Materiály vsádzky sa nakladajú do vysokej pece zhora, vzduch sa privádza zospodu na spaľovanie paliva. Zospodu sa uvoľňujú produkty vysokopecnej tavby - tekuté železo a troska. Profil vnútorného, taviaceho priestoru vysokej pece je zvolený tak, aby dochádzalo k rovnomernému spúšťaniu ložených materiálov a rovnomernému rozloženiu emitovaných
Ryža. 16. Profil vysokej pece:
1 - horná časť; 2 - môj; 3 - para; 4 - ramená; 5 - polnica
Ryža. 17. Celkový pohľad na vysokú pec:
1 - zárez na uvoľnenie liatiny; 2 - dúchacie zariadenie na napájanie kombinovaného výbuchu; 3 - valcová časť vrcholu s ochrannými platňami; 4 - veľký coius vrcholu; 5 - malý kužeľ vrcholu; 6 - zariadenie na otáčanie prijímacieho lievika; 7 - prijímací lievik; 8 - preskočiť; 9 - šikmý most; 10 - medzikužeľový priestor; 11 - zárez na uvoľnenie trosky; 12 - detské ihrisko
Plyny cez sekciu pece. Plyny stúpajú zdola nahor. Profil pece. Na obr. 16 znázorňuje profil modernej vysokej pece. Horná časť pece sa nazýva vrch (od slova kolosha: takto sa nazývali boxy, v ktorých sa prepravovalo uhlie na nakladanie do pece).
Vsádzka sa nakladá cez hornú časť pece, ktorá má tvar valca, a odvádzajú sa plyny. Pod vrcholom je UiaxTai, čo je zrezaný kužeľ, ktorý sa rozširuje smerom nadol. Tento tvar hriadeľa umožňuje, aby sa materiály rozprestierali do strán a voľne padali. Rozšírenie šachty navyše eliminuje zhutňovanie vsádzky. Najširšia časť pece - parná - je krátky valec potrebný na vytvorenie plynulého prechodu od spodnej širokej základne hriadeľa k zužujúcim sa ramenám - časti pece, ktorá je zrezaným kužeľom so širokou časťou na vrchu. a úzky dole. Ak bol hriadeľ priamo spojený s ramenami, potom v mieste ich spojenia vznikol tupý uhol, v ktorom boli zadržané klesajúce suroviny. Prítomnosť pary vyhladzuje prechod a eliminuje mŕtvy priestor. Ramená nadobudli zužujúci sa kužeľovitý tvar, pretože v nich dochádza k prudkému zníženiu objemu naložených materiálov v dôsledku vyhorenia koksu a tvorby tekutých produktov tavenia.
Spodnú časť pece tvorí valcové ohnisko, v ktorom sa hromadia tekuté produkty tavenia – liatina a troska. V spodnej časti ohniska sú otvory - odpichové otvory na uvoľňovanie liatiny, v hornej časti ohniska sú dýzy, ktorými je do pece privádzaný vzduch.
Pozrime sa podrobnejšie na usporiadanie hlavných častí vysokej pece, všeobecná forma ktorý je znázornený na obr. 17.
Založenie pece. Moderná pec spolu so všetkými konštrukciami a kovovými konštrukciami, obkladovými a vsádzkovými materiálmi a taviacimi výrobkami v nej obsiahnutých môže mať hmotnosť až 30 tisíc ton.Táto hmota sa musí rovnomerne preniesť do pôdy. Spodná časť základu (podošva) je vyhotovená vo forme osemhrannej betónovej dosky s hrúbkou do 4 m. Na podrážke sú podopreté stĺpiky nesúce kovové konštrukcie pece (plášť).
Horná časť základu - peň - je monolitický valec zo žiaruvzdorného betónu, na ktorom je umiestnené ohnisko pece.
Klaksón (obr. 18) možno rozdeliť na tri časti. Spodná, plochá časť ohniska je pleskáč, na ktorom je tekuté železo a troska. Bream odolá vysokému tlaku liatiny. Z vonkajšej strany je vyložený uhlíkovými blokmi, zvnútra s veľkorozmernými vysokohlinitými tehlami obsahujúcimi viac ako 45 % AI2O3. Celková hrúbka pleskáča dosahuje 5,5 m. pleskáč je pod vplyvom vysokých teplôt a hydrostatického účinku tekutého železa. Kvapalina
Ryža. 18. Schéma ohniska vysokej pece:
I - betónová podrážka pece; 2- peň pece; 3- uhlíkaté bloky kozubca ohnivého; 4- tehla s vysokým obsahom oxidu hlinitého; 5 - liatinové sporákové chladničky
Liatina preniká medzi tehly vo švíkoch a klinuje murivo. Dochádza k zničeniu pleskáča, obzvlášť silného prvýkrát po začiatku práce. Na uchovanie pleskáča v peci sa udržiava „mŕtva vrstva“ tekutého železa s hrúbkou do 1000 mm, ktorá sa z pece neuvoľňuje. Na veľkých peciach je pleskáč úplne vyskladaný z uhlíkatých žiaruvzdorných materiálov.
