Доменная печь. Контрольная работа. Читать текст оnline - ВВЕДЕНИЕЧугун выплавляют в шахтных печах.
Чугун выплавляют в доменных печах, представляющих собой шахтную печь. Сущность процесса получения чугуна в доменных печах . Назначение доменной печи - осуществление процессов выплавки ферросплавов и чугуна. Для производства этих материалов используется .
Процесс доменной плавки непрерывный. Сверху в печь загружают сырые материалы (офлюсованный агломерат, кокс), а в нижнюю часть через фурмы подают нагретый воздух и жидкое, газообразное или пылевидное топливо. Полученные от сжигания топлива газы проходят через столб шихты и отдают ей свою химическую и тепловую энергию. Опускающаяся рудная шихта нагревается, восстанавливается и плавится. Часть кокса расходуется в печи на восстановление железа и других элементов, а также на науглероживание железа, но большее его количество достигает фурм, где и сгорает. Современная доменная печь ежесуточно расходует около 2.
Таким образом, в большой доменной печи ежеминутно выплавляется около 9 т. Для обеспечения непрерывной подачи и выпуска столь большого количества материалов необходимо, чтобы конструкции печи были просты, надёжны и позволяли работать без простоев печи в течение длительного времени. При конструировании диаметр и высоту этих элементов выбирают главным образом на основании анализа данных работы фактических печей. Для примера приведены размера для доменной печи N 5 ОАО . Доменная печь снаружи заключена в металлический кожух толщиной 2. Кожух выполняют цельносварным.
С внутренней стороны кожуха находится огнеупорная футеровка, охлаждаемая холодильниками. Во многих случаях верхняя часть печи от распара до колошника опирается на так называемое мараторное кольцо, которое лежит на колоннах, а нижняя часть опирается на фундамент.
Материал на колошник подают при помощи двух скипов, движущихся сверху вниз по наклонному мосту, либо же при помощи транспортёра. Он, как правило, бывает двух типов. Первый состоит из большого и малого конусов с приёмной воронкой.
Для обеспечения равномерного распределения шихты в межконусном пространстве малый конус и его воронка вращаются вокруг своей оси при помощи специального устройства. Скип опрокидывается на колошнике, и шихта сначала выгружается в приёмную воронку, затем при опускании малого конуса - в межконусное пространство и при опускании большого конуса - в доменную печь. Наличие двух поочерёдно опускающихся конусов обеспечивает герметизацию колошника при загрузке шихты. ВИДЫ ПЕЧЕЙВ металлургии применяют кузнечные, шахтные, доменные и многие другие печи играют важную роль в современной промышленности.
Благодаря такому разнообразию печей можно получить множество разных металлов, которые используется в производстве машин, самолетов, бытовой технике и других отраслях. Ее используют для выплавки из руд металлов, преимущественно железа и меди. Руда смешивается с коксом и флюсом (при выплавке стали это известняк). К нижней части печи подведен трубопровод горячего сжатого воздуха, который нагнетается в печь и создает там температуру, необходимую для восстановления оксидных руд до металлов. Расплавленный металл опускается на дно печи и выводится из нее через специальное отверстие.
Отходы, или шлак, плавают поверху расплава и удаляются из печи. Ток возникает под действием электромагнитного поля индуктора. Индукционные печи используются в ювелирном производстве, в литейных цехах для плавки чугуна, стали, меди, алюминия, латуни, цинка и др. В печах этого типа источником тепла служит электрическая дуга постоянного или переменного тока, которая возникает между металлом и графитовыми электродами. В процессе плавки в печи начинает выполняться покачивание металла в целях его равномерного перемешивания. Дуговая печь применяется для плавления чугуна, стали, цветных металлов, сплавов железа (так называемые «ферросплавные» печи) и др.
Дуговая печь довольно сложна в эксплуатации, на ее строительство требуются значительные затраты. Чугун, выплавляемый в дуговых печах, является более дорогим, чем ваграночный. Внутри газовой печи создается оптимальная газо- воздушная смесь, выделяющая при горении максимум энергии. Эта смесь нагревает плавильный тигель из особого жаростойкого сплава. Такие печи используются не только для плавления, но и для нагревания металлов (алюминия, меди, свинца, олово, драгоценных металлов) до 1.
