Rīsi. 1. Domnas darba telpas (b) sadaļa un profils:
1 – čuguna krāna atvere; 2 – kalums; 3 – pleci; 4 – tvaiks; 5 – vārpsta; 6 – ugunskura bedre; 7 – rezerves ierīce;
8 – čuguna veidošanās horizonts; 9 – izdedžu veidošanās horizonts;
10 – koksa degšanas zona; 11 – izdedžu slānis; 12 – sārņu krāna atvere; 13 – izkausēts čuguns.
Domnas Nr.5, 6 un 7 tika būvētas pēc viena tipveida projekta, tāpēc tām ir vienādi krāsns profila izmēri. Lietderīgais tilpums 2000m 3 ; projektētā jauda 1300 tūkst.t/gadāčuguns; Vidējā dienas produkcija 3640 T\ kurtuves augstums ir 29,4 m; tvaika diametrs 10900mm; kaluma augstums 3600mm; mirušā slāņa augstums 101,2 mm; tvaicēšanas augstums 1700mm; plecu augstums 3000mm; pavarda tilpums 268,8 m 3; plecu tilpums 251,4 m 3; tvaika tilpums 158,7 m 3; raktuvju tilpums 1199,2 m 3; Kurtuves tilpums ir 121,9 m3.
Rīsi. 2 Domnas profils
N p - pilns augums; H™ - noderīgais augstums; h r kaluma augstums; h a - plecu augstums; p r - tvaika augstums; b w - vārpstas augstums; Iv rīkles augstums; d r pavarda diametrs; D p - tvaika diametrs; dr rīkles diametrs; a - vārpstas slīpuma leņķis; (3 - plecu leņķis -
Visu domnas konstrukciju, lādiņu un domnas izstrādājumu svars tiek pārnests uz pamatu, kas vienmērīgi pārnes visu slodzi uz zemi un ir ļoti svarīga konstrukcija.
Pamats ir sadalīts divās daļās: augšējā daļa (celms), kas izgatavota no cietas karstumizturīga betona masas, kas nesabrūk, uzkarsējot līdz 1250°C, un apakšējā daļa (zole), kas izgatavota dzelzsbetona plāksne.
Domnas ugunsizturīgais mūris no ārpuses ir ietverts cietā metāla korpusā - bruņās no lokšņu tērauda, kuras biezums kurtuves lejas daļā ir 36-40 mm, bet šahtas augšdaļā. 28 mm.
Korpusa apakšējā daļa atloka, pavarda un plecu zonā balstās uz pamatu. Korpusa augšējā daļa (no atveres līdz augšai) balstās uz maratora gredzenu, kas atrodas uz kolonnām. Maratora gredzens ir metināta konstrukcija, kas izgatavota no biezām tērauda loksnēm, kas izgatavota plakana gredzena formā, pie kuras iekšpuses ir piemetināta lādiņa apvalka apakšējā mala; moratorija gredzena ārējā daļa ir pieskrūvēta pie kolonnām.
Krāsns ugunsizturīgais mūris ir paredzēts, lai samazinātu siltuma zudumus un aizsargātu krāsns korpusu no termiskās un citas kaitīgās ietekmes. Krāsns mūris tiek pakļauts visdažādākajām ietekmēm: temperatūras spriegums, gāzu spiediens, lādiņu un šķidrumu kausēšanas produkti, ķīmiskie efekti, lejupejošu lādiņu materiālu abrazīva iedarbība un augoša gāzes plūsma, kas nes lielu putekļu daudzumu utt.
Dažādās krāsns daļās ietekme uz ugunsizturīgo mūri ir atšķirīga, tāpēc oderes materiāls un atsevišķu krāsns daļu dizains ir jāizvēlas, ņemot vērā šos efektus.
Korpusa mūris tiek pastāvīgi mazgāts ar šķidro čugunu, un tam ir augsts hidrostatiskais spiediens un temperatūras spriegums. Pateicoties šīm ietekmēm, čuguns iekļūst mūra šuvēs. Ja krāsns režīms temperatūras svārstību dēļ ir nestabils, čuguns, kas iekļuvis šuvēs, var sacietēt un pēc tam atkal kust. Kad čuguns sacietē, tas izplešas un ieķīlējas mūrī, savukārt atsevišķi ķieģeļi zaudē kontaktu ar mūri un uzpeld uz čuguna virsmu.
Arī pavarda apakšējās daļas - metāla uztvērēja - mūrim ir cietinātā čuguna ķīļveida iedarbība, bet mazākā mērā, jo čuguns rada mazāku hidrostatisko spiedienu uz metāla uztvērēja gredzenveida mūri. Metāla uztvērēja mūris tiek mazgāts ar izdedžiem, kas mijiedarbojas ar mūra materiālu, to iznīcinot.
Kurtuves augšējās daļas - tuyere zonas - mūra serviss būtiski atšķiras no tā apkalpošanas metāla uztvērējā. Čuguna un izdedžu hidrostatiskais spiediens uz tuyere zonas sienām ir salīdzinoši neliels. Tomēr šajā zonā domnas krāsnī attīstās augstākā temperatūra (šeit notiek degvielas sadegšana), kas ietekmē ugunsizturīgo mūru.
Augsta temperatūra attīstās plecos, kas atrodas tiešā degšanas avotu tuvumā. Lādiņa rūdas daļa ir šķidrā stāvoklī un plūst lejup pilienu un strūklu veidā
čuguns un izdedži starp koksa gabaliem, daļēji nokrīt uz ugunsizturīgā mūra. Turklāt ugunsizturīgo mūru intensīvi mazgā gāzes. Tādējādi plecu mūris atrodas sarežģītos apstākļos, piedzīvojot papildus termiskajam spriegojumam gāzu, šķidro izdedžu un čuguna ķīmisko iedarbību.
