Полное руководство по доменным печам: определение, компоненты и обслуживание

В черной металлургии основным оборудованием является доменная печь, содержащая композитные материалы для производства конкретного типа металла. Сегодня — определение, компоненты, схема и обслуживание доменной печи. Также термин «доменная печь» (blast stove).

Что такое доменная печь?

Доменная печь — тип металлургической печи для плавки промышленных металлов, обычно чугуна, но также свинца или меди. «Доменная» означает, что воздух для горения подаётся под давлением выше атмосферного.

Компоненты: заряд, выход выхлопных газов, загрузочные колокола, газовый выход, дуйные трюмы (tuyeres), шпиль, обойма (bustle pipe), шлакотёк, огнеупорная выкладка, конвейерная система.

Работа доменной печи

Типичная печь ~30 м высотой, 10 м диаметром в самой широкой части (современные больше). Корпус — толстые стальные листы с толстым слоем огнеупорного кирпича, водяное охлаждение в зоне плавления (bosh) против экстремальных температур. Небольшое расширение диаметра к основанию компенсирует расширение заряда при спуске, в зоне bosh диаметр уменьшается — начинается плавление, объём заряда снижается.

Вокруг bosh проходит обойма (bustle pipe), распределяющая горячий воздух в 10+ дюйères (тюйеры, произносится «твирз»), равномерно по периметру. Тюйеры с водяным охлаждением, диаметр 125–175 мм, направляют мощный горячий взрыв в центр печи, заставляя кокс гореть интенсивно. Это принудительное дутё выносит горячие газы вверх по шахте, через отбор, в даункомер. Проходят газоочистку и в газгольдеры — готовы для использования в горячей дутьёвой печи (blast stove) для нагрева воздуха для печей.

Смотрите видео ниже о работе доменной печи:

Уровень заряда должен поддерживаться в печи. Периодически загружают взвешенные порции руды, кокса, известняка (иногда лома). Сырье поднимают в кипятильниках (skips), разгружают в вращающийся бункер, распределяющий заряд равномерно, затем через двойной колокольчик в печь. Это нужно для газовой герметичности, так как печь не может быть остановлена в течение длительного периода работы.

Горячая дутьёвая печь (Hot Blast Stove)

Каждая доменная печь обычно оснащена тремя печами, сжигающими печное газ для нагрева дутья. Каждая почти такой же высоты, до 7–8 м диаметра. Внутри — соты из огнеупорного кирпича и камера сгорания, где зажигают газ, пламя проходит через соты, нагревая их, до дымовых заслонок. Затем печь переключают на «воздух»: мощные турбодувки проталкивают воздух через нагретые соты, поглощающий накопленное тепло. Температура воздуха достигает 650–800°C.

Обычно две печи «на газе» (нагреваются), третья — «на воздухе». Когда остывает — обратно на газ, другая на воздух, все три используются по очереди.

Обслуживание доменной печи

Доменные печи работают днями и ночами годами. Огнеупорный кирпич может начинать крошиться — печь останавливают на ремонт. Работа мониторится постоянно: температуры и время проверяют и записывают.

Химический состав руд из разных месторождений анализируют, руды смешивают для получения нужного заряда. Пробу берут из каждой расплавки, проверяют химический состав и механические свойства (прочность, твёрдость). Это служит контролем качества доменной печи.

В статье — определение, работа, компоненты, схема и обслуживание доменной печи. Надеюсь, чтение полезно — делитесь со студентами. Спасибо за внимание, до встречи!