Раздел: Дом. Быт. Техника. Строительство. Сельское и приусадебное хозяйство

— сооружение для выплавки чугуна из железной руды, сырой или подготовленной в виде агломерата или окатышей. В качестве топлива применяется кокс и частично природный газ или мазут. Дополнительные продукты, получающиеся при выплавке чугуна,— доменный газ, используемый в качестве топлива, и шлак, применяемый для получения цемента, как заполнитель или как вяжущее при изготовлении бетонов.

Неск. доменных печей объединяются в доменный цех. Доменная печь — составная часть комплекса, в состав к-рого входят, кроме собственно доменной печи, скиповый подъемник, здание скипового подъемника, блок воздухонагревателей, пылеуловитель, здание Д. п., лифт и бункерная эстакада. Осн. показателем работы доменной печи является коэффициент использования полезного объема (КИПО)— отношение полезного объема печи к ее суточной производительности. Полезным объемом в СССР наз. часть рабочего пространства печи, заключенная между уровнем чугунной летки и отметкой нижнего положения большого конуса засыпного аппарата. Величина КИПО в совр. иечах в СССР обычно равна 0,6—0,7, что позволяет на печах объемом 2000 м3 получать в год до 1100 тыс. т чугуна. Суточная потребность руды, кокса и известняка при такой производительности доходит до 9500 т, суточный расход воды для охлаждения — 50—60 тыс. т, а количество вдуваемого воздуха в течение суток 5750 тыс. м3 (7500 т). Благодаря лучшей подготовке руды, использованию природного газа, вдуванию кислорода и др. мероприятиям возможно дальнейшее понижение КИПО (уже сейчас реально достижение КИПО, равного 0,45).

Собственно доменная печь (вертикальная, шахтного типа) состоит из герметического стального кожуха с охлаждаемой огнеупорной футеровкой, колонн и площадок, колошникового устройства, обслуживающих лестниц и фундамента. В месте изменения системы футеровки, на уровне примыкания колонн к кожуху, верхняя и нижняя части кожуха соединяются горизонт. кольцом жесткости — моратором. Для охлаждения футеровки обычно применяют чугунные холодильники с залитыми в них трубками, по которым циркулирует вода. В зоне максимальных темп-р (горно) устанавливаются сплошные холодильники (между кожухом и кладкой), выше (шахта) — отдельно стоящие (внутри кладки). Ниже уровня чугунной летки располагается лещадь, испытывающая механич., тепловые и химич. воздействия жидкого чугуна.

Снизу лещади устраивается воздушное охлаждение. Зазор между кожухом (или холодильниками) и кладкой заполняется упругой массой. Колонны и площадки для обслуживания и ремонта печи образуют жесткий пространственный каркас, воспринимающий нагрузки от колошникового устройства и частично от конструкций здания печи. Над печью располагается входящий в колошниковое устройство стальной копер, на к-ром размещено оборудование для загрузки печи и быстрой смены засыпного устройства. Для макс, унификации конструкции печи (независимо от планировки цеха) копер опирают на кольцевую балку трубчатого сечения, уложенную по верху колонн шахты и допускающую его установку под любым углом к оси чугунной летки. Переходные лестницы расположены по обе стороны от печи по всей ее высоте (включая копер). Фундамент печи возводится из монолитного железобетона. Кроме усилий от веса сооружения, он испытывает значит, напряжения от неравномерного нагрева массой расплавленного чугуна. Монтаж конструкций печи осуществляется крупными блоками, изготовленными на заводе.

Скиповый подъемник — наклонный мост из двух параллельных ферм с расположенной в уровне их нижних поясов двухпутной проезжей частью. По мосту передвигаются вагонетки-скипы с шихтой для загрузки печи. Над фермами устанавливаются шкивы, по к-рым перемещаются канаты управления движением скипов и конусов засыпного устройства печи, а также приспособление для смены скипов. В типовой доменной печи объемом 2000 ж3, в отличие от прежних проектов, пилон [установлен ближе к скиповой яме и устроен второй качающийся пилон у копра, вследствие чего высота ферм уменьшена; в нижнем поясе над первым пилоном сделан шарнир. Новая схема при одинаковом расходе стали значительно упрощает изготовление и монтаж ферм.