Šahtas sienas apakšējā daļā piedzīvo diezgan spēcīgu termisko spriegumu un izdedžu ķīmisko iedarbību, mazākā mērā tās noberž lādiņa gabali un putekļu daļiņas, ko aiznes augšupejošā gāzes plūsma. Augšējā daļā, gluži pretēji, termiskais spriegums ir zems, izdedžu ķīmiskā iedarbība nav, un materiālu un gāzes plūsmas abrazīvā iedarbība ir spēcīgāka.
Lai pagarinātu ugunsizturīgā mūra kalpošanas laiku un samazinātu temperatūras ietekmi uz apvalku, lai izvairītos no tā iznīcināšanas, kā arī veicinātu galvaskausa veidošanos, tiek izmantota ūdens vai iztvaikošanas dzesēšana.
Ar ūdens dzesēšanu uz 1 m 3 domnas lietderīgā tilpuma ūdens patēriņš ir 1,0-1, Zm 3 / h. Ūdens patēriņš iztvaikošanas dzesēšanas laikā ir vairākas reizes mazāks.
Domnas dzesēšanai ar ūdeni ir trīs metodes:
krāsns korpusa ārējā laistīšana no gredzenveida aerosoliem - izmanto kā rezerves dzesēšanu ledusskapju izdegšanas vai mūra nodiluma gadījumā;
čuguna plākšņu uzstādīšana starp krāsns korpusu un oderi (perifērie ledusskapji) ar tajās ielietām cieti ievilktām tērauda caurulēm, caur kurām cirkulē ūdens - nodrošina vienmērīgu oderes dzesēšanu un uzticamāku aizsardzību pret metāla korpusa izdegšanu. krāsns.
3) ledusskapju uzstādīšana mūra iekšpusē (iekšējie ledusskapji), liets no tērauda ar iekšējiem kanāliem vai no čuguna ar iepildītām bezšuvju caurulēm ūdens cirkulācijai - atdzesē šahtas oderi līdz ievērojamam biezumam.
Dzesēšanas ierīces aizsargā mūri no spēcīga karstuma, bet nenovērš to pilnībā.
Degvielas sadegšanai nepieciešamais gaiss tiek padots uz domnu caur atverēm, kas atrodas krāsns augšējā daļā - tuyere zonā. Ugunsizturīgā mūra caurumā tiek ievietota caurule, kas sastāv no trim daļām: urbuma, ledusskapja un caurules.
Embrasure 11 ir čuguna “koniska forma, ko dzesē ūdens, kas cirkulē caur korpusā iestrādātu ūdensvadu. Lai nodrošinātu labu blīvējumu, iedobes ir pieskrūvētas pie 10 liešanas tērauda, piemetinātas pie pavarda korpusa. Atloka savienojums ar iedobi tiek apstrādāts tā, lai veidojas plakana virsma; ledusskapja klātbūtne nodrošina ciešu caurules uzstādīšanu, kas novērš gāzes izspiešanu no pavarda.
Ledusskapja koniskajā asināšanā tiek ievietota gaisa lance, kas izvirzās 200-300 mm dziļi pavardā. Gaisa lance 13 ir doba vara liešana vai metināta kaste, kas piepildīta ar ūdeni. Ūdens padeve un kanalizācija tiek veikta tāpat kā tuyere ledusskapī. Gaisa tuyeru iekšējais diametrs svārstās no 150 līdz 200 mm un to nosaka nepieciešamība iegūt optimālu sprādziena plūsmas ātrumu no caurulēm.
Sprādziens tiek padots uz caurulēm caur gredzenveida gaisa vadu 5 ar iekšējo diametru līdz 1400 mm, kas aptver domnu un ir piekārts no krāsns kolonnām. Gredzena gaisa vads ir savienots ar karstās strūklas cauruļvadu ar gaisa sildītājiem. Gredzena gaisa vads un karstās strūklas cauruļvadi ir metināti no tērauda loksnēm ar biezumu 8-1 2 mm un iekšpuse ir izklāta ar augsta alumīnija oksīda ķieģeļiem. Starp ķieģeli un apvalku novieto azbesta kartonu vai māla-azbesta papēdi. Gredzenveida gaisa vads sazinās ar caurulēm, izmantojot fiksētu elkoni 8, kustīgu elkoni 16 un sprauslu 14. Šādu sarežģītu ierīci izraisa nepieciešamība ātri nomainīt izdegušās caurules ierīces daļas. Gaisa svira, sprausla, kustīgie un fiksētie elkoņi ir šarnīri ar pieslīpētiem lodīšu asinājumiem. Kustīgo un fiksēto elkoņu lodīšu asumi ir izgatavoti atloku 4 veidā, kas ir nostiprināti ar skrūvēm. Kustīgie un fiksētie līkumi iekšpusē ir izklāti ar šamota ķieģeļiem. Kustīgajam elkonim ir caurule 3 sprauslas un šļūtenes tīrīšanai, kad tajos nokļūst izdedži. Caurule ir aizvērta ar vāku, kuram ir skatlogs, lai uzraudzītu procesu gaitu krāsnī. Fiksētais elkonis ir piestiprināts pie gredzenveida gaisa kanāla 5 armatūras 6, izmantojot bultskrūvju savienojumu.. Kustīgais elkonis ir piekarināts no fiksētā elkoņa uz divām šarnīrveida balstiekārtām 2 ar ķīļiem. Pievelkot ķīļus, var nodrošināt ciešu eņģu virsmu savienošanu darba stāvoklī, un, atlaižot tās, var pagriezt kustīgo ceļgalu uz balstiekārtām.
