Пристрій та принцип роботи доменної печі

Доменні печі для виплавки чавуну - це печі шахтного типу [1, 2, 4, 5]. Вони мають сталевий кожух (рис. 1.1) і внутрішню кладку з вогнетривкої шамотної цегли. Робочий простір печі включає колошник 6, шахту 5, розпар 4, заплечики 3, горн 1, лящадь 15. У верхній частині колошника знаходиться засипний апарат 8, через який у піч завантажують шихту. Шихта подається вагонетками 9 мостом 12 і потрапляє у приймальну лійку 7 розподільника. При опусканні малого конуса 10 шихта потрапляє у чашу 11, а при опусканні великого конуса 13 — у доменну піч, що запобігає викиду газів в атмосферу.

Шихти засипають стільки, щоб заповнили весь робочий обсяг печі. Сучасні печі мають корисний об'єм 2000-5000 м3. Висота печей досягає 35 м-коду.

Через фурми 14 у піч надходить нагріте повітря для горіння палива. Повітря попередньо нагрівають для зменшення втрат тепла в печі та зниження витрати коксу. Нагрівання відбувається за рахунок теплоти згоряння доменного (колошникового) газу – побічного продукту доменного виробництва. Гази, що утворюються при окисленні вуглецю коксу, піднімаються нагору. При цьому вони нагрівають шихту, а самі охолоджуються.

Схема розподілу температур за висотою печі наведено на рис. 1.2. Шахта печі — конус, що розширюється донизу, що забезпечує вільне переміщення шихти зверху вниз у міру її розплавлення. У розпарі шихта плавиться і об'єм її зменшується, а в заплечиках утворюється губчасте залізо. Рідкий шлак і рідкий чавун стікають у горн.

Шлак зазвичай має меншу щільність, ніж метал, і знаходиться в печі над рідким металом. Чавун випускають через кожні 3-4 години через чавунну льотку 16. Шлак випускається через кожні 1-1,5 годин через шлакову льотку 17. Чавунну льотку відкривають бурильною машиною, після випуску чавуну її закривають вогнетривкою масою. Надалі чавун або подають у рідкому вигляді сталеплавильні цехи для металургійного переділу в сталь, або охолоджують в розливальній машині, де він твердне у вигляді злитків (чушок).

Рис. 1.1. Влаштування доменної печі

Мал. 1.2. Схема розподілу температур за висотою доменної печі

Доменна піч: як з'явилася, схема, конструкція та компоненти, як працює

© При використанні матеріалів сайту (цитат, зображень) вказівка ​​джерела є обов'язковою.

Наш час тільки не називали: століттям атома, космосу, пластиків, електроніки, композитів і т.д., і т.п. Насправді наше століття поки все-таки залізне – його сплави все ще становлять ядро ​​техніки; решта хоч і дуже сильна, але периферія. Шлях заліза в конструкції, вироби та споруди починається виплавкою чавуну з руди доменної печі.

Примітка: багатих залізняків, безпосередньо після видобутку придатних на виплавку, у світі майже не залишилося. Теперішні доменні печі працюють на збагаченому агломераті та котунах. Далі у тексті під рудою мається на увазі саме така сировина для чорної металургії.

Сучасна доменна піч (домна) – грандіозна споруда висотою до 40 м, вагою до 35 000 тонн та робочим об'ємом до 5500 куб. м, що видає за одну плавку до 6000 тонн чавуну. Забезпечує роботу домни сонм систем та агрегатів, що займають площу в десятки та сотні га. Все це господарство виглядає переконливо і в зупині при загашеній домні в похмурий день, а в роботі просто феєрично.Випуск чавуну з домни також захоплююче видовище, хоча в сучасних доменних печах він уже не схожий на картину з дантового пекла.

Гігантська доменна піч у зупинці та в роботі

Випуск чавуну з доменної печі

Основний принцип

Принцип роботи домни полягає у безперервності металургійного процесу на весь термін експлуатації печі до чергового капремонту, що проводиться раз на 3-12 років; загальний термін служби домни може перевищувати 100 років. Доменна піч шахтна: зверху до неї періодично занурюють порціями (колошами) шихту з руди з вапняковим флюсом і кокс, а знизу також періодично випускають розплавлений чавун і розплав зливають шлаку, тобто. стовп вихідних матеріалів у шахті домни поступово осідає, перетворюючись на чавун та шлак, а зверху його нарощують. Однак шлях чорної металургії до цієї начебто нескладної схеми був довгий і важкий.