Данная разновидность электрической. В качестве проводника можно использовать нагреватель, передающий тепло нагреваемому телу (печи сопротивления косвенного действия), или нагреваемое тепло (печи сопротивления прямого действия). В печах сопротивления применяются толстые нихромовые пластины. И хотя такие пластины часто выходят из строя и требуют замены, себестоимость плавления при помощи такого оборудования является сравнительно низкой. ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ. 1 Конструкция печи.
Устройство современной доменной печи. Руду взрывают, извлекают, дробят и превращают в мелкий порошок. При обжиге образуется оксид железа, проявляющий магнитные свойства, благодаря чему из водной взвеси его отделяют от пустой породы магнитной сепарацией. Магнитный оксид брикетируют обкаткой в барабане, затем слегка спекают до получения окатышей, пригодных для доменного процесса.
Таким способом из бедной руды (- 2. Fe. 30. 4, который совместно с известняком и коксом используется для выплавки чугуна в доменной печи. Доменная (шахтная) печь устроена так, чтобы реакция могла протекать непрерывно.
Доменная печь или домна предназначена для выплавки железа из железной руды в результате химических реакций, протекающих при высокой . Чугун выплавляют в шахтных печах. Процесс доменной плавки непрерывный. Сверху в печь загружают сырые материалы (офлюсованный . Производство чугуна в доменной печи. Выплавка чугуна производится в огромных доменных печах, выложенных из огнеупорных кирпичей достигающих . Толщина футеровки определяется проектом доменной печи, в зависимости от применяемых материалов и условий работы доменной печи с учетом .
На практике сверху вниз по шахте печи непрерывно продвигаются углерод и оксид железа, а навстречу им снизу движется воздух. Углерод в виде кокса играет двоякую роль: при сгорании он нагревает печь и образует газ СО, который восстанавливает оксид железа до металла. В верхней части печи из нее отводится диоксид углерода, а в нижней - выпускается жидкий металл.
Обычно печь работает непрерывно до ее остановки для ремонта внутренней кирпичной кладки (футеровки). Печь должна быть достаточно высокой, чтобы успевали протекать необходимые химические реакции. Воздух вдувается в печь через фурмы, расположенные в ее нижней части, и поднимается сквозь шихту вверх. Восстановленное губчатое железо и шлак плавятся на уровне «заплечиков», в самой широкой части печи, а жидкость накапливается в горне, ниже фурм. В горне периодически пробивают заделанные глиной летку для выпуска металла и (несколько выше) шлаковую летку.
Доменная печь дает почти столько же шлака, сколько и чугуна. Затвердевая, шлак превращается в темный стекловидный материал, который в прошлом накапливался в больших шлаковых отвалах возле предельных металлургических заводов. В наши дни шлак идет на изготовление заполнителя для бетона, железнодорожного балласта, шлаковаты и противоюзового покрытия автомобильных дорог. Шихта начинает разогреваться в колошнике - верхнем конце шахты. Презентация На Тему Маркетинга далее. Диоксид углерода и азот непрерывно отводятся по широкому газоходу из колошника. Поскольку при нормальной работе доменной печи давление газов в колошнике выше атмосферного, верхний конец печи нельзя просто открывать для загрузки, иначе упадет давление газов и из печи, будут выдуваться наружу тонкоизмельченные компоненты шихты.
Для предотвращения этого предусмотрен двухконусный. Нижний конус поднимают так, чтобы он газоплотно закрывал загрузочное отверстие, а затем опускают верхний для загрузки. После этого снова поднимают верхний конус, герметизируя вход в печь, и, опустив нижний, пропускают порцию шихты (колошу) в колошник. Высота печи, производящей 1.
Печь устанавливается на бетонном фундаменте, на котором в стальном кожухе выводится кладка из огнеупорного кирпича. Нижняя часть этой конструкции охлаждается водой. Применяют также большемерные огнеупоры, в том числе углеродистые в зависимости от принятой конструкции кладки.
История возникновения доменной печи . Такой способ применялся в течение многих веков и полностью удовлетворял потребности производства. Для этих целей вполне хватало легкоплавких руд, в изобилии встречающихся на поверхности земли. Однако уже в средние века потребность в железе стремительно возросла и возникла необходимость в использовании тугоплавких руд. Чтобы извлечь железо из такой руды, необходима была очень высокая температура плавки.