Sprausla ir tērauda lējumi ar sieniņu biezumu 12-16mm. Lai palielinātu sprauslu izturību un samazinātu siltuma zudumus caur tām, strādājot ar ļoti karstu sprauslu, to iekšējā virsma ir izklāta ar viegliem ugunsizturīgiem ķieģeļiem.
Sprausla tiek nospiesta pret cauruli, un kustīgais elkonis tiek nospiests pret sprauslu, izmantojot spriegošanas ierīci 1; Spriegošanas ierīces atspere nodrošina pastāvīgu nospiešanas spēku. Spriegošanas ierīce ir piestiprināta pie krāsns korpusa, izmantojot korpusā iestrādātu kronšteinu.
viv"
Rīsi. 4. Čuguna krāna caurums:
1- ugunsdroša masa; 2- ugunsizturīgs oderējums; 3- rāmis; 4- ledusskapis.
Čuguna caurums ir caurums (kanāls) pavarda apakšējās daļas sienā - metāla uztvērējs, kas paredzēts periodiskai čuguna izlaišanai.
Krāna caurums kalumā vājina krāsns korpusu, tāpēc šajā vietā tiek uzstādīts liets metāla rāmis, kas piestiprināts pie krāsns korpusa un savienots ar čuguna tekni. Rāmim ir iekšējais caurums, kas izklāts ar ugunsdrošu
augsta alumīnija oksīda ķieģeļu tā, lai 200-300 mm platumā un 400-500 lsh augstumā atstātu caurejošu kanālu, kas ir aizsērējis ar ugunsizturīgu masu. Lai palielinātu čuguna krāna cauruma izturību, tas ir ierāmēts ar plākšņu formas kaluma dzesētājiem, kuru biezums palielināts līdz 255 mm, ar atveri rāmim.
9 ju
Rīsi. 5. Sārņu krāna armatūra
Izdedžu caurums ir caurums (kanāls) pavarda sienā, kas paredzēts periodiskai izdedžu izdalīšanai no domnas.
Izdedžu caurumi ir aprīkoti ar veidgabaliem, ko sauc par izdedžu ierīci. Izdedžu ierīce sastāv no vairākām teleskopiski savienotām daļām: vara štancēta vai atlieta doba ar ūdeni dzesēta caurule 10, kurai ir caurums izdedžu 05O-65lsh izlaišanai, liets vara dzesēts dobs dzesētājs.
Čuguna kausēšana rūpnieciskā mērogā nav iespējama bez lielām, sarežģītām un jaudīgām krāsnīm. Domnas krāsns ir vertikāla šahtas tipa konstrukcija, kurā dzelzsrūda tiek kausēta noderīgā metālā. Domnas dizains paredz nepārtrauktu konstrukcijas darbību 3-12 gadus līdz kapitālajam remontam.
1. attēls. Domnas krāsns
Domnas iekārta
Mūsdienīga krāsns ir milzīga konstrukcija, kas sver līdz 35 000 tonnu un augstumu līdz 40 m. Lai būtu iespējama ilgstoša kausēšana bez dīkstāves, krāsnij ir jābūt izturīgai un uzticamai. Ierīces ārpuse ir pārklāta ar tērauda korpusu - pamatne ir izklāta ar biezām loksnēm (līdz 4 cm).
Iekšpusē ir ugunsdroša odere. Tam nepieciešama pastāvīga dzesēšana, tāpēc zemāk ir uzstādīti metāla konteineri, kuros cirkulē ūdens. Tā kā ir nepieciešams daudz šķidruma, dažreiz tiek izmantota iztvaikošanas dzesēšana. Metodes būtība ir verdoša ūdens iztvaicēšana, kas aktīvi absorbē siltumenerģiju.
2. attēls. Domnas dizains Krāsns ir struktūra, kas sastāv no daudziem elementiem. Galvenie tiek prezentēti:
- Kolosņiks();
- tvaicēti;
- mans;
- kalns;
- pleciem.
Kološņiks
Šis ir augšējais elements, kas kalpo izejvielu iekraušanai (uzlādei) un izplūdes gāzu noņemšanai. Galvenā augšdaļas daļa ir uzpildes vienība. Vairumā gadījumu lādiņa uzpildīšanas ierīces ir dubultkonusa. Abi konusi ir pārklāti starp pildījumiem. Pēc izejmateriāla piegādes mazākais elements tiek nolaists un dzelzsrūda iekrīt lielākajā. Tiklīdz vajadzīgā porcija ir savākta, mazais konuss aizveras un rūda no lielās nonāk krāsnī. Pēc tam lielā ierīce ir arī aizzīmogota.
Uzlabotākām domnām ir uzlabots augšējais dizains. Liela konusa lomu spēlē rotējoša tekne ar regulējamu slīpuma leņķi. Pateicoties tam, ir iespējams pildīt izejvielas no jebkuras puses.
Dūmvads kalpo arī kā gāzes izvads. Kausēšanas procesā rodas milzīgs daudzums gāzes. Līdz ar to tiek noņemti arī dzelzi saturošie putekļi, kurus uztver gāzes attīrītāji.
3.attēls Domnas ražošanas shēma Manējais
Šahta aizņem lielāko daļu krāsns telpas. Struktūra, kas izplešas uz leju, ir nošķelts konuss. Pateicoties tam, lādiņš tiek padots vienmērīgi. Domnas krāsns ir vertikāla konstrukcija un diezgan augsta. Tas ir nepieciešams, lai nodrošinātu izejvielu ķīmisko un termisko apstrādi ar apsildāmām gāzēm.