Druhá spodná časť ohniska - od pleskáča po zárez (kovový prijímač) - slúži ako zásoba roztaveného železa a trosky. Kovový prijímač je usporiadaný z uhlíkových blokov na uhlíkovej paste. Otvory výduchov, liatinové a troskové zárezy sú vyložené šamotovými tehlami. V spodnej časti má murivo hrúbku do 1500 mm, v hornej časti 325 mm. Ukladanie pleskáča a kovového prijímača je pokryté sporákovými chladničkami, čo sú kovové dosky s rúrkami, cez ktoré cirkuluje voda.
Medzi pleskáčom a pahýľom v niektorých peciach sú umiestnené kovové platne s drážkami na chladenie vzduchom. Vonku sú sporákové chladničky a ohnisko uzavreté v kovovom plášti z plechov hrúbky 40-50 mm. Na kompenzáciu tepelnej rozťažnosti muriva v spodnej časti ohniska medzi chladničkami a murivom
Je ponechaná medzera ~100 mm, ktorá je vyplnená husto zhutnenou uhlíkatou hmotou. V spodnej časti pece, vo vzdialenosti 600-1700 mm od pleskáča, sú otvory - odpichové otvory na uvoľňovanie liatiny a trosky. V peciach s objemom do 2000 m3 sa robí jeden otvor, vo väčších peciach - až štyri. Cez liatinu
Liatina. Liatinový zárez je orámovaný rámom z liatej ocele, pripevneným
Lennoy do plášťa pece (obr. 19). Rámový otvor je obložený vysokohlinitými tehlami. Zostáva priechodný žľab široký 300 a vysoký 400-500 mm, ktorý je upchatý žiaruvzdornou hmotou. Na uvoľnenie liatiny je v ňom vyrezaný otvor s priemerom 50-80 mm. Po uvoľnení liatiny sa kanál odpichového otvoru opäť upchá žiaruvzdornou hmotou.
Nad úrovňou liatinového odpichového otvoru 1400-1800 mm sú troskové odpichové otvory určené na uvoľnenie vrchnej trosky. Troskové odpichové otvory sú umiestnené pod uhlom 90° k sebe a pod uhlom 60° k liatinovému odpichovému otvoru. Na stredne veľkých peciach sa vyrábajú dva odpichové otvory a na veľkých peciach jeden odpichový otvor na vypúšťanie trosky.
Ryža. 19. Zariadenie liatinovej letkn: Letki 18 20 krát B CyT-
/ - puzdro nz žiaruvzdorná hmota; 2- CI UVOĽŇUJE KVAPALINU
Žiaruvzdorné murivo; h- rám; 4 - chladnička
V otvore odpichového otvoru je inštalované troskové zariadenie, ktorého schéma je znázornená na obr. 20. Hlavné časti troskového zariadenia: medená vodou chladená dýza, medená chladnička, liatinová chladnička s naplnenou špirálovou cievkou na vodu, liatinová vodou chladená strieľňa, pomocou ktorej zariadenie
Pripevňuje sa na plášť rúry. Kužeľová dutina troskového zariadenia je vyplnená žiaruvzdornou hmotou, v ktorej je vyrezaný otvor pre výstup trosky z pece. Trosková dýza je uzavretá kovovou zátkou pomocou uzamykacieho zariadenia. Vo veľkých peciach sa troska vypúšťa spolu so surovým železom z jedného odpichového otvoru.
Ryža. 20. Schéma troskového zariadenia:
1 - liatinová vodou chladená strieľňa; 2 - liatinová chladnička; 3 - medená chladnička; 4 - medená vodou chladená dýza
Tuyeres. V hornej časti ohniska vo vzdialenosti 2700-3500 mm od osi liatinového odpichového otvoru sú po obvode pece umiestnené dúchadlá na privádzanie horúceho vzduchu, zemného plynu, práškového alebo tekutého paliva do pece. . Počet prívodných rúrok závisí od veľkosti pece a pohybuje sa od 18 do 42. Vzduch do pece je privádzaný do prstencového vzduchového potrubia s vnútorným priemerom do 1650 mm, obklopujúceho vysokú pec. Zo vzduchového potrubia pomocou dúchacích zariadení prúdi vzduch do pece. Dúchacie zariadenie (obr. 21) pozostáva z vodou chladenej liatej medenej tyče s vnútorným priemerom do 200 mm, ktorá vyčnieva 300 mm z muriva vo vnútri pece. Lanceta je upevnená v chladničkách. Chladničky prispievajú k ochladzovaniu muriva krbu, ktoré sa nachádzajú v tesnej blízkosti spaľovacích centier, umožňujú vám inštalovať dúchadlá do hniezda a eliminovať fúkanie plynu z pece. Chladnička je vyrobená z kompozitu. Vzduch je privádzaný do dúchacej trubice cez oceľovú dýzu, ktorá je spojená s pohyblivým kolenom. Pomocou tyčí a pružín je tryska pritlačená k dúchacej trubici. Pri výmene dýzy alebo dýzy sa musí koleno stiahnuť späť pomocou otočného spojenia s adaptérom. Odbočka je pripojená k objímke dúchacej trubice pripojenej k prstencovému vzduchovému kanálu. Na konci dúchacieho zariadenia je kukátko na sledovanie procesu spaľovania paliva. Keď sa do pece dodáva plyn alebo vykurovací olej, rúrky prechádzajú cez dúchaciu trubicu, cez ktorú sa dodáva palivo. Každý
Lanceta je vybavená zariadením na meranie a kontrolu prietoku vzduchu.