Повысить температуру можно было путем увеличения высоты печи либо за счет усиления дутья. Таким образом, на смену сыродутной печи пришла новая плавильная печь, названная штукофена.
Более высокая и значительно более усовершенствованная штукофена стала началом на пути к созданию доменной печи. Несмотря на то, что не изменился процесс добычи железа из руды, наблюдался явный прогресс. Закрытая шахта в штукофенах позволяла концентрировать тепло, а благодаря высоте, достигающей 3,5 м, плавка стала равномернее и полнее, увеличился коэффициент использования руды. Все три вида представляют собой сплав химического железа и углерода. Различие между ними состоит в количестве содержащегося в них углерода. Так, содержание углерода в стали составляет до 1,7%, в ковком железе — менее 0,0. Количество углерода в металле оказывает огромное влияние на их свойства.
Например, железо является мягким, хорошо поддающимся ковке металлом, а чугун, напротив, хрупкий и твердый, не поддается ковке. Сталь — очень твердая, имеет отличные режущие качества. К концу XIV века плавильные печи были усовершенствованы гидравлическими двигателями, которые приводили в действие кожаные меха.
Благодаря этому усилилось дутье, что отразилось на всем процессе. Температура в печи стала настолько высокой, что при восстановлении железа из руды большая его часть стала превращаться в чугун. Вначале это неприятно поразило мастеров, так как новый металл не поддавался ковке, не сваривался, был хрупкий и не пригоден для изготовления из него прочных инструментов, острого оружия.
Так было положено начало величайшему открытию в металлургии — переделочному процессу. Неожиданно мастера обнаружили, что после усиленного дутья чугун превращается в кричное железо, причем, по своим свойствам и качеству он нисколько не уступал железу, полученному из руды, но был даже лучше. На плавку чугуна уходило меньше времени и требовалось меньше топлива. Расплавленный чугун проще выпустить из печи, чем твердую крицу. Благодаря отличным литейным качествам из чугуна стали отливать ядра, отдельные части пушек, печные котлы, молоты и другую продукцию. Так было положено начало величайшему открытию в металлургии — переделочному процессу.
Правда, широчайшее применение он получил в XVI веке с появлением доменных печей. Они были значительно выше штукофены (5- 6 м) и позволяли совершать непрерывный процесс плавки при довольно высокой температуре.
Они позволяли одновременно получать железо и чугун. Наконец появилась идея сделать процесс плавки двухступенчатым. Блауофены были усовершенствованы, они превратились в доменную печь, или как ее часто называют, домну, предназначенную для получения чугуна. Переделочный процесс получил окончательное признание. На первой стадии, называвшейся доменным процессом, из руды выплавляли чугун. Вторая стадия, получившая название кричного передела, заключалась в переплавке чугуна в железо. Первые домны появились в Вестфалии примерно во второй половине пятнадцатого века.
Они отличались от блауофенов большей высотой шахты, большим объемом верхней части шахты и более мощным воздуходувным аппаратом. Вначале домны были с закрытой грудью, позже стали строить домны с открытой грудью. Производительность домны высотой 4,5 м достигала 1. Процесс переработки чугуна происходил в кричном горне. Вначале загружали древесный уголь и подавалось дутье.
Когда древесный уголь разгорался, возле сопла ложили чугунные чушки. Чугун плавился и стекал вниз. Проходя против фурм, он терял часть углерода. В результате получали малоуглеродистое железо тестообразной консистенции. Это железо подавали к соплу. Под действием дутья выгорала большая часть углерода, а мягкий, легко сваривающийся металл оседал на дно горна.
Образовавшуюся на дне горна крицу, весом от 5. Коэффициент извлечения готового кричного железа достигал 9. Кричное железо было более высокого качества, чем сыродутное из- за меньшего содержания шлака.
Однако вскоре в металлургии наметилась проблема нехватки топлива. В результате использования древесного угля вырубались десятки тысяч гектаров леса. Остро встал вопрос поиска и применения в плавке нового вида топлива. В 1. 61. 9 году Додлей первым заменил древесный уголь на каменный. Большим недостатком каменного угля было наличие в нем серы, что мешало хорошей выделке железа. Лишь в 1. 73. 5 году Дерби предложил поглощать серу, используя негашеную известь во время термической обработки каменного угля в закрытых тиглях. Таким образом был получен кокс.
С этого момента каменный уголь нашел широкое применение.