МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Національний університет водного господарства

та природокористування

Кафедра „Автомобілі, автомобільне господарствоі технологія металів”

КОНТРОЛЬНА РОБОТА №2

з курсу

„Матеріалознавство і технологія конструкційних матеріалів”

Розділи:

„ОСНОВИ МЕТАЛУРГІЙНОГО ВИРОБНИЦТВА”, „ОСНОВИ ТЕХНОЛОГІЇ ЛИВАРНОГО ВИРОБНИЦТВА”

Рівне 2009

Опишіть будову і принцип роботи доменної печі і вкажіть, які фізико-хімічні процеси протікають в різних зонах печі

Виробництво чавуну.

Чавун одержують у доменних печах з руд шляхом відновлення заліза і насичення його вуглецем і іншими елементами. Основна маса чавуну (більш 80%) використовується для виплавки сталі. Основними вихідними матеріалами для виробництва чавуну в доменній печі є червоні, магнітні, бурі і шпатові залізняки, марганцеві руди, паливо і флюс.

Будова доменної печі.

Доменна піч являє собою вертикальну плавильну піч шахтного типу. Свою назву доменні печі одержали від раніше застосовуваних в Росії (VIII-IX століття) шахтних печей, що називалися домницями.

Доменна піч є могутнім і високопродуктивним агрегатом з корисним обсягом печі 3000—5000 м³ і продуктивністю більш 5000 т чавуну в добу. Корисна висота таких печей досягає 30 м і більш. Доменна піч (рис. 1) зовні укладена в сталевий кожух, а усередині футерована вогнетривкою (шамотною) цеглою. Внутрішній обрис печі називається її профілем. При цьому варто розрізняти колошник І, шахту ІІ, розпар ІІІ, заплічики IV і горн V.

Колошник обладнаний литими сталевими сегментами 3, що захищають вогнетривку футеровку від руйнування при ударах шихти, що завантажується в піч.

У верхній частині печі є завантажувальний пристрій, що складається з прийомної лійки 7, малого конуса 5, розподільного пристрою 6 і великого конуса 4 з лійкою 10. Сирі матеріали (шихта) подаються на колошник по похилому мосту 9 двома скіпами 8. Зі скіпа матеріали спочатку попадають на малий конус, що для забезпечення більш рівномірного завантаження шихти у великий конус повертається навколо осі штанги. Малий і великий конуси опускаються не одночасно, щоб запобігти викиду доменних газів з печі в атмосферу У великий конус через малий конус засипають кілька скіпів шихтових матеріалів, що утворюють так звану колошу. У процесі опускання великого конуса колоша падає в піч. Рудну частину шихти і кокс завантажують роздільно, тому в печі утвориться два шари — коксу і рудної частини.

У нижній частині печі знаходяться фурменні пристрої 2, через які вдувають у піч нагріте повітря або повітря, збагачене киснем, а також іноді газоподібне, рідке або пилоподібне паливо для економії коксу.

Рис. 1. Доменна піч

Чавун і шлак безупинно стікають вниз і періодично випускаються через чавунну льотку 1 і шлакову льотку 11.

Процес доменної плавки безперервний, а завантаження шихтових матеріалів і випуск чавуна і шлаку виробляються періодично по установленому режиму. Вихідні матеріали надходять у доменну піч зверху, а в нижню частину печі через фурми подаються нагріте повітря або повітря, збагачений киснем, а також газоподібне паливо. Гази, що утворяться при згорянні палива, піднімаються назустріч опускаються шихтовим матеріалам, нагрівають них, відновлюють і плавлять. Таким чином, піч працює за принципом протитоку, що, природно, дозволяє більш повно використовувати тепло.

При нормальній роботі доменної печі у всіх її зонах установлюється визначена температура й у них відбуваються різні фізико-хімічні процеси горіння палива, видалення вологи, розкладання вапняку, відновлення заліза й інших елементів, плавлення і навуглецевування заліза, утворення чавуну і шлаку.

Опустившись до рівня фурм, кокс згоряє у струмені підігрітого до 1100—1300° С повітря або повітря, збагаченого киснем (до 30—35%), подаваного в піч через фурми під тиском 150—200 кН/м² (1,5— 2 ат). Процес горіння палива йде з великим виділенням тепла.

Продукти доменного плавлення.

Продуктами доменного виробництва є чавун, шлак і доменний газ.

Чавун виплавляють у залежності від призначення трьох сортів: передільний, ливарний і спеціальний (феросплави). Передільний чавун йде на переробку в сталь, виробництво його складає більш 80%.

Ливарний чавун призначається для одержання усіляких фасонних виливків. Його виплавляється близько 16% від усього виробництва чавуна. Він містить підвищену кількість кремнію, що поліпшує ливарні властивості чавуна.

Доменні феросплави застосовують при виробництві сталі (як присадки і для розкислення) у сталеплавильних печах і при виробництві чавуна у вагранках. Їх виплавляють приблизно 4% від усього виробництва чавуна. Феросплави відрізняються від передільних і ливарних чавунів підвищеним вмістом марганцю і кремнію. До них відносяться феромарганець доменний, утримуючий 70—75% Мn і 2% Si, дзеркальний чавун (із дзеркальним блиском у зламі), що містить 10— 25% Мn і до 2% Si, феросиліцій доменний, утримуючий 9—13% Si і 3% Мn.

Доменні шлаки, що утворяться при плавці чавуна, звичайно піддають грануляції водою для одержання дрібнозернистої маси. Оброблені зазначеним методом шлаки використовують для виготовлення цементу, цегли, шлакоблоків і інших будівельних матеріалів.

Доменний газ після очищення від пилу використовують як газоподібне паливо в повітронагрівачах для опалення різних печей, нагрівання ковшів і ін.

Доменна піч працює безупинно 5—6 років і більше з моменту пуску до чергового капітального ремонту.

Зупинка печі відбувається головним чином через вигоряння вогнетривкої кладки. Для контролю товщини кладки використовують радіоактивний ізотоп кобальту ⁶⁰ Со. При будівництві або ремонті доменної печі в найбільш уразливі частини кладки зашпаровують зазначений ізотоп кобальту. У процесі експлуатації печі періодично до місць, де замурований ⁶⁰ Со, підносять лічильник Гейгера, за допомогою якого можна знайти γ-випромінювання. Коли кладка вигорить до визначеної товщини, ⁶⁰ Со розплавиться в чавуні і піде разом з ним з печі; у цьому випадку випромінювання не буде. Реєструєме при цьому ослаблення або повне зникнення γ-випромінювання дозволяє установити термін зупинки печі на капітальний ремонт.

Схарактеризуйте вимоги, які ставлять до формувальних і стержневих сумішей, і запишіть, з яких компонентів вони складаються

доменна піч плавлення

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--