Raspar
Cilindra formas elements atrodas darba domēna zonas vidusdaļā. Rasparam raksturīgs lielākais diametrs. Dizaina mērķis ir palielināt krāsns telpu un likvidēt nevajadzīgas izejvielas. Šeit veidojas atkritumi.
Pleci
Raspara saīsināta konusa formas versija — nošķelta sastāvdaļa ir vērsta uz plato daļu uz augšu. Ar plecu palīdzību tiek samazināts izkusušā lādiņa apjoms čuguna ražošanā.
Rags
Galvenā daļa, kurā notiek metāla kausēšana. Šeit deg kokss un veidojas gāze, uzkrājas izdedži un čuguns un no konstrukcijas regulāri izdalās šķidrs metāls. Kalums sastāv no tuyere zonas un metāla uztvērēja. Caur caurulēm, caur gaisa sildītāju un gredzenveida gaisa vadu krāsnī ieplūst karsts gaiss. Tas ir nepieciešams degvielas sadegšanai. Metāla uztvērēja dibenu sauc par atloku.
Kurtuves apakšā ir izdedžu un čuguna caurumi - urbumi, caur kuriem iet kausētais metāls. Pēc čuguna atbrīvošanas atvere tiek aizvērta, izmantojot virzuļa mehānismu ar ugunsizturīgu masu.
Izdedžu caurumi atrodas 1,5-2 m virs čuguna caurumiem. Tos aizver, izmantojot tērauda korķviļķus ar uzgaļiem. Izdedžus atdala no čuguna, izmantojot ierīci, kas atrodas uz krāsns teknes. Abas sastāvdaļas tiek ievadītas īpašos kausos.
Visai šai gigantiskajai struktūrai ir milzīga masa. Šis svars vienmērīgi jāpārnes uz zemi. Tāpēc domnu uzstāda uz masīva betona pamata, kura pamatnes biezums var sasniegt 4 m. Pamatne kalpo kā balsts kolonnām, kuras savukārt balsta metāla konstrukcijas. Augšējā pamatu daļa izgatavota no karstumizturīga betona monolīta cilindra formātā.
Milzīgas masas spiedienu uz zemi kompensē jaudīga pamata izbūve
Tabulā parādīta attiecība starp dažu mūsdienu krāšņu izmēriem.
Papildu krāsns elementi
Cepeškrāsns darbībai ir nepieciešama palīgierīču darbība. Starp viņiem:
- gaisa sildītāji; blakus krāsnij atrodas lieli torņa tipa elementi; tajos nonāk domnas gāze, kas pēc tam sadedzina; līdz ar to veidojas vēl karstāka gāze, sildot gaisu caur sarežģītu sistēmu; pēdējo - uzkarsētu līdz vismaz 1000 grādu temperatūrai - izmanto čuguna kausēšanai;
- pūtēji; degvielas sadegšanai nepieciešams saspiests gaiss; gaiss iekļūst krāsnī, pateicoties ierīcēm, kas rada aptuveni 25 MPa spiedienu;
- ierīces lādiņa pacelšanai un uzpildīšanai;
- gāzes attīrītāji domnu gāzu tīrīšanai;
- citas palīgierīces - piemēram, gaisvadu celtņi, ar kuriem aprīkotas lietuves.
4. attēls. Modernas domnas piemērs Mūsdienu krāsnis ir aprīkotas ar automatizācijas sistēmām. Datorizācija ļauj kontrolēt un regulēt ar domnas darbību saistītos pamatparametrus. Tiek kontrolēts izejmateriālu pildījuma līmenis, gāzes spiediens, spridzināšanas temperatūra utt.
Mūsdienu domnas ir atstātas automatizācijas ziņā. Dators kontrolē galvenos ražošanas procesus
Pēc kāda principa darbojas domnas krāsns?
Domnas darbības princips ir balstīts uz sarežģītiem fizikāliem un ķīmiskiem procesiem. Izšķir šādas operācijas:
- degvielas sadegšana;
- dzelzs atgūšana;
- kaļķakmens sadalīšanās kalcija oksīdā un oglekļa anhidrīdā;
- dzelzs piesātinājums ar oglekli;
- metāla kausēšana;
- izdedžu kausēšana utt.
5. attēls. Dzelzs ražošana no ķīmiskā viedokļa Vispārīgākajā nozīmē domnas kausēšana ir čuguna ražošana no dzelzsrūdas izejvielām. Galvenie materiāli, ar kuriem var kausēt čugunu, ir:
- degviela - kokss;
- dzelzsrūda ir izejviela, no kuras kausē čugunu;
- flux – īpašas piedevas, kas izgatavotas no smiltīm, kaļķakmens un dažiem citiem materiāliem.
Lādiņa iekļūst krāsnī mazu kausētu gabalu - granulu vai aglomerātu veidā. Rūdas viela var būt mangāna rūda vai dažādas dzelzsrūdas variācijas. Izejvielas ielej krāsnī slāņos, pārmaiņus ar plūsmas un koksa kārtām.
Plūsmas mērķis ir atdalīt čugunu no piemaisījumiem un atkritumiem (izdedžiem)
Sārņi peld uz karstā čuguna virsmu. Piemaisījumi tiek novadīti pirms šķidrā metāla sacietēšanas.
Izejvielu piegādei, tāpat kā krāsns darbībai, jābūt nepārtrauktai. Procesa konsekvenci nodrošina speciālie konveijeri. Nokļūstot krāsnī, izmantojot aprakstītos elementus, lādiņš iziet cauri vairākiem tehnoloģiskiem procesiem.
