ОБОРУДОВАНИЕ ДОМЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА
Доменный цех — один из важнейших структур металлургического производства. Здесь производят чугун, из которого выплавляют сталь.
Для того, чтобы получить исходный материал (шихту) используют железную руду, агломерат, окатыши и добавки, которые содержат железо, а также известняк и доломиты.
Весь технологический процесс других цехов в значительной мере зависит от того, какого сорта и марки чугун был выпущен в доменном цехе.
Оборудование доменного производства тесно взаимосвязано между собой и включает следующие единицы:
- Печи.
- Отсек приемных резервуаров.
- Система загрузки исходного сырья.
- Литейный двор.
- Воздухонагреватели.
- Система газоочистки.
- Отсек разлива чугуна.
- Склад холодного чугуна.
- Система гранулирования шлака.
- Отделения изготовления огнеупорных смесей и ремонта чугуновозных ковшей.
ПЛАНЫ ДОМЕННЫХ ЦЕХОВ
Самое важное, что нужно учитывать при планировании – удобное расположение оборудование доменного производства, чтобы обеспечить бесперебойный процесс работы.
Выделяют 3 вида планировки:
- Блочное размещение доменных печей. Доменный цех получается компактным, но при этом обслуживание чугунных и шлаковых леток становится затруднительным в общем литейном дворе.
- Островной метод расстановки. Доменные печи располагают в линию, а блок воздухонагревателей, литейный двор и пути чугуновозов и шлаковозов для каждой печи – под углом к этой линии.
- Конвейерная система загрузки печей. Литейный двор имеет форму круга. Пути для чугуновозов и шлаковозов располагаются по обе стороны, а блоки воздухонагревателей – под углом относительно линии печей.
ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ.
Рисунок 1. Схема доменной печи.
1 – колошник; 2 – шахта; 3 – распар; 4 – заплечики; 5 – горн; 6 – фурмы для вдувания воздуха; 7 – чугунная летка для выхода жидкого чугуна; 8 – шлаковая летка для выпуска шлака; 9 – загрузочная площадка; 10 – колокол для загрузки сырых материалов в доменную печь; 11 – отверстие для вывода колошниковых газов.
По наклонному пути шихту для плавки доставляют наверх и засыпают в печь через систему подачи.
Чтобы процесс горения кокса был интенсивным требуется большое количество воздуха. Его подогревают в специальных воздухонагревателях до 600 – 800 0 С и подают через щели в нижней части печи под давлением.
Получившийся чугун опускается вниз и выходит через чугунные летки. После этого чугун переправляют в специальных ковшах в сталеплавильный цех для дальнейшей переработки.
Жидкий шлак, который образуется в процессе выплавки над чугуном удаляют из доменной печи через шлаковую летку и используют в качестве материала для строительной сферы или в шлаковый отвал.
Доменная печь работает без перерыва. Снаружи она покрыта стальной оболочкой (кожухом), а с внутренней выложена специальной кладкой из высокопрочного кирпича, которая должна выдерживать высокие температуры и сопротивляться износу, вызванным постоянным трением.
ОБОРУДОВАНИЕ ДОМЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА. ДОМЕННЫЕ КОЛОШНИКОВЫЕ ПОДЪЕМНИКИ
Этот вид оборудования доменного производства подает шихту в доменную печь. Они должны быть надежными и иметь высокую производительность.
Существует 2 основных способа подачи шихтовых материалов:
1. Скиповый.
Рисунок 2. Схема скипового подъемника.
1 – скип; 2 – камера; 4 – клапан-щит; 5 – стационарный шарнир; 6, 7, 9 – рычаг; 8 — противовес; 10 – направляющий элемент; 12 – стационарный шарнир; 13 – упор.
Материал подают скипами из ямы бункерной эстакады. Каждый скиповый подъемник вмещает до 20 м 3 шихты, а скиповая лебедка может поднять до 39 т.
2. Конвейерный.
Рисунок 3. Схема конвейерного подъемника.
