Реферат: Металлургические печи

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

г. Комсомольск-на-Амуре

РЕФЕРАТ

МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ ПЕЧИ

СОДЕРЖАНИЕ

1. Производство чугуна

2. Производство стали

2.1. Конверторные способы получения стали

2.2. Мартеновские способы получения стали

2.3. Получение стали в электрических печах

3. Технико-экономические показатели и сравнительная характеристика современных способов получения стали

1. ПРОИЗВОДСТВО ЧУГУНА

Получение чугуна из железной руды осуществляются в доменных печах.

Сущность доменной плавки сводится к раздельной загрузке в верхнюю часть печи, называемой колошником, руды (или агломерата), кокса и флюсов, располагающихся поэтому в шахте печи слоями. При нагревании шихты за счет горения кокса, которое обеспечивает вдуваемый в горн горячий воздух, в печи идут сложные физико-химические процессы (которые описаны ниже) и шихта постепенно опускается вниз навстречу горячим газам, поднимающимся вверх. В результате взаимодействия компонентов шихты и газов в нижней части печи, называемой горном, образуются два несмешивающихся жидких слоя чугун и шлаки.

Доменные печи являются крупнейшими современными шахтными печами. Большинство действующих в настоящее время доменных печей имеет полезный объем 1300–2300 м³ – объем, занятый загруженными в нее материалами и продуктами плавки. Эти печи имеют высоту примерно 30 м и дают в сутки по 2000 т чугуна.

На рисунке 1 показана схема доменной печи объемом 2700 м³ . Печи этого типа работают на ряде заводов. Материалы подаются к печи двумя скиповыми подъемниками с опрокидывающимися ковшами вместимостью по 17 м³ , доставляющими агломерат, кокс и другие добавки к засыпному устройству на высоту 50 м. Засыпное устройство доменной печи состоит из двух поочередно опускающихся конусов. Для равномерного распределения материалов на колошнике печи малый конус с цилиндром после каждой засыпки оборачивается на заданный угол (обычно 60°). В верхней части горна располагаются фурменные отверстия (16–20 шт.), через которые в печь подается под давлением около 300 кПа (3 атк) горячий, обогащенный кислородом воздух при температуре 900 – 1200° С.

Печь монтируют в прочном сварном стальном кожухе, интенсивно охлаждаемом водой. Внутри печь выкладывают высококачественным шамотным кирпичом, а отдельные части печи делают из прессованных углеродистых блоков. Толщина боковых стенок печи в отдельных местах превышает 1,5 м, а лещади – 4 м. Печь полезным объемом 2700 м³ имеет высоту 80 м и весит с механизмами около 200 000 т. Печь работает непрерывно в течение 4–8 лет.

Рисунок 1 – Схема доменной печи объемом 2700 м³ :

1 – чугунная летка; 2 – шлаковая летка; 3 – фурменный прибор; 4 – лещадь; 5 – чугуновоз; 6 – шлаковозы; 7 – газоотводы; 8 – засыпное устройство; 9 – фундамент; 10 – воздухопровод.

Физико-химические процессы, протекающие в доменной печи, очень сложны и многообразны. Ученые академики А.А. Байкович, А. Павлов и другие глубоко занимались их изучением и создали капитальные труды по этим вопросам.

Условно процесс, протекающий в доменной печи, можно разделить на следующие этапы: горение углерода топлива; разложение компонентов шихты; восстановление окислов; науглероживание железа; шлакообразование.

Доменные печи являются крупнейшими современными шахтными печами. В них осуществляется получение чугуна из железных руд. Большинство действующих сейчас доменных печей имеет полезный объем 1300–2300 м³ – объем, занятый загруженными в нее материалами и продуктами плавки. Эти печи имеют высоту примерно 30 м и дают в сутки по 2000 т чугуна.

2. ПРОИЗВОДСТВО СТАЛИ

Еще в XX столетии начали широко применять более современные получения стали, позволяющие выпускать наиболее сложные и высоко легированные стали. Рассмотрим три основных применяемых теперь способа получения стали: в конверторах, мартеновских печах и в электрических печах.

2.1. Конверторные способы получения стали

Изобретателем конверторного способа получения стали считают англичанина Г. Бессемера, впервые предложившего и осуществившего в 1854 – 1856 гг. получение стали без расхода топлива, путем продувки воздуха через расплавленный чугун. Предложенный Г. Бессемером способ производства стали совершенствовался, видоизменялся другими изобретателями и производственными коллективами. Так возникли и получили применение томасовский про­цесс, русский процесс и многие другие. В настоящее время конверторные способы с применением кислорода вновь получают широкое распространение, поэтому кратко опишем их.

Конвертором принято называть большую стальную реторту, футерованную огнеупором. Вместимость современных конверторов достигает 250 – 400 т. Конвертор имеет стальную цилиндрическую часть, отъемное, легко заменяемое днище и конусообразную горловину. Цилиндрическая часть конвертора крепится в литом стальном кольце, имеющем две цапфы, которыми оно опирается на подшипники двух стоек. Поэтому конвертор может поворачиваться вокруг оси цапф, что необходимо для его обслуживания (заливки исходного чугуна, взятия проб, выливки готовой стали и т.д.). Одна из цапф – полая, она соединяется одним воздухопроводом с трубовоздуходувкой, а другим – с воздушной коробкой днища конвертора. Воздушная коробка днища конвертора соединяется с отверстиями фурм, проходящими через все днище.

Рисунок 2 – Схема устройства бессемеровского конвертора:

1 – корпус; 2 – опорный пояс; 3 – днище; 4 – воздушная коробка; 5 – кожух; 6 – сопла; 7 – «спина»; 8 – горловина; 9 – пустотелая цапфа; 10 – воздушный патрубок.

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--