Історія

Залізний вік змінив бронзовий головним чином через доступність сировини. Сире залізо багато поступалося бронзі у всьому іншому, включаючи трудомісткість та собівартість; останні, втім, у часи рабства мало кого хвилювали. Але болотяну руду, що представляє собою майже чистий гідроокис заліза, або багату гірську залізну руду, в давнину можна було знайти всюди, на відміну від родовищ міді і особливо олова, необхідних для отримання бронзи.

Перше залізо з мінеральної сировини було одержано, судячи з даних археології, випадково, коли в мідеплавильну піч завантажили не ту руду. При розкопках найдавніших плавилень біля печей іноді знаходять явно викинуті шматки залізної криці (див. нижче). Дефіцит сировини змусив придивитися до них краще, ну, а розуміли стародавні загалом не гірше за нас.

Спочатку залізо з руди отримували т. зв.сиродутним способом у печі-домниці (не домні!). Відновлення Fe з оксидів у своїй відбувалося з допомогою вуглецю палива (деревного вугілля). Температура в домниці не досягала точки плавлення заліза в 1535 градусів Цельсія, і в результаті відновлення в домниці затверджувалася маса губчастого заліза, перенасиченого вуглецем - крицю. Щоб витягти крицю, домницю доводилося ламати, а потім ущільнювати крицю і буквально вибивати з неї надлишковий вуглець, довго, сильно й уперто проковуючи важким молотом. З тодішньої точки зору, плюсами сиродутного процесу була можливість отримувати крицю в дуже маленькій печі та високу якість кричного заліза: воно міцніше литого і погано піддається іржавінню. Як одержують залізо сиродутним способом, див. відео нижче.

Відео: виплавлення заліза сиродутним способом

Китай першим, набагато раніше від інших країн, перейшов від рабства до феодалізму. Рабський працю у виробництві там перестав застосовуватися і товарно-грошові відносини почали розвиватися, коли на Заході міцно стояв Стародавній Рим. Сиродутний процес одразу став нерентабельним, але повернутися до бронзи вже не можна було, її просто не вистачило б. Роль флюсу в полегшенні виплавки з руди металу була відома ще в бронзовому столітті, для плавки заліза потрібно тільки посилити наддув, і китайці шляхом спроб і помилок до IV ст. н. е. навчилися будувати доменні печі з наддувом хутром, що рухається водяним колесом, зліва на рис.

Старовинні доменні печі

До ідентичної конструкції у другій половині XV ст. прийшли німці, праворуч на рис. Цілком самостійно: історики простежують безперервний ряд удосконалень від домниці через штукофени та блауофени до домні.Головне, що внесли до чорної металургії німецькі металурги – перепалювання високоякісного кам'яного вугілля в кокс, що значно здешевило вартість палива для домни.

Страшним ворогом початкового доменного процесу було т. зв. закозление, коли внаслідок порушення режиму дуття чи нестачі вуглецю в шихті в піч «сідав козел», тобто. шихта спекалася у суцільну масу. Щоб витягти козла, домну доводилося ламати. Показовим є такий історичний приклад.

Уральські заводчики Демидови, як відомо, славилися своєю жорстокістю і нелюдським поводженням з робітниками, тим більше, що тих багато було «безпачпортних», кріпаків-утікачів і дезертирів. «Робітних» одного разу зовсім допекло, і вони висунули прикажчику свої вимоги, треба сказати, досить скромні. Той їх за демидівським звичаєм буквально послав російською. Тоді робітники пригрозили: «А ну давай самого сюди, бо козла в грубку посадимо!». Прикажчик витягнувся, зблід, на коня і – галопом геть. Не минуло години (за часів гужового транспорту – миттєво), прискакав на змиленому коні змилений «сам», і з ходу: «Братці, та ви чого? Та я ж що, чого вам? Робітники повторили вимоги. Господар, образно кажучи, присів, сказав «Ку!» і одразу звелів прикажчику виконати все досконало.