1 – барабан, который разгружает шихту в приемную воронку; 2 – приемная воронка; 3 – отклоняющий барабан; 4 – лента; 5, 6 – вращающиеся барабаны; 7 – приводная станция; 8 – хвостовой барабан; 9 – натяжная тележка; 10, 11, 12 – система блоков; 13 – лебедка; 14 – натяжная станция; 15 – канат.
Шихту загружают из распределительных бункеров на ленту, которая постоянно движется и перемещает груз на колошник доменной печи.
Этот способ имеет ряд преимуществ:
- проще обслуживать и ремонтировать машины, механизмы и агрегаты;
- нагрузки на несущие конструкции становятся меньше;
- стоимость строительства ниже, чем при использовании скипового метода;
- увеличивается производительная площадь вокруг доменной печи;
- доменную печь и систему загрузки шихты можно построить отдельно;
- период эксплуатации больше.
Конвейерная лента движется со скоростью 2 м/с. Производительность достигает 30 000 + т/сутки.
ОБОРУДОВАНИЕ ДОМЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА. ЛИТЕЙНЫЙ ДВОР
Литейным двором называют строение с площадкой, которая примыкает к доменной печи и находится ниже леток. На площадке размещены желоба. По ним чугун и шлак перемещаются из печи для плавки чугуна в ковши чугуновозов и шлаковозов, либо к машинам для грануляции.
На площадке литейного двора находятся машины для обслуживания шлаковых и чугунных леток, желобов, фурменных приборов, а также пульты управления, запасы песка, глины и огнеупорных смесей.
Здание литейного двора выполнено в форме несущего металлического каркаса, который стоит на фундаменте и обшит железобетонными плитами. В крыше здания находится аэроционный фонарь.
План литейного двора исчисляется количеством леток и желобов, их расположением, типом, числом, а также местом локации мостовых кранов.
Бывают литейные дворы, где оборудование расположено в виде прямоугольника — чугунные летки расположены с одной или с двух сторон; и литейные дворы круглой формы.
Рисунок 4. Схемы литейных дворов.
а – одностороннее или двустороннее расположение литейных леток; б – литейный двор круглой формы.
Оборудование доменного производства также включает в себя машины и механизмы литейного двора:
-
Механизмы для вскрытия чугунной летки. Их располагают на площадке, которая примыкает к горну доменной печи. Прямое назначение этого механизма – делать отверстия в леточной массе для того, чтобы чугун выходил наружу. По типу движения их разделяют на вращательные, ударные и ударно-вращательные.
Для уборки и переработки жидких продуктов доменной плавки также предусмотрено оборудование доменного производства – специальные машины и устройства:
• Чугуновозы. Чугуновозы перемещают жидкий чугун от доменной печи в сталеплавильный цех и в место разлива чугуна в чушки. По форме выделяют 3 разновидности чугуновозных ковшей: конические, грушевидные и сигарообразные. Конический вмещает 60 – 80 т, а грушевидный 100 – 140 т, отчего последний пользуется большей популярностью в металлургических цехах.
Рисунок 5. Чугуновоз.
• Шлаковозы. Шлаковозы перевозят жидкий шлак к агрегату грануляции или шлаковому отвалу.
Рисунок 6. Шлаковоз.
• Разливочная машина конвейерного типа. Предназначена для разливки жидкого чугуна.
Рисунок 7. Разливочная машина конвейерного типа.
• Агрегат грануляции чугуна. Жидкий чугун выливается из ковша и орошается струями воды, преобразовываясь таким образом в гранулы.
Рисунок 8. Схема механизма для гранулирования чугуна.
1 – ковш; 2 – наклонный разводной желоб; 3 – брызгалы; 4 – воронкообразный резервуар для гранул; 5 – наклонные конвейеры; 6 – место погрузки в железнодорожные вагоны.
• Устройство для грануляции шлака. Шлак перерабатывают сухой, полусухой и мокрой грануляцией.
Рисунок 9. Схема установки мокрой грануляции.
