title-icon
Яндекс.Метрика
» » Распар и шахта

Распар и шахта

Шахта старинных доменных печей заключалась в массивную каменную облицовку, доходившую до фундамента. Впоследствии от сплошной каменной облицовки отказались, горн и заплечики стали делать открытыми, а массивную кладку шахты с каменной облицовкой стали опирать на металлические колонны, располагавшиеся вокруг горна. Вместо каменной облицовки огнеупорной кладки шахты стали применять сплошной железный кожух, служивший для крепления огнеупорной кладки и препятствовавший ее расползанию в результате расширения при нагреве и давления столба шихтовых материалов. Таким образом возникла современная конструкция шахты.

На рис. 145 представлена кладка шахты типовой печи по последним проектам Гипромеза. Шахта выкладывается из доменного шамотного кирпича второго класса и первого сорта. Кирпич выкладывается с тщательным соблюдением перевязки швов; толщина швов не должна превышать 1,5 мм. Между кожухом и кладкой оставляется зазор 50—60 мм, заполняемый сыпучим малотеплопроводным материалом (инфузорная земля, трепел и др.). Засыпка плотно утрамбовывается; она является компенсационным слоем на случай расширения кладки при нагревании. На нескольких горизонтах один или три ряда кирпича делаются впритык к броне горна. Толщина кладки шахты внизу в 5,5 кирпичей (1265 мм), а выше — 4,5 кирпича (1035 мм). Дробное число получается вследствие применения полуторного кирпича. Зазор между кладкой и кожухом нужно делать только в том случае, если шамотный кирпич не дает большой усадки при нагревании. При большой усадке кирпича расширение его от нагрева становится почти равным усадке и даже меньше, и тогда оставление зазора становится не только излишним, но и вредным. На ряде доменных печей, построенных по второму типовому проекту, огнеупорная кладка делалась впритык к кожуху.
Износ огнеупорной кладки шахты происходит под действием различных факторов. Наибольшее значение имеет абразивное действие газового потока, движущегося с большой скоростью и несущего с собой много мелких частиц; при этом истирающее действие газового потока тем больше, чем выше скорость газа. При прочих равных условиях, скорость газа тем больше, чем выше его температура; поэтому в нижних горизонтах скорость газа и его истирающее действие, как правило, больше, чем верхних.
При сильно развитом периферийном потоке газов, а также при выплавке ферросплавов, сопровождающейся высоким расходом горючего, температура газового потока в распаре и в нижних горизонтах шахты может достигать 1400—1500° С; при таких температурах шамотный кирпич может размягчаться и даже частично оплавляться, что будет способствовать его разрушению. В горизонтах первичного шлакообразования (распар, при известных условиях нижняя часть шахты) шамотный кирпич может разрушаться вследствие взаимодействия его со шлаком. В верхних и средних горизонтах шахты может происходить разрушение кладки шахты вследствие отложения углерода сажи по реакции распадения окиси углерода;
2СО = CO2 + С.

Разрушению кладки будет также способствовать отложение в швах кладки окиси цинка при проплавке цинксодержащих руд.
Наконец, нельзя не упомянуть об износе огнеупорной кладки по всей высоте распара и шахты в результате истирающего действия опускающейся в них шихты. Однако влияние этого фактора на разрушение кладки шахты не является первостепенным.
Для предохранения кладки распара и нижней части шахты от разгара под действием высоких температур применяется охлаждение. При этом холодильники устанавливаются на половину и даже на две трети высоты шахты.

На рис. 145 с правой стороны показано положение холодильников шахты. Имеется 12 рядов холодильников коробчатого типа, в каждом ряду по 24 холодильника; они располагаются в шахматном порядке.
По конструкции холодильники шахты в нижних рядах аналогичны холодильникам, применяемым для толстостенных заплечиков. В верхних рядах холодильники шахты делаются литыми из чугуна с залитыми трубками (рис. 146). Такие холодильнику дают менее интенсивное охлаждение, но они значительно дешевле.
Иногда для охлаждения шахты в верхних рядах применяют так называемые холодильники-кронштейны (рис. 147), прикрепленные к кожуху шахты при помощи фланцев. Назначение этих холодильников заключается в том, чтобы не только охлаждать кладку шахты, но и служить опорой для вышележащей кладки шахты в случае обрушения нижележащей. Однако целесообразность применения таких холодильников представляется весьма сомнительной.

На второй типовой печи распар, так же как и заплечики, сделан тонкостенный и охлаждается посредством плитовых холодильников. Существует мнение, что интенсивное охлаждение в районе распара, получающееся при такой конструкции, нецелесообразно. Однако никаких исследований в этом направлении не проводилось, поэтому вопрос о целесообразности применения тонкостенного распара является спорным.
На некоторых доменных печах для охлаждения кладки шахты применяли вертикальные плитовые холодильники, расположенные вдоль кожуха шахты, по всей ее высоте или в нижней части. Совершенно очевидно, что такие холодильники охлаждают кладку только в местах непосредственного соприкосновения с ней и не могут предохранять ее от разгара. Поэтому при установке таких холодильников исходили из соображений предохранить от разгара не кладку, а кожух шахты после полной потери огнеупорной кладки.
Однако ни в коем случае нельзя признать правильной установку на неизбежность быстрой потери кладки шахты. Опыт показал, что, применяя огнеупорный кирпич хорошего качества, тщательно соблюдая правила возведения огнеупорной кладки, можно обеспечить достаточно длительный срок службы огнеупорной кладки шахты. Исключительно важное значение при этом имеет правильное ведение доменных печей, которое обеспечивает наличие устойчивого, умеренно развитого периферийного потока газов.

В том месте, где шахта переходит в цилиндрический колошник, т. е. сверху, огнеупорная кладка должна быть предохранена от разрушающего действия кусков материалов, ссыпающихся с большого конуса и ударяющихся о стенки. С этой целью кладку цилиндрической части колошника с внутренней стороны облицовывают металлическими защитными плитами.
Существуют различные конструкции защитных плит колошника. На рис. 148 показана конструкция защитных плит, применявшихся на первой типовой печи. Как видно из рисунка, защитные плиты представляют собой чугунные коробки корытообразной формы, без крышки. Днище коробок имеет вырез. Соединенные болтами так, что остается зазор для расширения, звенья коробки образуют кольцо. Кольца лежат одно на другом, как показано на чертеже; все пространство внутри коробок заливается цементом, который связывает отдельные ряды в монолитное целое.

Опыт показал, что защитные плиты такой конструкции недостаточно надежны в работе, так как при обрушении нижележащей кладки вся конструкция, не имея опоры, оседает вниз и разрушается.
В связи с этим на второй типовой печи была применена иная конструкция, состоящая из массивных стальных плит. Однако стойкость этих конструкций также оказалась неудовлетворительной.
Вполне надежной конструкции защитных плит на колошнике, обладающей хорошей стойкостью, в настоящее время еще нет. По-видимому, такой надежной конструкцией могли бы быть подвесные защитные плиты с охлаждением.
На рис. 149 и 150 показаны конструкции защитных плит, нашедших широкое распространение на наших южных заводах. На рис. 149 изображены стальные плиты, укрепленные на семи подвесках, которые, в свою очередь, опираются при помощи массивных болтов на коническую часть кожуха шахты. На рис. 150 изображены защитные плиты с ребрами, представляющими собой как бы соты. Ребра обращены в сторону печи.


title-icon Подобные новости