До ХІХ ст. домни були фактично сиродутними: у них вдувалося непідігріте і не збагачене киснем атмосферне повітря. У 1829 р. англієць Дж. Б. Нілсон спробував підігріти повітря, що вдихається всього до 150 градусів (попередньо запатентувавши свою повітрогрійку в 1828 р.) Витрата дорогого коксу відразу впала на 36%. У 1857 р. теж англієць Еге. А. Каупер (Cowper) вигадав регенеративні повітронагрівачі, названі згодом на його честь кауперами.У кауперах повітря за рахунок допалювання доменних газів, що відходять, нагрівалося до 1100-1200 градусів. Витрата коксу знизився ще в 1,3-1,4 рази і, що теж дуже важливо, домна з кауперами виявилася не схильною до козлення: при появі його ознак, що траплялося вкрай рідко при дуже грубих порушеннях техпроцесу, завжди залишався час роздмухати піч. Крім того, в кауперах за рахунок часткового розпаду парів води повітря, що забирається, збагачувалося киснем до 23-24% проти 21% в атмосфері. У введенням у схему домни кауперів процеси доменної печі з погляду термохімії досягли досконалості.

Доменний газ одразу став цінною вторинною сировиною; про екологію тоді не думали. Щоб його не марнувати, незабаром домну доповнили колошниковим апаратом (див. далі), що дозволяв завантажувати шихту і кокс, не випускаючи доменний газ в атмосферу. У цьому еволюція доменної печі у принципі закінчилася; подальший її розвиток йшов шляхом важливих, але приватних удосконалень, поліпшення техніко-економічних, а потім і екологічних показників.

Доменний процес

Загальна схема доменної печі з системами, що обслуговують, дана на рис. Ливарний двір – приналежність невеликих доменних печей, що дають переважно ливарний чавун. Великі домни дають понад 80% переробного чавуну, який чавуновоз з розливного майданчика відразу відвозить до конверторних, мартенівських або електроплавильних цехів для переділу в сталь. З ливарного чавуну відливають у земляні форми-опоки, як правило, болванки – чушки – які відправляються виробникам металовиробів, де переплавляються для відливання у вироби та деталі у печах-вагранках.Чавун і шлак традиційно випускаються через окремі отвори - льотки, але домни нової будівлі все частіше постачаються загальним льотком, розділеним на чавунний і шлаковий жароупорною плитою.

Загальна схема влаштування доменної печі

Примітка: болванки сирого заліза без надлишку вуглецю, отриманого з чавуну та призначеного для переділу у високоякісну конструкційну або спецсталь (другий-четвертий переділи) називаються слябами. У металургії професійна термінологія розроблена не менш детально та точно, ніж у морській справі.

В даний час запасів вугілля та коксових печей при домнах, схоже, зовсім не залишилося. Сучасна доменна піч працює на коксі, що привіз. Коксовий газ – смертельно отруйний убивця екології, але ж він найцінніша хімічна сировина, яку потрібно використовувати негайно, ще гарячою. Тому коксохімічне виробництво давно вже виділилося в окрему галузь, а кокс металургам постачають транспортом. Що, до речі, гарантує стабільність його якості.

Як працює домна

Неодмінна умова успішної роботи доменної печі - надлишок вуглецю в ній протягом усього доменного процесу. Термохімічну (виділена червоним) та техніко-економічну схему доменного процесу див. на рис; виплавка чавуну в доменній печі відбувається слід. чином. Нову домну або реконструйовану після капремонту 3-го розряду (див. нижче) заповнюють матеріалами та розпалюють газом; також розігрівають один із кауперів (див. далі). Потім починають дмухати повітря. Відразу посилюється горіння коксу, що підвищує температуру в домні, починається розкладання флюсу з виділенням вуглекислого газу.Його надлишок в атмосфері печі при достатку повітря, що вдметься, не дає коксу догоріти повністю, і у великих кількостях утворюється монооксид вуглецю - чадний газ. Він у разі не отрута, а енергійний відновник, жадібно забирає кисень в оксидів заліза, складових руду. Відновлення заліза газоподібним моноокислом замість менш активного твердого вільного вуглецю – принципова відмінність домни від домниці.

Хімічні процеси та температура в різних зонах доменної печі

У міру згоряння коксу та розпаду флюсу стовп матеріалів у домні осідає. Загалом доменна піч є двома складеними основами зрізаних конуса, див. далі. Верхній, високий, це шахта домни, в ній залізо з різноманітних оксидів та гідроксиду відновлюється до моноксиду заліза FeO. Найширша частина доменної печі (місце поєднання основ конусів) називається розпаром (розпар, розпару – неправильно). У розпарі осідання завантаження сповільнюється, і залізо відновлюється з FeO до чистого Fe, яке виділяється краплями і стікає в горні домни. Руда ніби париться, потіючи розплавленим залізом, від чого й назва.

