title-icon Статьи о ремонте
title-icon
» » Профиль доменной печи

Профиль доменной печи

Профилем доменной печи называется очертание рабочего пространства печи. Верхняя часть печи, куда загружаются сырые материалы, называется колошником; наиболее широкая в поперечнике часть печи называется распаром; нижняя часть печи, где происходит горение топлива и накопление расплавленных продуктов плавки — горном. Пространство между колошником и распаром называется шахтой, между распаром и горном — заплечиками.
Рабочее пространство предшественницы доменной печи — домницы — было значительно проще. Оно состояло из двух усеченных конусов, сложенных основаниями вместе (рис. 100).
По-видимому, такая форма была принята на основе опыта и постепенно заменила первоначальную цилиндрическую форму. Расширение шахты печи от колошника к распару вызывалось необходимостью обеспечить разрыхление шихты по мере ее опускания в область высоких температур.
Как указывалось выше, первые доменные печи ничем не отличались от домниц; чтобы получить жидкий чугун вместо сыродутной крицы, металлурги лишь изменяли режим работы домницы. Для повышения температуры в печи увеличивалось количество дутья. Выгорание углерода, перешедшего в чугун, предотвращалось тем, что воздух подавался в печь не под углом, а прямо. При получении сыродутной крицы шлак выпускался из печи непрерывно, при выплавке чугуна шлак задерживался в печи в целях предохранения металла от окисления.
В дальнейшем у доменных печей стали делать значительно более узкий горн по сравнению о домницей, по-видимому, в целях повышения температуры у оси горна.
Домницы и первые доменные печи имели не круглое, а четырехгранное сечение. Это объяснялось тем, что огнеупорным материалом в то время служил естественный огнестойкий камень с трудом поддававшийся обработке и применявшийся в крупных кусках; это затрудняло выкладку круглой шахты.
Четырехгранное сечение шахты сохранилось до конца XVIII в.; такие печи встречались даже в первой четверги XIX в.
Высота домниц обычно не превышала 4—4,5 м, ширина поперечника (распара) — 1,5—1,8 м. Такими были размеры и первых доменных печей.
Стремление увеличить производительность доменной печи привело к постепенному увеличению размеров. Более всего увеличили размер распара; высота печи росла значительно медленнее, так как маломощные воздуходувные машины не позволяли увеличивать высоту столба материалов. Поперечные размеры горна оставались почти без изменений. Таким образом, возникли уродливые профили с широким распаром, непропорционально развитым по сравнению с остальными размерами (рис. 101).
Профиль доменной печи

Непропорционально широкий распар и узкий горн были характерными для профилей большинства доменных печей XVII и XVIII вв. Полезный объем этих печей, естественно, был небольшим и обычно не превышал 30—50 м3.
Переход от древесного угля к минеральному горючему и применение мощных паровых воздуходувок позволили увеличить высоту, объем и производительность доменных печей. Начало XIX в. ознаменовалось быстрым увеличением высоты доменных печей и их полезного объема. Однако увеличивая высоту доменных печей, большинство металлургов считали необходимым увеличивать в не меньшей степени и диаметр распара; вследствие этого многие доменные печи, сооружавшиеся в XIX в., имели очень нерациональный профиль с чрезмерно большим диаметром распара. Примером такого нерационального профиля может служить профиль, показанный на рис 102.
Несмотря на весьма большой (для того времени) полезный объем печи (1081 м3), суточная производительность этой печи была слишком мала (90 г), что объяснялось плохим использованием полезного объема вследствие нерационального профиля.
В 1872 г. Грюнер опубликовал свой труд по теории доменной плавки «Аналитическое исследование плавильного процесса доменных печей», в котором рассматривался и вопрос о рациональном профиле доменных печей. Основываясь на данных практики, Грюнер установил, что наилучшие результаты дают печи с так называемым вытянутым профилем, т. е. с таким профилем, в котором отношение высоты (полной) к диаметру распара (H/D) составляет более 4 для древесноугольных и не менее 4 для коксовых. Наиболее образованные металлурги восприняли взгляды Грюнера и стремились постепенно претворять их в жизнь. Практика подтвердила правильность точки зрения Грюнера о целесообразности вытянутых профилей. Постепенно был выработан современный профиль доменной печи, обеспечивающий достижение высокой производительности, хорошее использование полезного объема печей и сравнительно невысокий расход горючего.
Однако и современный профиль доменных печей следует считать еще далеким от совершенства.

title-icon Подобные новости