Ramená. Ramená sú uložené v jednej tehle s hrúbkou 345 mm. Murivo je chladené doskovými rebrovanými chladničkami. Ako ukazujú skúsenosti, žiaruvzdorná výstelka ramien je vystavená intenzívnemu opotrebovaniu a rýchlo vyhorí. Na holých miestach na povrchu chladničiek sa vytvára ochranná vrstva
Ryža. 21. Zariadenie dúchacieho zariadenia:
1 - medená vzduchová dýza; 2, 3 - chladničky; 4 - tryska; 5 - pohyblivé koleno; 6 - prechodové potrubie do vzduchového potrubia
Z trosky a vsádzkových materiálov (olovo), ktoré chránia chladničky pred vysokými teplotami a tekutými výrobkami tavenia.
Raspár. Steny naparovacej miestnosti majú výraznú hrúbku - až 690 mm, sú vyskladané zo šamotových tehál a chladené maratorskými chladničkami, ktorých konce sú vyplnené žiaruvzdornými tehlami. Plášť šachty spočíva na masívnom kovovom maratorovom prstenci a prenáša naň tlak muriva a konštrukcií hornej časti pece. Krúžok spočíva na stĺpoch.
Moje. Šachta je vyložená šamotovými tehlami. Jeho hrúbka závisí od spôsobu chladenia a môže sa pohybovať od 690 do 1020 mm, v hornej časti je hrúbka muriva 920 mm. Takmer po celej výške šachty sú v dvoch tretinách pary inštalované chladničky v šachovnicovom vzore. Medzi plášťom a murivom alebo medzi tehlami a chladničkami je ponechaná medzera 50-60 mm, vyplnená šamotovo-azbestovou výplňou na kompenzáciu tepelnej rozťažnosti banského muriva. Ukladanie bane sa silne opotrebováva pod vplyvom prúdenia horúcich plynov, ktoré nesú malé pevné častice materiálov. V spodnej časti bane a v parnej miestnosti môžu byť šamotové tehly zničené v dôsledku interakcie s troskou. V hornom a strednom horizonte bane môže dochádzať k deštrukcii muriva v dôsledku usadzovania čierneho uhlíka podľa reakcie 2CO = CO2 + C.
Deštrukciu muriva uľahčuje aj usadzovanie oxidu zinočnatého vo švíkoch muriva, ktorý vzniká v dôsledku oxidácie zinku, ktorý sa pri tavení vyparuje. Priemerná doba trvania ťažobnej kampane je 4-5 rokov. Vonku je dávkové pokladanie uzavreté v pevnom obale. Pomocou zavlažovacieho systému sa plášť naleje vodou, ktorá steká do boxov privarených na dne šachty.
Hore. Vrchné obloženie je vyrobené z oceľových plechov, ktoré chránia konštrukciu pece pred nárazmi surovín posielaných do pece. Medzi platňami a plášťom pece je vrstva muriva zo šamotových tehál. Horná časť plášťa pece sa nazýva kupola. K nemu je pripevnený krúžok plniaceho zariadenia. Kopulová časť je zvnútra obložená liatinovými doskami, do ktorých sú zaliate tehly.
Plášť pece. Celá pec je zakrytá zváraným plášťom z plechov s hrúbkou 20 až 50 mm.
Skratka http://bibt.ru
§ 5. ZARIADENIE VYSOKÁ PECE
Vo vysokej peci sa zo železných rúd získavajú rôzne druhy liatiny. Vysoké pece na koks sa nazývajú koksárenské pece a vysoké pece na drevené uhlie sa nazývajú pece na drevené uhlie.
Vysoká pec - vysoká pec (obr. 13) je priebežná šachtová pec. Má tvar dvoch zrezaných kužeľov, preložených širokými základňami, medzi ktorými je valcovitá časť nazývaná para.
Horná (úzka) časť pece sa nazýva horná. Vrch má plniace zariadenie na nakladanie vsádzky (ruda, palivo, tavivo) a dymovody, cez ktoré sa odvádzajú plyny z vysokej pece, nazývanej vysoká pec alebo vrch. Časť pece medzi vrchom a parou sa nazýva hriadeľ. Časť pece, obrátená nahor zrezaným kužeľom a podopierajúca vsádzku v pare spolu s vsádzkou a vrchom, sa nazýva ramená. V tejto časti pece dochádza k pomerne prudkému zmenšeniu objemu naložených materiálov v dôsledku vyhorenia koksu a tvorby tekutých produktov tavenia.