Примітка: час проходження чергового колаша шихти в домні від верху шахти до розплаву в горні становить від 3 до 20 і більше діб залежно від розміру доменної печі.

Температура в доменній печі в межах стовпа завантаження зростає від 200-250 градусів під колошником до 1850-2000 градусів у розпарі. Відновлене залізо, стікаючи вниз, контактує з вільним вуглецем і за таких температур сильно їм насичується. Вміст вуглецю в чавуні перевищує 1,7%, але вибити його, як з крику, з чавуну неможливо.Тому отриманий з домни чавун одразу, щоб не витрачати кошти та ресурси на його переплавку, відвозять рідким для першого переділу у звичайну конструкційну сталь чи сляби, а доменна піч, як правило (великі та надвеликі домни – виключно), працює у складі металургійного комбінату .

Конструкція домни

Конструкція доменної печі як споруди дана на рис.

Конструкція доменної печі

Вся домна збирається у сталевому футлярі з товщиною стінок від 40 мм. У жаротривкий пень домни (цоколь, оголовок, наверші підземного фундаменту) замуровується ляща (під) циліндричного горна. Футерівка горна досягає товщини 1,3-1,8 м і неоднорідна: осьова зона ліща футерується високоглиноземистою цеглою, що погано проводить тепло, а боки - графітованими матеріалами, що мають досить високу теплопровідність. Так потрібно, оскільки термохімія розплаву в горні ще не заспокоїлася і там виділяється деякий надлишок тепла проти втрат на охолодження. Якщо його не відвести вбік, на жаростійкий пень, будова доменної печі вимагатиме чергового ремонту вищого розряду (див. нижче).

Частина домни, що розширюється вгору, - заплечики - футерується вже графітованими блоками товщиною бл. 800 мм; такої ж товщини шамотне футерування шахти. Шамот, як і футерування горна з заплечиками, не змочується розплавленим шлаком, але ближче до останнього за хімічним складом. Тобто домна в роботі мінімально обростає нагаром і краще тримає внутрішній профіль, що спрощує та здешевлює черговий ремонт.

Горн і заплічники працюють у найважчих умовах, зайві вагові навантаження для них небезпечні, тому шахта домни спирається своїми плечима (кільцеподібним виносом) на міцне сталеве кільце – маратор – на сталевих колонах, замурованих у пень. Таким чином, вагові навантаження горна із заплечиками та шахти передаються на основу домни окремо. Гаряче повітря з кауперів задувається в домну з кільцевого колектора трубчастого з теплоізоляцією через спеціальні пристрої - фурми, див. далі. Фурм у домні буває від 4-х до 36 (у доменних печах-гігантах на 8000-10 000 тонн шихти та 5-6 тис. тонн чавуну на добу).

Розряди ремонту

Поточний стан доменної печі визначається за хімічним складом чавуну та шлаку. Якщо вміст домішок підходить до межі, призначається ремонт домнини 1-го розряду. З горна випускають розплави, глушать каупери (див. далі) і залишають домну на малому диханні, з температурою всередині горна 600-800 градусів. Ремонт 1-го розряду включає візуальний огляд, ревізію механічного стану, вимірювання показників профілю печі і взяття проб футеровки для хімічного аналізу. Колись домну на малому диханні оглядали люди у спеціальних захисних костюмах із автономними дихальними приладами, нині це робиться дистанційно. Після ремонту 1-го розряду домну можна знову запускати без розпалювання.

Результатом ремонту 1-го розряду найчастіше (якщо не проморгали погану руду, флюс і/або бракований кокс) призначається ремонт 2-го розряду, під час якого підправляється футеровка. Її часткова чи повна перекладка, рихтування чи заміна колошникового апарату здійснюються у порядку ремонту 3-го розряду.Він, зазвичай, приурочується до технічної реконструкції підприємства, т.к. вимагає повного зупинки, охолодження печі, а потім її перезавантаження, розпалювання та перезапуску.

Системи та обладнання

Пристрій доменної печі сучасного зразка включає десятки допоміжних систем, керованих потужними комп'ютерами. Металурги наших днів, як і раніше, носять каски з темними окулярами, але сидять у кабінах з кондиціонером за пультом з дисплеями. Проте принципи роботи основних систем та пристроїв, що забезпечують роботу доменної печі, залишилися незмінними.