6. attēls. Domnas diagramma Dedzinot koksu, tiek iegūta nepieciešamā temperatūra, kas nedrīkst būt zemāka par 2000 grādiem. Degšana veicina skābekļa un ogļu apvienošanos. Tajā pašā laikā veidojas oglekļa dioksīds. Augstas temperatūras ietekmē pēdējais kļūst par oglekļa monoksīdu. Pateicoties tam, tiek atjaunots dzelzs.
Dzelzs atgūšana ir viens no svarīgākajiem ražošanas posmiem. Bez šī procesa metālam nav iespējams iegūt nepieciešamo stiprību.
Čuguns kļūst par čugunu pēc tam, kad dzelzs iziet cauri izkausētam koksam. Lai rezultāts būtu iespējams, gludeklim jābūt piesātinātam ar oglekli. Čuguns ietver sakausējumus, kas satur 2-5% oglekļa.
Pēc tam, kad gatavais metāls ir sakrājies kaltā, tas tiek atbrīvots caur caurumiem. Vispirms caur augšējo caurumu izdalās sārņi, un pēc tam caur apakšējo atveri tiek atbrīvots čuguns. Pēdējais tiek novadīts pa kanāliem spaiņos un nosūtīts turpmākai apstrādei.
Secinājums
Domnas krāsns ir viena no svarīgākajām melnās metalurģijas sastāvdaļām. Mūsdienu realitātē domnas parasti tiek “iebūvētas” metalurģijas rūpnīcās. Vidējā krāsns spēj saražot aptuveni 12 000 tonnu čuguna dienā, vienlaikus patērējot aptuveni 20 000 tonnu izejvielu.
Čuguna ražošanas procesu no dzelzs rūdām sauc par domnu.
Avota materiāli:
Dzelzs rūdas (magnētiskās, sarkanās, brūnās un sprauddzelzs rūdas + kompleksās dzelzs rūdas, lai uzlabotu čuguna īpašības)
Degviela - kokss - degviela + krāsns telpas uzsildīšana līdz vajadzīgajai temperatūrai; nodrošina dzelzs oksīdu reducēšanu. Iespējama daļēja koksa aizstāšana ar gāzi vai mazutu
Fluxes - kaļķakmens CaCO 3 vai dolomitizētu kaļķakmeni saturošu CaCO 3 Un MgCO 3 , jo sārņos jāsatur bāzes oksīdi ( CaC, MgO), kas nepieciešami sēra noņemšanai no metāla. Tie satur minimālu daudzumu kaitīgo piemaisījumu.
Čuguna sagatavošana domnā sastāv no dzelzs reducēšanas no dzelzsrūdas oksīdiem. Lai atdalītu piemaisījumus, ko satur rūda un kokss (ogļu pārstrādes produkts), tie ir jāizkausē, bet to kušanas temperatūra ir daudz augstāka nekā čugunam.Tā tiek pazemināta, ieviešot kušņus (fluxes), visbiežāk kaļķakmeni.
No augšas ielādēts domnā, lādiņš, kas satur dzelzsrūdu, koksu un kušņus, pakāpeniski virzās uz leju un nonāk arvien augstākas apkures zonās. Domnas (krāsns) apakšējā daļā temperatūra paaugstinās līdz 1600 °C. Šeit plūst šķidrais čuguns un izdedži. Vieglāki izdedži uzkrājas virs čuguna. Periodiski izdedži un čuguns tiek atbrīvoti un nosūtīti tālākai apstrādei.
Domnas krāsnī iepūsts līdz 700...800°C uzkarsēts gaiss nodrošina koksa sadegšanu ar oglekļa monoksīda (CO) veidošanos, kas atdala skābekli no dzelzs oksīdiem. Apmēram 1000 °C temperatūrā notiek reducētā dzelzs karburizācija un pārvēršanās čugunā:
Atkritumu ieži un plūsmas arī piedzīvo noteiktas pārvērtības un pārvēršas par izdedžiem. Gaisa slāpeklis, CO un CO2 veido domnas gāzi, kas tiek izvadīta no domnas pa augšpusi pa gāzes vadiem.
Uzlādes materiāli satur vielas, kas čugunam piešķir noderīgus (mangāns, silīcijs) un kaitīgus (sērs, fosfors) piemaisījumus. Sēru no čuguna var atdalīt ar ļoti koncentrētiem izdedžiem un augstām procesa temperatūrām. No čuguna fosforu nevar atdalīt. Lai nodrošinātu, ka čuguns nesatur fosforu, lādiņam jābūt bez P205.
39 Domnas shēmas projektēšana un darbība
Domnas krāsns sastāv no: augšdaļas 1, kurā, nolaižot augšējos vārtus 2, ieplūst rūda, plūsma un degviela, šahtas 3, kurā notiek dzelzs reducēšanas reakcijas, “tvaika” 4, kur beidzas izdedžu veidošanās, un “ pleci” 5, pa kuru iekrautie materiāli pamazām nolaižas krāsnī 6, pārvēršoties izkausētā čugunā un izkausētā izdedžos. Krāsns izklāta no kvalitatīviem šamota ķieģeļiem; no ārpuses tas ir pārklāts ar tērauda loksnēm un tiek atdzesēts ar ūdeni. Domnas krāsnī ir metināts tērauda korpuss. Degviela deg pie (gaisa kanāliem 7, uz kuriem pa gredzenveida gaisa cauruli 8 un no tās stieptām šļūtenēm tiek pievadīts sakarsētais gaiss. Kurtuves apakšējā daļā ir čuguna caurums 10 - čuguna atlaišanas atvere. Augšpusē ir "izdedžu caurums" 11 izdedžu izlaišanai. Krāsnī radušās karstās gāzes tiek izvadītas pa gāzes vadu 12, attīrītas un izmantotas krāsnī pievadītā gaisa sildīšanai un citām iekārtas vajadzībām (martenta krāšņu apkurei, kurā čuguns tiek pārvērsts tēraudā).