Spodná časť pece, ktorá má tvar valca, v ktorom sa hromadia produkty tavenia – tekuté železo a troska – sa nazýva ohnisko. V ohnisku sú otvory radiálne rozmiestnené v rovnakej vzdialenosti od seba (10-16, v závislosti od veľkosti vysokej pece). Do týchto otvorov sa vkladajú dvojplášťové rúry z červenej medi, bronzu alebo hliníka. Tieto otvory sa nazývajú kopija. Horúci vzduch ohriaty v ohrievačoch vzduchu (coopers) je vháňaný cez dúchadlá ventilátorom alebo dúchadlami. Dýzy sú chladené vodou cirkulujúcou v priestore medzi stenami potrubia.
Ryža. 13. Vysoká pec s úžitkovým objemom 1300 m3
Na dne ohniska sú otvory na vypúšťanie liatiny - liatinový odpichový otvor a na vypúšťanie trosky - odpichový otvor. Spodná časť alebo spodok vyhne sa nazýva pleskáč. Bream spočíva na železobetónovom základe pece. Steny vysokej pece sú obložené žiaruvzdornými šamotovými tehlami. Žiaruvzdorná výmurovka pece je uzavretá v oceľovom plášti, ktorý je vyrobený z plechov znitovaných alebo zvarených dohromady. Pre zvýšenie odolnosti žiaruvzdorného muriva sa chladí pomocou kovových chladničiek, v ktorých cirkuluje voda.
V súčasnosti je hutníctvo železa vybavené najmä veľkými vysokovýkonnými vysokými pecami. Moderné vysoké pece sú vybavené automatickými riadiacimi zariadeniami. Tieto zariadenia riadia, regulujú a zaznamenávajú hlavné parametre vysokopecného procesu.
Teraz sú také hlavné oblasti prevádzky vysokej pece ako dodávka rudy, kontrola úrovne vsádzky, regulácia teploty fúkania, vlhkosti vzduchu, tlaku plynu, ohrev ohrievačov vzduchu plne automatizované. Množstvo prístrojov ukazuje obsah oxidu uhličitého v kychtovom plyne, jeho teplotu atď.
U nás sa stavia najvýkonnejšia vysoká pec na svete s objemom viac ako 2000 m 3 a ročnou produkciou viac ako 1 milión ton, ktorá zabezpečuje komplexnú automatizáciu vykladania. Bežné vozne s váhou boli nahradené systémom doskových dopravníkov. Regulácia množstva a stavu nabitia, ako aj režimov nakladania sa vykonáva pomocou softvérového zariadenia. Namiesto otvárania liatinového otvoru pre batériu elektrickou vŕtačkou sa použije diaľkové ovládanie tohto procesu. Mechanizované je aj liatie liatiny a trosky.
Test
v odbore „Náuka o materiáloch a technológia konštrukčných materiálov“
Možnosť číslo 10
Vykonáva ho študent
URBAS, b-NFGDz-32
Kód: 131720
Ščerbakov V. G.
Skontroloval: Melnikova I.P.
Saratov, 2017
Úloha číslo 1. 3
1.1. Nakreslite schému vysokej pece. 3
1.2. Popíšte podstatu regeneračného tavenia. štyri
1.3. Uveďte výrobky, vysokú pec a technicko-ekonomické ukazovatele vysokej pece. jedenásť
Úloha číslo 2. 12
2.1. Opíšte javy, ktoré sa vyskytujú v kove pri zahrievaní. 12
2.2. Z diagramu načrtnite pojem teplotného rozsahu tvárnenia kovov a princíp jeho určenia. štrnásť
2.3. Približne určte interval teplotného spracovania pre oceľ s obsahom uhlíka 0,5 % z diagramu ………………………………………………………………………………………………… ………………………………… pätnásť
Úloha číslo 3. 22
Nakreslite schému acetylénovo-kyslíkového plameňa a popíšte jeho štruktúru. Uveďte vlastnosti zvárania medi Vypracujte postup zvárania plášťa (obr. 38 a, b) z medi triedy M3r. Výroba - kusová. Určite charakter plameňa plynového zvárania, typ horáka a jeho výkon. Vyberte triedu a priemer plniaceho drôtu. Uveďte zloženie taviva a spôsob zvárania (vľavo, vpravo). Určte hmotnosť naneseného kovu rozmermi zvaru. Nastavte spotrebu plniaceho drôtu s ohľadom na straty, kyslík, acetylén, karbid vápnika a čas zvárania produktu. Uveďte metódy kontroly kvality zvaru.. 22
Úloha číslo 4. 23
Uveďte schémy povrchovej úpravy 1, 2, 3 dielov, ktorých nákres je uvedený na obr. 6. Pre každú schému uveďte názov stroja, nástroja a prípravkov. Uveďte náčrty nástroja na povrchovú úpravu 3 a prípravky na upevnenie obrobku pri povrchovej úprave 1. 23
Referencie.. 24
Kontrolná úloha číslo 1
Nakreslite schému vysokej pece. Popíšte podstatu regeneračného tavenia. Uveďte výrobky, vysokú pec a technicko-ekonomické ukazovatele vysokej pece.
