисления примесей добавляют железную руду, увеличивающую содержание FeO в ванне. Образовавшиеся при окислении углерода газы, удаляясь из ванны, создают впечатле­ ние бурного кипения жидкой ванны. В период кипения сталь доводится до требуемого химического состава, дегазируется, но в ней еще растворено большое количество окиси железа FeO. Кислород в стали является вредной примесью, придающей ей красноломкость — хрупкость в горячем состоянии. Поэтому для удаления кислорода сталь раскисляют, добавляя в ванну рас­ кислители — ферромарганец и ферросилиций. Раскисление идет по реакциям:

FeO + Mn = MnO -F Fe;

2FeO + Si = Si02 Д 2Fe.

После раскисления сталь выпускают через летку в ковш. От­ верстие летки забивается огнеупорной пробкой, которую при выпуске пробивают.

При выплавке специальных легированных сортов стали в ванну добавляют соответствующие легирующие элементы: ферротитан, феррохром, никель и др. Для интенсификации про­ цесса в последние годы применяют обогащение воздуха, идуще­ го на горение, кислородом.

Мартеновские печи характеризуются емкостью, которая соот­ ветствует массе металлической садки (чугуна и скрапа). Фасон­ носталелитейные цехи, где сталь используется для отливки изде­ лий, оборудуют печами емкостью 5—100 т; на металлургических заводах наибольшее распространение получили печи емкостью 250—600 и до 900 т. За сутки печь выдает 1,5—2,5 плавки. Удельная производительность мартеновских печей в Советском Союзе составляет в среднем 6—10 тна 1 м2 площади пода в сут­ ки (площадь пода условно замеряется на уровне порога зава­ лочных окон). Удельный расход тепла колеблется от 3760— 5400 кДж/кг (900—1300 ккал/кг) стали для больших печей и до 840 кДж/кг (2000 ккал/кг) для малых печей. В последние годы строительство новых мартеновских печей прекратилось, их заме­ нили конверторы. Однако большая часть стали выплавляется пока еще в мартеновских печах.

Рабочее пространство печи

Рабочее пространство печи состоит из ванны, передней и зад­ ней стен и свода.

В а н н о й называется нижняя часть рабочего пространства печи до уровня порогов рабочих окон, образованная снизу поди­ ной, с торцов — торцовыми откосами, с боков — откосами перед­ ней и задней стен. Подина выкладывается на сварном листовом

183

настиле толщиной 15—20 мм, лежащем на поперечных двутав­ ровых балках, уложенных в свою очередь на балках, располо­ женных параллельно продольной оси печи.

Продольные балки консольно опираются на две колонны, имеющие самостоятельный фундамент, не связанный с фунда­ ментами шлаковиков и регенераторов. По концам продольных балок устроены специальные металлические конструкции — стулья, на которые опираются торцовые откосы ванны. С т у л ь я служат опорой также и для головок печи. Кладка ванны испы­ тывает воздействие: высокой температуры (до 1600°С), ударов твердой шихты, разъедания жидкой сталью и шлаком, давления от массы металла и шлака.

Подины основных мартеновских печей выкладывают из не­ скольких рядов магнезитового кирпича, поверх которого в нача­ ле эксплуатации печи наваривают слой обожженного магнезито­ вого порошка, смешанного с 10—25% мартеновского шлака.

Подину кислых мартеновских печей выкладывают из динасо­ вого кирпича с наваркой из кварцевого песка. Снизу и с боков подину изолируют для уменьшения потерь тепла несколькими слоями шамотного и легковесного шамотного кирпича. Общая толщина кладки подины колеблется от 750 до 1225 мм в зави­ симости от емкости печи. В откосе задней стенки в плоскости поперечной оси печи на уровне подины устроена стальная летка. Она выполнена в виде отверстия шириной 300 мм и высотой 300—400 мм, перекрытого полуциркульной аркой. Подина вы­ полняется с уклоном 0,1—0,14 к выпускному отверстию.

З а д н е й с т е н к о й печи называется стенка, находящаяся против рабочих окон печи. Основанием задней стенки служит верхний ряд кладки подины. Задняя стенка выкладывается усту­ пами с уклоном наружу от основания до верха. Уклон придает стенке большую устойчивость, она служит намного дольше, чем вертикальная.

Помимо стальной летки, упомянутой выше, в задней стенке

леднем ряде кладки подины и выполняют также с уклоном в сто­ рону каркаса печи. В современных печах окна перекрывают под­ пятовой балкой, охлаждаемой водой (см. рис. 74 и 76).

Кладка стен рабочего пространства испытывает воздействие: высокой температуры (1700°С и выше), ударов загружаемой шихты и химического воздействия пыли и брызг шлака. Кладку стен основных печей выполняют из магнезитового и хромомагне­

184

185