1 – камера; 2 – бункер-отстойник; 3 – поток воды гранулятора; 4 – желоб; 5 – эрлифт; 6 – напорный бак; 7 – труба для отвода пара; 8 – обезвоживатель карусельного типа; 9 – бункер сушки; 10 – водосборник отфильтрованной воды; 11 – конвейер для транспортировки шлака; 12 – труба подачи воздуха; 13 – эрлифт; 14 – колодец.
Рисунок 10. Схема установки сухой грануляции.
1 – шлаковый ковш; 2 – промежуточный ковш; 3 – воздушный раструб и поддон; 4 – устройство для сбора шлаковаты; 5 – отбойная плита; 6 – плоские воздухопроводы; 7 – воздушный сепаратор; 8 – батарейный циклон; 9 – отсасывающий вентилятор; 10 и 12 – электродвигатели вентиляторов; 11 – вентилятор, который подает воздух на грануляцию; 13 и 15 – желоба для выброса шлака и его остатков; 14 – эрлифт; 15 – участок, где перерабатывают остатки шлака из промежуточного ковша; 16 – бункер; 17 – пульт управления; 18 – компрессорная; 19 – помещение для электрооборудования; 20 – градирня; 21 – водяной насос.
ОБОРУДОВАНИЕ ДОМЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА ДЛЯ ПОДАЧИ ДУТЬЯ В ДОМЕННУЮ ПЕЧЬ И ОЧИСТКИ ОТ ПЫЛИ
В процессе работы печей важно, чтобы топливо горело постоянно. Для этого необходим непрерывный и равномерный приток раскаленного воздуха, прогретого до 1000 – 1400 0 С и подаваемого под давлением 0,2 – 0,5 МПа.
Воздух нагревают воздухонагреватели. Это агрегаты периодического действия регенеративного типа с внутренней или наружной камерой горения. Воздух в них нагревается от тепла, которое образуется в процессе сгорания газообразного топлива.
Рисунок 11. Воздухонагреватель с наружной камерой горения.
1 – насадочная камера; 2 – насадка; 3 – купол; 4 – камера горения.
Холодный воздух сюда нагоняют воздуходувными машинами. После нагрева горячее дутье подают по воздуховоду через фурменные приборы. Их еще называют воздушными фурмами.
Газовые горелки подают воздух и газ в камеру горения, смешивают там газы и проталкивают продукты сгорания через насадку воздухонагревателя.
Дроссельный клапан для газа и воздуха нужен для того, чтобы регулировать расход газа, который поступает в газовую горелку воздухонагревателя.
Перепускные клапаны тарельчатого типа применяют для того, чтобы снижать давление в воздухонагревателе перед тем как переключить с режима «нагрев» на режим «дутье» и обратно.
Дымовые клапаны тарельчатого типа отключают воздухонагреватель доменной печи от дымохода.
ОЧИСТКА ДОМЕННОГО ГАЗА
Доменный газ широко используют в виде горючего в разных аппаратах металлургического производства. Перед этим его тщательно очищают от пыли. Для этого применяют пылеуловители.
Для грубой очистки применяют аппараты в виде закрытых вертикальных резервуаров с коническими торцами, которые отделаны с внутренней стороны огнеупорным материалом.
Для полутонкой очистки используют скрубберы и трубы-распылители, которые функционируют по принципу улавливания пыли при смачивании ее водой.
Рисунок 12. Скруббер.
Для тонкой очистки газа применяют электрофильтры.
Атмосферные клапаны удаляют газ из печи и пылеуловителя в атмосферу.
Отсекающий клапан отделяет пылеуловитель от доменной печи.
Задвижки отключают агрегат газоочистки от общей газовой сети.
Сухую колошниковую пыль, охлажденную в пылеуловителе, удаляют при помощи транспортирующего конвейера, который одновременно увлажняет ее.
У компании ООО ЛипецкТехноЛит есть собственный цех литья, где мы применяем современные технологии в области изготовления стали, оборудования для металлообрабатывающей промышленности и запасных частей к нему.
У нас вы можете приобрести готовые дробеметные установки или заказать изготовление нестандартного оборудования по чертежам. Если нет чертежей – наши специалисты проведут исследование и предоставят присоединительные размеры перед изготовлением.