Здание скипового подъемника (машинное здание) располагается на железобетонном постаменте над ж.-д. путями. Оно имеет стальной каркас с теплыми стенами и кровлей. Т. к. в здании размещена автоматич. аппаратура управления движением скипов, загрузочным устройством и др., оно защищено от проникновения загрязненного воздуха путем создания постоянного избыточного давления внутри помещений.

Блок воздухонагревателей состоит из 3 или 4 воздухонагревателей, системы газовоздухопроводов, здания или открытой эстакады, дымовой трубы, лестниц, и площадок. Воздухонагреватель представляет собой стальной кожух, внутри к-рого расположена огнеупорная кладка. Внутренняя полость воздухонагревателей (рис. 2) разделена на две части: в большей помещена ячеистая насадка, меньшая представляет собой камеру горения. По окружности воздухонагревателя устраивается периферийная кладка, зазор между к-рой и кожухом заполняется упругой набойкой. Для кожуха рекомендуется применять низколегированную сталь, что, помимо экономии металла, позволяет изготовлять и монтировать его методом рулонирования (благодаря малой толщине листа). Из воздухонагревателя при темп-ре 1000—1500° воздух поступает по футерованному воздухопроводу горячего дутья через фурменные отверстия в собственно доменной печи. В первый период работы воздухонагревателя происходит нагрев насадки продуктами горения газа, затем через насадку пропускают воздух, к-рый забирает это тепло. Здание воздухонагревателей обычно устраивается холодным, каркасным, с заполнением стен сборными железобетонными панелями. Внутри здания располагаются газовая горелка, шиберы горячего дутья и др. оборудование. В юж. районах здания не делают, площадка остается открытой. Дымовая труба обычно кирпичная, реже железобетонная или стальная.

Пылеуловитель — сосуд из низколегированной стали, в к-рый через систему газоотводов поступает из доменной печи газ. Пылеуловитель и газоотводы футеруются изнутри шамотным кирпичом или жароупорным бетоном, а в местах перегибов — стальным литьем. Для устойчивости стенок сосуда (при вакууме впутри) устраиваются спец. ребра жесткости, используемые одновременно для крепления футеровки. Пылеуловитель опирается на колонны из низколегированной стали, объединенные системой связей в пространственный каркас. К колоннам прикреплена рабочая площадка

пылеуловителя, на к-рой расположены механизмы для удаления пыли и погрузки ее в ж.-д. вагоны.

Здание доменной печи — холодное со стальным каркасом и стенами из сборных железобетонных панелей. Продольная устойчивость здания обеспечивается системой связей. Рамы, расположенные вблизи Д.п., опираются на ее колонны и площадки. В связи с большим выделением тепла и газов устраиваются аэрационный фонарь и проемы с жалюзийными решетками или поворотными щитами в стенах. Рабочая площадка здания выполняется из сборного железобетона с песчаной подсыпкой, в толще к-рой уложены желоба для разливки чугуна и шлака в ковши. Здание оборудовано одним или двумя мостовыми кранами, предназнач. для уборки желобов и обслуживания рабочей площадки. На рабочей площадке обычно располагают помещение пункта управления Д. п., в к-ром находятся контрольно-измерит. приборы; оно делается теплым. Площадь здания зависит от технологии разливки чугуна. При переходе на разливку с поворотными или качающимися желобами (по опыту Магнитогорского металлургического комбината) ее можно уменьшить на 30%.

Лифт состоит из 2 смежных шахт (лифта и лестничной клетки), соединенных между собой связями и распорками. Над шахтами размещается утепленное машинное помещение. Шахта лифта и примыкающая к доменной печи сторона шахты лестниц обшиваются волнистым железом, остальная часть периметра сооружения — сеткой.