Vysoká pec je určená na tavenie železa.
Schéma doménového procesu.
Podstatou tohto procesu je, že v peci dochádza k redukcii oxidov železa, ktoré sú v zdrojovom materiáli – rude, produktmi spaľovania paliva – vodíkom, oxidom uhoľnatým a pevným uhlíkom. Zariadenie šachtovej vysokej pece nie je veľmi zložité. Skladá sa z niekoľkých častí.
Dizajn pece
Horná časť vysokej pece sa nazýva vrchol. Je vybavená vývodmi plynu, ktoré slúžia na odvod kychtového plynu. Suroviny sa tu nakladajú pomocou špeciálneho plniaceho zariadenia.
Pod vrcholom je hriadeľ, ktorý má tvar zrezaného kužeľa, ktorý sa rozširuje smerom nadol. Táto forma umožňuje zjednodušiť proces vstupu surovín zhora. V bani sa surovina pripravuje špeciálnym spôsobom z oxidov rúd a redukuje sa železo.
Najširšia časť vysokej pece sa nazýva para. Tu sa taví odpadová hornina taviva a rudy, vďaka čomu sa z nich získava troska.
Ďalšou časťou pece je zrezaný kužeľ, rozširujúci sa nahor. Nazýva sa to ramenné vypchávky. V tejto časti konštrukcie končí tvorba trosky, pričom v nej zostáva určité množstvo taviva a tuhého paliva.
K spaľovaniu paliva privádzaného zhora dochádza v ohnisku. Slúži aj na akumuláciu železa a trosky, ktoré sú v tekutom stave.
Na spaľovanie paliva je potrebný horúci vzduch. Do pece vstupuje z ohrievačov vzduchu cez prstencový vzduchový kanál, ktorý prechádza cez dúchacie trubice. Dno ohniska, nazývané pleskáč, je umiestnené na masívnom železobetónovom základe. Tu je hromadenie trosky a liatiny. Na konci taviaceho procesu sa liatina a troska vypúšťajú cez špeciálne sklzy cez odpichové otvory určené na tento účel do panví.
Princíp činnosti vysokej pece
Schéma vysokej pece.
Konštrukcia vysokej pece je navrhnutá tak, že vsádzka vstupuje do misy cez plniace zariadenie vyrobené vo forme malého kužeľa umiestneného na vrchu. Ďalej od misy, padajúcej na veľký kužeľ, keď je spúšťaná, vsádzka vstupuje do pece. Takýto systém neumožňuje prenikaniu plynu z vysokej pece životné prostredie. Po naložení sa malý kužeľ a lievik na príjem surovín pootočia o uhol, ktorý je násobkom 60 stupňov. Je to potrebné, aby sa zabezpečilo rovnomerné rozloženie zmesi.
Hutnícka pec pokračuje v prevádzke, vsádzka sa taví a klesá ďalej, čím vytvára priestor pre nové porcie surovín. Užitočný objem vysokej pece musí byť vždy úplne naplnený. Moderná vysoká pec môže mať užitočný objem 2 000 až 50 000 m³. Jeho výška môže dosiahnuť 35 m, čo je takmer trojnásobok jeho priemeru. Tento dizajn nebol vynájdený náhodou: princíp fungovania vysokej pece je založený na pohybe materiálov a plynov smerom k sebe, čo umožňuje zvýšiť využitie tepla až na 85%.
Zariadenie vysokej pece
Vnútorný obrys zvislého rezu vysokej pece sa nazýva jej profil (obrázok 6), v ktorom sa rozlišuje vrch 1, šachta 2, para 3, ramená 4 a nístej 5. Pre moderné veľké pece je užitočná výška 29- 32 m Priemerný objem pecí je 1000-3000 m 3 , najväčšia pec s objemom 5000 m 3 .
Obrázok 6 - Vysoká pec: 1 - vsádzka; 2 - kvapky liatiny; 3 - troska; 4 - dúchadlá na prívod vzduchu do pece; 5 - trosková bunka; 6 - žľab na uvoľňovanie trosky; 7 - tekuté železo; 8 - žľab na uvoľňovanie liatiny; 9 - liatinový zárez; 10 - tekutá troska
Vysoká pec je uzavretá v kovovom plášti s hrúbkou 20-25 mm v hornej časti a 35-40 mm v spodnej časti, ktorý pozostáva z niekoľkých valcových a kužeľových pásov. Puzdro je celozvarené. OD vnútri Plášť obsahuje žiaruvzdornú výmurovku chladenú chladničkami. Materiál sa podáva nahor pomocou dopravníka. Hlavnou časťou horného zariadenia je plniace zariadenie pozostávajúce z veľkého a malého kužeľa s prijímacím lievikom. Pre rovnomerné rozloženie náboja sa malý kužeľ otáča okolo svojej osi, ktorá klesá do medzikužeľového priestoru. Veľký kužeľ sa spustí do vysokej pece. Prítomnosť dvoch striedavo klesajúcich kužeľov zaisťuje utesnenie vrchnej časti pri nakladaní náboja. V spodnej časti pece sú dúchacie zariadenia, cez ktoré sa privádza ohriaty prúd a prísady plynného, kvapalného alebo práškového paliva. Kvapalné taviace produkty plynule prúdia dolu do ohniska pece, v ktorej sú odpichové otvory na uvoľňovanie surového železa a na uvoľňovanie trosky. Cez tieto zárezy sa periodicky uvoľňujú produkty taveniny. Procesy v peci a dodávka vsádzky teda prebiehajú nepretržite, zatiaľ čo uvoľňovanie liatiny a trosky nastáva periodicky.