Domnas krāsnī pārmaiņus slāņos no augšas tiek ielādēta rūda, plūsma (flux) un kokss. Koksam degot un kūstot zemāk esošajiem slāņiem, visa masa krāsnī pakāpeniski samazinās, un virsū tiek uzkrautas jaunas materiālu porcijas. Degšanu domnā nodrošina gaiss, kas tiek iepūsts aptuveni 1,5 ati spiedienā, uzsildīts līdz 800-900°. Gaiss tiek uzkarsēts īpašos gaisa sildītājos (novecojušais nosaukums ir “kupers”), kas ir apaļš tornis ar tērauda korpusu un iekšējo ugunsizturīgo ķieģeļu mūri ar vertikāliem kanāliem.
Domnu izplūdes gāzes satur ievērojamu daudzumu oglekļa monoksīda (CO). Dedzinot, tas izdala lielu daudzumu siltuma. Gāzes tiek attīrītas no putekļiem speciālā ierīcē un nosūtītas uz gaisa sildītāju, kur sadeg CO, sildot ugunsizturīgo mūri. Pēc tam gaisa sildītājā tiek iesūknēts gaiss. Izejot cauri ugunsizturīgā mūra apsildāmajiem kanāliem, gaiss tiek uzkarsēts, savukārt gāzes no domnas tiek novirzītas uz citu gaisa sildītāju. Domnas augšpusē ievietotos materiālus žāvē un pakāpeniski karsē. Krāsns apakšējās zonās dzelzs oksīds (Fe2O3 vai Fe3O4), kas atrodas rūdā, tiek reducēts ar oglekļa monoksīdu līdz dzelzs oksīdam (FeO). Pēc tam dzelzs oksīds tiek reducēts par tīru dzelzi: tā pirmie poraini gabali parādās domnas vidējā un apakšējā zonā. Reducētā dzelzs, kas iekrīt krāsnī, pakāpeniski tiek piesātināta ar oglekli. Iegūtais dzelzs karbīds (Fe3C) augstā temperatūrā izšķīst dzelzē un pārkarbē to, pazeminot sakausējuma kušanas temperatūru. Tāpēc “plecu” augšējā daļā pie t = 1250-1300° parādās pirmie šķidrā sakausējuma pilieni, kas plūst uz leju, kļūstot vēl vairāk piesātināti ar oglekli un izšķīdinot daļu silīcija un mangāna. Tā tas veidojas. čuguns, kas satur līdz 3,5-4,0% oglekļa un plūst kausētā stāvoklī uz pavarda dibenu. Tajā pašā laikā starp atkritumiem un plūsmām notiek reakcija, kā rezultātā veidojas šķidri izdedži, kas arī plūst uz leju. Sārņi peld virsū čugunam, pasargājot to no oksidēšanās. Ik pa laikam izdedži tiek izvadīti caur izdedžu krāna atveri, savukārt čuguns periodiski tiek atbrīvots caur apakšējo krāna atveri. Tādā veidā tiek veikts nepārtraukts dzelzs kausēšanas process. 1 tonnas čuguna (čuguna) iegūšanai tiek patērēti aptuveni 1,6 g dzelzsrūdas, 0,4 t kaļķakmens, 0,1 t mangāna rūdas un 0,9 t koksa.
Domnas krāsns vai, kā to bieži sauc, ir paredzēta dzelzs kausēšanai no dzelzsrūdas. Tas notiek ķīmisku reakciju rezultātā, kas notiek augstā temperatūrā. Procesa beigu posmā kausētais čuguns tiek piesātināts ar oglekli un pārvēršas čugunā (sk. Dzelzs, tērauds, čuguns).
Domnas krāsns.
Domnas krāsnī parasti tiek izkausēta nevis dzelzsrūda, bet gan aglomerāts (smalka rūda, kas saķepināta gabalos) vai granulas (sfēriski gabali, kas iegūti no smalkas rūdas vai smalki samalta koncentrāta). Tos krāsnī iekrauj slāņos, mijas ar koksu. Domnas krāsnī slāni pa slānim pievieno arī kušņus - kaļķi, smiltis un dažas citas vielas. Priekš kam tās vajadzīgas?
Kopā ar aglomerātu un granulām domnā nonāk ieži, kas nesatur dzelzi. Metalurgi to sauc par atkritumiem. Tas ir jānoņem, lai tas, sacietējot, neiekļūtu čugunā. Plūsmas liek atkritumiem un dažām citām nevajadzīgām vielām (to visu sauc par izdedžiem) uzpeldēt uz šķidrā metāla virsmas, no kurienes izdedžus var viegli iebērt speciālā kausā. Tātad aglomerāts (vai granulas), kokss un kušņi ir iekļauti materiālu maisījumā, kas tiek ievietots domnā un tiek saukts par lādiņu.
Domnas krāsns atgādina lielu apaļu torni un sastāv no trim galvenajām daļām: augšējā daļa ir krāsns, vidējā daļa ir šahta un apakšējā daļa ir kalums. Domnas iekšpuse ir izklāta (izklāta) ar ugunsizturīgu mūri. Lai novērstu mūra bojāšanos un aizsargātu krāsns korpusu no augstām temperatūrām, tiek izmantoti ledusskapji, kuros cirkulē ūdens.