Бункерная эстакада (с подъемником коксовой мелочи и скиповой ямой) служит для хранения оперативных запасов сырых материалов и кокса, а также их дозировки перед погрузкой в скипы. Она состоит из одного или двух рядов бункеров, опирающихся на рамы из сборного железобетона. Ригели рам одновременно являются боковыми стенками рудных бункеров. Наклонные стенки и нижняя часть бункера — стальные. В зависимости от назначения бункера его внутренняя поверхность защищается шамотным кирпичом, стальными листами, бывшими в употреблении узкоколейными рельсами и т. д. Над бункерами располагают железнодорожные пути или транспортеры для нодачи сырых материалов и устраивают решетки из поставленных на ребро стальных полос, препятствующие попаданию в бункеры крупных кусков материала. При хранении сырых материалов на прилегающем к эстакаде рудном дворе на ней устраивается путь для крана-перегружателя рудного двора. Под бункерами проходят пути вагона-весов или транспортеры со стационарными весами для набора и взвешивания сырых материалов и подачи их в скипы подъемника. В средней части эстакады размещены железобетонные бункеры для кокса, из к-рых материал поступает через грохот и весы непосредственно в скип. Транспортеры, подающие материалы в бункеры, располагаются в холодной галерее. Скиповая яма решается из сборных вертикально расположенных железобетонных элементов. К бункерной эстакаде примыкает подъемник коксовой мелочи, стальные бункеры к-рого устанавливаются на балках, одни концы которых опираются на плоские качающиеся опоры, а другие — заделаны в стене бункерной эстакады. Над бункерами располагается утепленное каркасного типа помещение грохота для рассева коксовой мелочи на фракции. Проезжая часть скипа прикреплена к стенам скиповой ямы, стенкам бункера и каркасу помещения грохота.

Для выплавки чугуна из руд, содержащих примесь цинка, а также при использовании низкосортной руды и топлива применяются доменные печи специальных конструкций-

 В СССР разработана серия типовых проектов Д. п. объемом 1033, 1386, 1513, 1719 и 2000 ж5, последняя печь — крупнейшая в мире. Проектируется сверхмощная Д. п. объемом 2700 ж3. В типовых проектах предусматривается унификация отд. узлов и целых сооружений даже для Д. п. разных объемов (колошниковые устройства для печей объемом 1386, 1513, 1719 ж3, пылеуловители для печей 1719 и 2000 ж3, здания колошниковых подъемников, секции литейных дворов и т. д.). Уменьшение строительной стоимости сооружения комплекса по мере увеличения объема печи характеризуется графиком расхода стали.

Дальнейшее совершенствование доменной печи предусматривает увеличение продолжительности кампании печи (период между капитальными ремонтами печи, обычно 3—7 лет), улучшение условий эксплуатации и сокращение сроков простоя при ремонтах и реконструкциях. Развитие конструктивных форм и строит, решений имеет тенденцию к ликвидации колонн горна и мораторных колец, упрощению формы кожуха горна, улучшению системы охлаждения, уменьшению воздействия футеровки на кожух, широкому внедрению стали повышенной прочности, применению индустр. методов изготовления и монтажа конструкций, а также прогрессивных методов замены конструкций (надвижка целых сооружений). См. рис. на отдельном листе к стр. 376.

Лит.: Кабанов И. А. [и др.], Новая технология изготовления и монтажа листовых конструкций доменной печи, Киев, 1960; Кулинок Е. А., Кладка доменных и мартеновских печей, М., 1953; Леонидов Н. К., Арутгонов Н. Б., Доменное производство ,М., 1961; Миллер В. Я., Новые решения стальных конструкций доменных печей, «Строительное проектирование промышленных предприятий», 1961, сб. 3; Сорокин Л. А., Совместная работа стальных конструкций и кладки доменных печей, «Сталь», 1955, № 8.         

  ДОМЕННЫЕ ПЕЧИ. Конструкция доменной печи

  ПЛАВИЛЬНЫЕ ПЕЧИ ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ. ДОМЕННЫЕ ПЕЧИ. Доменная печь ...

  Воздухонагреватель доменной печи

  Мартеновская печь для выплавки стали из доменного чугуна

  Как получают металлы. Металлические материалы

  МАРТЕНОВСКИЕ ПЕЧИ. Схема мартеновской печи и основы мартеновского ...