Vsádzacie zariadenie je zariadenie na nakladanie sypkých materiálov do šachtových pecí – vysokých pecí, pecí a iných (obrázok 7).
Plniace zariadenia sa používajú najmä vo vysokopecnej výrobe. Vsádzka sa do nej privádza pomocou skipov alebo dopravníkov. Z prijímacieho lievika vstupuje náboj najprv do malého a potom do veľkého kužeľa. Veľký kužeľ klesá, keď je malý kužeľ zatvorený, čo zabraňuje úniku plynov z pece do atmosféry. Otočné rozdeľovače náboja sa používajú na rovnomerné zaťaženie náboja po obvode vrchnej časti.
V moderných vysokých peciach vzniká na 1 tonu liatiny 1250-1800 m 3 plynu, ktorý sa odvádza z pece vrchom. Vysokopecný alebo kychtový plyn sa používa ako palivo pre ohrievače vzduchu vysokých pecí, koksovacích pecí, vykurovacích vrtov a pecí valcovní, kotolní. Vysokopecný plyn obsahuje na výstupe z pece od 10 do 40 g/m prípojky, čo si vyžaduje jeho povinné čistenie.
Obrázok 7 - Vsádzkové zariadenie vysokej pece: 1 - vodiaci lievik; 2 - dutá tyč malého kužeľa; 3 - rozdeľovač náboja; 4 - plynové tesnenie; 5 - veľký kužeľ; 6 - ruda; 7 - koks; 8 - misa veľkého kužeľa; 9 - hlavný krúžok (horná príruba); 10 - tyč veľkého kužeľa; 11 - malý kužeľ; 12 - prijímací lievik; 13 - šikmý mostík; 14 - preskočiť
Základ vysokej pece (obrázok 8) sa používa na rovnomerné prenášanie tlaku pece so surovinami, ktoré sú do nej vložené, na zem. Nadácia je rozdelená na dve časti: horná časť zeme - časť 1, nazývaná pahýľ, a spodná časť pôdy - časť 2, nazývaná podrážka. Hĺbka základovej podrážky závisí od vlastností pôdy a hĺbky jej zamrznutia. Rozmery podrážky sú určené prípustným tlakom na zem. V prípade slabej zeminy je nutné základ podoprieť na umelých základoch (svan, žumpa a pod.), aby nedochádzalo k nadmernému sadania základov, ktoré narúšajú spojenie pece so susednými konštrukciami a spôsobujú v nich nebezpečné deformácie. Škodlivé sú najmä nerovnomerné zrážky, ktoré narúšajú činnosť plniaceho zariadenia.
Obrázok 8 - Schéma založenia vysokej pece
Základ vysokej pece je vystavený intenzívnemu teplu, a preto musí mať dostatočnú tepelnú pevnosť, bez toho, aby sa pri zahriatí zrútil alebo praskol. Preto je horná časť základu vyrobená zo žiaruvzdorného betónu a spodná časť je vyrobená z obyčajného. Tepelná odolnosť sa betónu dodáva použitím žiaruvzdorného plniva – šamotu. Ako spojivo sa používa portlandský cement s jemne mletými prísadami (mletý šamot alebo žiaruvzdorná hlina). Tvar základu by mal prispieť k lepšej odolnosti voči tepelnému namáhaniu a rovnomernému rozloženiu tlaku na základ.
Spodná časť stĺpov je pripevnená k základu pece jednotlivo alebo na jeden silný nosný kovový prstenec uložený v základoch. Takýto nosný prstenec zaisťuje tuhosť systému v prípade trhlín v základe. V oboch prípadoch, aby sa uvoľnil tlak na základ, sú pod krúžok inštalované topánky, ktoré rozširujú nosnú plochu každého stĺpika. Na moderných peciach sú inštalované štyri nosné stĺpy. Pre väčšiu stabilitu a lepší prístup k ohnisku sú stĺpy inštalované s určitým sklonom. Aby sa predišlo poškodeniu pri prerazeniach z ohniska tekutého železa, je dno stĺpov vo výške umiestnených v ohrozenej zóne obložené žiaruvzdornými tehlami.