Lādiņu iekrauj domnā caur krāsni pa vairākām tonnām katrā. Lejupielāde notiek nepārtraukti. Lai to izdarītu, pie domnas tiek uzstādīts bunkurs - noliktava, kur tiek piegādāts aglomerāts (vai granulas), kokss un plūsmas. Bunkurā tos izmanto lādiņa veidošanai, izmantojot automatizētas mēroga automašīnas. Izejvielas tiek nepārtraukti ievadītas lielu mūsdienu domēnu bunkuros, izmantojot konveijerus. Turklāt mūsdienu domnu konveijeri pārvieto lādiņu no tvertnes uz augšu. Vecajās domnas krāsnīs šim nolūkam tiek izmantotas piekabes, kas brauc pa slīpām sliedēm.
Sava svara ietekmē lādiņš nolaižas, izejot cauri visai domnai. Kurtuves vidusdaļā - šahtā - to mazgā gāzes, kas nāk no apakšas uz augšu - koksa sadegšanas produkti. Viņi uzsilda lādiņu un pēc tam atstāj domnu caur augšējo daļu. Bet pats svarīgākais notiek domnas apakšējā daļā – smēdē.
Šeit, domnas korpusā, ir izciļņi - īpašas ierīces saspiesta karstā gaisa padevei krāsnī. Korpusiem ir stikli aizsargāti logi, caur kuriem domnas darbinieki var ieskatīties kurtuves iekšienē un redzēt, kā process notiek. Lai tuyers nepiedegtu, tos atdzesē ar ūdeni, kas plūst caur kanāliem, kas atrodas cauruļu iekšpusē.
Karsts gaiss ir nepieciešams, lai vēl vairāk uzsildītu lādiņu pirms kausēšanas. Tas samazina dārgā koksa patēriņu un palielina domnas produktivitāti. Turklāt, lai vēl vairāk samazinātu koksa patēriņu, domnā kā siltuma avotu ievada dabasgāzi vai mazutu. Pirms ievadīšanas caurulēs gaiss tiek uzkarsēts augstos torņos, kas piepildīti ar ķieģeļiem iekšpusē - gaisa sildītājos.
Domnas krāsnī sadedzina koksu (kā arī dabasgāzi vai mazutu), attīstot ļoti augstu temperatūru - virs 2000 °C, kuras ietekmē rūda pilnībā izkusa. Dedzinot kokss savienojas ar skābekli gaisā, veidojot oglekļa dioksīdu. Augstas temperatūras ietekmē oglekļa dioksīds pārvēršas oglekļa monoksīdā, kas atdala skābekli no dzelzsrūdas, samazinot dzelzi. Izplūstot cauri karsta koksa slānim, dzelzs tiek piesātināts ar oglekli un pārvēršas čugunā. Šķidrais dzelzs uzkrājas pavarda apakšā, un uz tās virsmas uzkrājas vieglāku izdedžu slānis.
Kad smēdē ir sakrājies pietiekams daudzums čuguna, tas tiek atbrīvots caur caurumiem kaluma apakšējā daļā - krāna atverē. Vispirms caur augšējo krāna caurumu izdalās sārņi, pēc tam caur apakšējo krāna caurumu čuguns. Tālāk čuguns iekrīt grāvjos, no kurienes to ielej lielos čuguna kausi, kas stāv uz dzelzceļa platformām, un nosūta tālākai apstrādei.
Ja čuguns paredzēts lējumu ražošanai - lietuves čuguns -, tas nonāk liešanas mašīnā, kur sacietē stieņu - cūku veidā. Ja čuguns ir paredzēts pārveidei par tēraudu (čugunu), tas tiek transportēts uz tērauda rūpnīcu. Tur tas nonāk martena krāsnīs, pārveidotājos vai elektriskajās krāsnīs (sk. Elektrometalurģija). No kopējā saražotā čuguna daudzuma aptuveni 80% ir čuguns.
Pirmā Magņitogorskas dzelzs un tērauda rūpnīcas domna, kas sāka darboties 1932. gadā, bija 900 m 3 tilpumā. 1986. gadā Čerepovecas metalurģijas rūpnīcā sāka darboties Severjankas domnas krāsns ar tilpumu 5500 m 3, kas ir viena no lielākajām pasaulē.
Iepriekš domnas ražoja čugunu ik pēc 3-4 stundām.Palielinoties apjomam, čuguna ražošana paātrinājās - ik pēc 2 stundām.Lielās domnas - ar tilpumu 3000 m 3 vai vairāk - čugunu ražo gandrīz nepārtraukti .
Mūsdienu milzu domnās degšanas uzturēšanai izmanto ne tikai uzkarsētu gaisu, bet arī dabasgāzi kopā ar tīru skābekli. Tas palielina iekārtas produktivitāti, samazina koksa patēriņu, bet vienlaikus apgrūtina tehnoloģiskā procesa kontroli. Tāpēc elektroniskie datori tagad arvien vairāk parādās domnu veikalos. Viņi analizē daudzu instrumentu rādījumus, uzrauga procesa gaitu un izvēlas labākos kausēšanas režīmus.
Pārbaude
disciplīnā "Materiālzinātne un būvmateriālu tehnoloģija"
Variants Nr.10
To veic students
URBAS, b-NFGDz-32
Kods: 131720
Ščerbakovs V.G.
Pārbaudīja: Meļņikova I.P.