Kovový plášť vysokej pece vytvára tesnosť, ktorá je potrebná pri prevádzke pece so zvýšeným tlakom plynu v pracovnom priestore. V spodnej časti (pod pleskáčom) má plášť pece niekedy dno určené na utesnenie pece. Horná časť krytu je pritiahnutá k sebe oceľovou liatinovou prírubou, ktorá je oporou pre nabíjacie zariadenie.
Žiaruvzdorná výmurovka je určená na zníženie tepelných strát a ochranu plášťa pece pred teplom a inými škodlivé účinky. Uloženie pece podlieha rôznym vplyvom: teplotné napätia, tlaky plynov, vsádzky a kvapalné produkty tavenia, chemické pôsobenie, abrazívne pôsobenie klesajúcich materiálov vsádzky a stúpajúci prúd plynu nesúci veľké množstvo prachu atď.
V rôznych častiach pece sú vplyvy na žiaruvzdornú výmurovku rôzne, preto je potrebné zvoliť materiál výmurovky a prevedenie jednotlivých častí pece s ohľadom na tieto vplyvy. Výstelka sa používa na vyplnenie pracovného priestoru pri výstavbe a opravách vysokých pecí, na jeho konzerváciu počas prevádzky, na absorbovanie tlaku materiálov a plynov, na zníženie tepelných strát a tepelného zaťaženia chladičov a plášťa. Obloženie pracuje v ťažkých podmienkach: vysoké teploty, tlak plynu a materiálov, vystavenie roztavenej liatine a troske, rôznym prvkom a zlúčeninám.
Hlavné požiadavky na obloženie sú nasledovné: dostatočná žiaruvzdornosť (schopnosť odolávať vysokým teplotám bez roztavenia); vysoká mechanická pevnosť v zahriatom stave; mierne zmrštenie pri dlhodobom vystavení vysokým teplotám; nízka pórovitosť a priepustnosť plynov; presnosť tvaru a geometrických rozmerov; vysoká odolnosť voči troske.
Bream, ktorý je dnom pracovného priestoru vysokej pece, pozostáva z pomerne priestrannej sústavy obloženia a chladiaceho systému uzavretého v pevnom kovovom plášti.
Ramená - prvok profilu pece, zabezpečujúci požadovaný charakter zostupu materiálov do nísteje, hlavne do dúchacích nístejí, určitý stav napätia v stĺpe vsádzky, najmä v jeho spodnej časti.
V ramenách, ktoré sa nachádzajú nad horou a rozširujú sa smerom k vrcholu, prebiehajú posledné fázy procesov topenia a obnovy. Pre ich úspešný tok musí objem ramien zabezpečiť dostatočný čas zotrvania materiálov v tejto zóne pri vhodnej organizácii protiprúdu.
Na zabezpečenie nepretržitého prísunu surovín do vysokých pecí je potrebné vytvárať na rudnom dvore. Okrem umiestňovania zásob sa rudný dvor využíva na priemerovanie materiálov.
Každá vysoká pec je vybavená horúcim prúdom vzduchu pomocou 3-4 ohrievačov vzduchu. Ohrievače vzduchu pre vysoké pece sú ohrievané regeneračné zariadenia, ktorých účelom je zabezpečiť ohriatie dúchadla na vopred stanovenú teplotu a udržať ju na vopred stanovenej úrovni.
Zavedenie vysokopecného ohrevu bolo dôležitým krokom v rozvoji vysokopecnej výroby, ktorý zabezpečil výrazné zníženie spotreby paliva a zvýšenie produktivity pecí. Odpal zahriaty na 150 °C bol prvýkrát použitý v roku 1829, čo viedlo k výraznému zníženiu spotreby koksu, a čo je najdôležitejšie, k výraznému zlepšeniu procesov v peci (vyššie zahrievanie produktov tavenia, lepšie oddelenie trosky od liatiny zvýšenie stupňa redukcie kremíka a mangánu). V roku 1860 E. A. Cowper ako prvý použil na vykurovanie regeneračnú aparatúru. Konštrukcia ohrievača vzduchu s vnútornou bočnou spaľovacou komorou (obrázok 9), ktorú vyvinul, sa do našej doby prakticky nezmenila a stala sa rozšírenou.
Obrázok 9 - Ohrievač vzduchu s vnútornou spaľovacou komorou: 1 - plynovod; 2 - plynová škrtiaca klapka; 3 - ventilátor; 4 - horák; 5 - škrtiaca klapka; 6 - armatúra horáka; 7 - poklop; 8 - spaľovacia komora; 9 - potrubie horúceho prúdu; 10 - oddeľovací ventil horúceho prúdu; 11 - tvarovka horúceho dúchania; 12 - vnútorná stena spaľovacej komory; 13 - deliaca stena spaľovacej komory; 14 - kupola; 15 - kupolový priestor; 16 - poklop; 17 - termočlánok; 18 - puzdro; 19 - radiálna stena; 20 - dýza so zónami rôznych žiaruvzdorných materiálov; 21 - spodná mriežka a stĺpy; 22 - podbalový priestor; 23 - dymová fajka; 24- dymový ventil; 25 - termočlánok; 26 - ošípané; 27 - potrubie studeného fúkania; 28 - tlmič studených rázov
Vysoká účinnosť ohrevu výbuchu zabezpečila jeho rýchlu a širokú distribúciu. Čoskoro sa výbuch začal zahrievať na 350-400 a potom na 500-700 °C. Ešte v 40-tych rokoch 20. storočia mnohé závody nedokázali zvýšiť teplotu výbuchu nad stanovené limity, nie preto, že by to nedovolili technické prostriedky na takéto zahrievanie, ale preto, že spôsobilo narušenie procesu vysokej pece. Analýza tohto javu umožnila určiť najdôležitejšie faktory, ktoré poskytujú podmienky na zvýšenie zahrievania výbuchu, medzi ktoré patria:
Náhrada neupravených a najmä kalových rúd za aglomerované, t.j. aglomerát a pelety;
Použitie vysokotlakových plynov v peci;
Vstrekovanie plynných a kvapalných uhľovodíkov do ohniska;
Klimatizácia s fúkaním vlhkosti.
Obloženie ohrievačov vzduchu vysokej pece podlieha:
Tepelné zaťaženie, ktoré sa líši veľkosťou a charakterom v závislosti od umiestnenia v ohrievači vzduchu. Najväčšie sú v murovaných stenách a najmä v spaľovacej komore, kde sú pozorované teplotné rozdiely maximálne;
Mechanické zaťaženie pod vplyvom vlastnej hmotnosti žiaruvzdorných materiálov. Pri ich zahrievaní vznikajú v murive aj rôzne tlakové napätia, napríklad v spaľovacej komore až 7,8 MPa, v dýze 83-117 kPa;
Vplyv prachu, ktorý je pri zahrievaní nevýznamný, ale prudko narastá, keď sa zariadenie vezme „na ťah“. Prach a alkalické pary difundujúce vo vnútri tehál prispievajú k fázovým premenám, a to k tvorbe anortitu a ganitu a v reakčnej zóne - sklovitej fáze obsahujúcej korund.
Nevyhnutné sú prístroje používané na nepretržité monitorovanie zloženia vysokopecného plynu. Boli vyvinuté a testované rôzne schémy automatického riadenia vysokopecného procesu, vrátane matematického spracovania údajov prístrojov počítačmi a automatizácie jednotlivých riadiacich jednotiek regulácie: distribúcia prietoku plynu po hornom polomere, zostup vsádzky, tepelný stav jednotlivé zóny pece, distribúcia prúdenia plynu po obvode pece .
Pre každú vysokú pec je vybudovaný individuálny systém čistenia plynu; plyn sa privádza do zariadení na čistenie plynu umiestnených pri nulovej značke zhora šikmým plynovodom (na peci s objemom 5000 m 3 sú dva). Systém čistenia plynu zvyčajne zahŕňa niekoľko zariadení na čistenie plynu inštalovaných v sérii. Na moderných domácich peciach pracujúcich s vysoký krvný tlak plynov sa používajú dve rôzne schémy čistenia plynov - so škrtiacim zariadením určeným na zníženie tlaku plynov a s bezkompresorovou turbínou na využitie plynu.
Väčšina pecí je vybavená systémom čistenia plynu so škrtiacim zariadením, znázorneným na obrázku 10. Z hornej časti pece prúdia plyny šikmým plynovodom, a suchým radiálnym zberačom prachu s priemerom do 16 m, ktoré majú zúženie v hornej a dolnej časti.
Obrázok 10 - Schéma systému odstraňovania a čistenia vysokopecného plynu: 1 - horná časť pece; 2 - radiálny zberač prachu; 3 - nebalená práčka; 4 - Venturiho rúrky; 5 - plynovod; 6 - zariadenie škrtiacej klapky; 7 - odlučovač vody; 8 - listový ventil; 9 - zberač
Plyn do nej vstupuje zhora a mení smer pohybu o 180° a veľké prachové častice sa ukladajú v spodnom kónusu zberača prachu, odkiaľ sa prach periodicky vypúšťa do železničných vozňov.
Ďalej plyn vstupuje do neplniacej práčky, kde sa prachové častice zachytávajú vodou privádzanou cez dýzy a ukladajú sa v spodnej časti práčky vo forme kalu; plyn sa tu ochladí na 35-40 °C. Plyn potom prechádza neregulovanými Venturiho trubicami, kde sú prachové častice absorbované kvapôčkami vody, ktoré sú zachytené v eliminátore unášania.
Konečné čistenie plynu prebieha v škrtiacom zariadení. Ten je navrhnutý tak, aby znižoval tlak plynu a zároveň zabezpečoval jeho čistenie, pričom funguje ako zariadenie na čistenie plynu na rovnakom princípe ako Venturiho trubice. Ďalej plyn prechádza cez odlučovač vody a cez listový ventil vstupuje do kolektora (dielenská sieť). Plyn je odvádzaný cez plynové potrubie nahor, aby sa vyrovnal tlak v medzikužeľovom priestore.