Saratova, 2017
Uzdevums Nr.1. 3
1.1. Uzzīmējiet domnas shēmu. 3
1.2. Aprakstiet reducēšanas kausēšanas būtību. 4
1.3. Norāda izstrādājumus, domnas kausēšanu un domnas tehniskos un ekonomiskos rādītājus. vienpadsmit
Uzdevums Nr.2. 12
2.1. Aprakstiet parādības, kas rodas metālā, to karsējot. 12
2.2. Izskaidrojiet metāla formēšanas temperatūras diapazona jēdzienu un tā noteikšanas principu, izmantojot diagrammu. 14
2.3. Aptuveni no diagrammas nosakiet apstrādes temperatūras diapazonu tēraudam ar oglekļa saturu 0,5 % …………………………………………………………………………………… ……………………………………………15
Uzdevums Nr.3. 22
Uzzīmējiet skābekļa-acetilēna liesmas diagrammu un aprakstiet tās struktūru. Norādīt metināšanas vara īpatnības Izstrādāt procesu apvalka metināšanai (38. att. a, b) no vara markas M3p. Ražošana notiek pa daļām. Nosakiet gāzes metināšanas liesmas raksturu, degļa veidu un tā jaudu. Izvēlieties pildījuma stieples pakāpi un diametru. Norādiet plūsmas sastāvu un metināšanas metodi (pa kreisi, pa labi). Pamatojoties uz metinājuma šuves izmēriem, nosaka nogulsnētā metāla masu. Iestatiet pildvielas stieples patēriņu, ņemot vērā zudumus, skābekli, acilēnu, kalcija karbīdu un izstrādājuma metināšanas laiku. Norādīt metinājuma kvalitātes kontroles metodes.. 22
Uzdevums Nr.4. 23
Nodrošiniet virsmas apstrādes shēmas 1., 2., 3. detaļām, kuru rasējums ir dots att. 6. Katrai diagrammai norādiet mašīnas, instrumenta un armatūras nosaukumu. Sniedziet skices virsmas apstrādei 3 un ierīcei sagataves nostiprināšanai virsmas apstrādes laikā 1. 23
Atsauces.. 24
Pārbaudes uzdevums Nr.1
Uzzīmējiet domnas shēmu. Aprakstiet reducēšanas kausēšanas būtību. Norāda izstrādājumus, domnas kausēšanu un domnas tehniskos un ekonomiskos rādītājus.
Domnas krāsns ir paredzēta čuguna kausēšanai.
Domēna procesa shēma.
Šī procesa būtība ir tāda, ka krāsnī notiek dzelzs oksīdu reducēšana, kas atrodas izejmateriālā - rūdā, ar kurināmā sadegšanas produktiem - ūdeņradi, oglekļa monoksīdu un cieto oglekli. Šahtas tipa domnas dizains nav īpaši sarežģīts. Tas sastāv no vairākām daļām.
Krāšņu dizains
Domnas augšējo daļu sauc par augšējo daļu. Tas ir aprīkots ar gāzes izvadiem, ko izmanto domnas gāzes noņemšanai. Izejvielas šeit tiek iekrautas, izmantojot īpašu pildīšanas aparātu.
Zem augšas atrodas kāta nošķelta konusa formā, kas izplešas uz leju. Šī forma ļauj vienkāršot izejvielu saņemšanas procesu no augšas. Raktuvēs izejvielu gatavo īpašā veidā no rūdas oksīdiem un reducē dzelzi.
Domnas platāko daļu sauc par tvaiku. Šeit tiek izkausēti atkritumi no plūsmas un rūdas, kā rezultātā veidojas izdedži.
Nākamā krāsns daļa ir nošķelts konuss, kas izplešas uz augšu. To sauc par pleciem. Šajā konstrukcijas nodalījumā izdedžu veidošanās beidzas, atstājot tajā noteiktu daudzumu plūsmas un cietā kurināmā.
No augšas piegādātās degvielas sadegšana notiek kaltē. Tas kalpo arī čuguna un izdedžu uzkrāšanai, kas atrodas šķidrā stāvoklī.
Lai degviela sadegtu, ir nepieciešams karsts gaiss. Tas iekļūst krāsnī no gaisa sildītājiem caur gredzenveida gaisa vadu, kas iet caur caurulēm. Kaluma dibens, ko sauc par brekšu, atrodas uz masīva dzelzsbetona pamata. Šeit uzkrājas izdedži un čuguns. Kausēšanas procesa beigās čuguns un izdedži tiek izvadīti pa speciālām teknēm caur šim nolūkam paredzētiem caurumiem kausos.
Domnas darbības princips
Domnas shēma.
Domnas dizains ir veidots tā, lai lādiņš ieplūst bļodā caur uzlādes ierīci, kas izgatavota neliela konusa formā, kas atrodas augšpusē. Tālāk, no bļodas, nokrītot uz liela konusa, kad tas ir nolaists, lādiņš nonāk krāsnī. Šī sistēma neļauj gāzei no domnas nokļūt vidē. Pēc iekraušanas mazais konuss un piltuve izejvielu saņemšanai tiek pagriezti 60 grādu leņķī. Tas ir nepieciešams, lai maisījums būtu vienmērīgi sadalīts.
Metalurģiskā krāsns turpina darboties, lādiņš kūst un iet uz leju, atbrīvojot vietu jaunām izejvielu porcijām. Domnas izmantojamajam tilpumam vienmēr jābūt pilnībā piepildītam. Mūsdienu domnas lietderīgais tilpums var būt no 2000 līdz 50 000 m³. Tā augstums var sasniegt 35 m, kas ir gandrīz trīs reizes lielāks par tā diametru. Šis dizains netika izgudrots nejauši: domnas darbības princips ir balstīts uz materiālu un gāzu kustību viena pret otru, kas ļauj palielināt siltuma izmantošanu līdz pat 85%.