Каупери

Повітронагрівач Каупера (див. мал.) - Влаштування циклічної дії. Спочатку насадка-регенератор з теплоємного жаростійкого матеріалу нагрівається доменними доменними газами. Коли температура насадки досягне прибл. 1200 градусів, каупер перемикається на дуття: зовнішнє повітря через нього проганяється в домну протитечією. Насадка охолола до 800-900 градусів - каупер перемикають знову прогрів.

Зовнішній вигляд та влаштування кауперів доменної печі

Оскільки дмухати в домну потрібно безперервно, кауперів при ній має бути не менше 2-х, але будують їх не менше 3-х, із запасом на аварію та ремонт. Для великих, надвеликих та гігантських доменних печей будують батареї кауперів із 4-6 секцій.

Колошниковий апарат

Влаштування колошникового апарату доменної печі

Це найвідповідальніша частина домни, особливо у світлі теперішніх вимог екології. Пристрій колошникового апарату домни показано на рис. праворуч; він є 3 узгоджено діючих газових затвора. Цикл його роботи такий:

1. вихідний стан – верхній конус піднятий, перегороджує вихід атмосферу.Вікна в днищі воронки, що обертається, припадають на горизонтальну перегородку і перекриті. Нижній конус опущений, дає вихід доменним газам до димососа і далі циклон;
2. скіп (див. далі) перекидається і вивалює колошник матеріалів у приймальну лійку;
3. воронка, що обертається, з вікнами в днищі повертається і пропускає завантаження на малий конус;
4. воронка, що обертається, повертається у вихідний стан (вікна закриті перегородкою);
5. великий конус піднімається, відтинаючи доменні гази;
6. малий конус опускається, пропускаючи завантаження міжконусний простір;
7. малий конус піднімається додатково перекриваючи вихід в атмосферу;
8. великий конус опускається у вихідний стан, випускаючи завантаження до шахти домни.

Таким чином, матеріали в шахті печі лягають шарами, опуклими донизу та увігнутими зверху. Це абсолютно необхідно для нормальної роботи домни, тому нижній (великий) затвор завжди обернено-конічний. Верхні можуть бути іншої конструкції.

Скіп

Скіп, з англ. - Ківш, черпак, роззявлена ​​паща. Колоша (з фр.) - Жменя, ківш, черпак. До речі, звідси й калоші. Доменні печі забезпечуються переважно скіповими підйомниками матеріалів. Скип домни (праворуч на рис.) зачерпує зі скіпової ями калош матеріалу, піднімається спеціальним механізмом по похилій естакаді (ліворуч на рис.), перекидається в колошниковий апарат і повертається назад.

Скіповий підйомник матеріалів та скіп доменної печі

Фурми та льотки

Пристрій фурми доменної печі показано зліва на рис., чавунної льотки в центрі, а шлакової праворуч:

Влаштування фурми та льоток доменної печі

Сопло фурми спрямоване в серце доменного процесу; через нього зручно візуально контролювати його хід, для чого на повітроводі фурми влаштовується смотрелка з жаростійким склом. Тиск повітря на зрізі сопла фурми - 2-2,5 ати (2,1-2,625 МПа понад атмосферне).Літки після випуску розплаву запечатуються грудкою жаростійкої глини. Раніше по них для цього стріляли пластичним глиняним ядром із спеціальної гармати. Нині льотки запечатуються дистанційно керованою електричною гарматою (назва – данина традиції), що наближається до льотка впритул. Це набагато зменшило аварійність, травмонебезпечність та екологічність доменного процесу.

А своїми руками?

Чорна металургія є високорентабельним бізнесом. Чи знаєте ви, що підйом на ній у кілька разів вищий, ніж від видобутку золота? Думаєте, нафти та газу залишилося мало? Ні, їх за нинішніх темпів споживання та повної зневаги екологією вистачить ще на 120-150 років. А от залізняку залишилося всього років на 30. То чи не можна налагодити металургійне виробництво у себе на подвір'ї?

Товарне з метою отримання прибутку – аж ніяк. Перше, про дозволи забудьте та думати. Чорна металургія чи не головна загроза довкіллю. ІП та фізособи на неї ніде, ніяк і ні за які хабарі не ліцензуються, а покарання за порушення суворі.

Друге – сировина. Родовищ багатої руди, яку одразу можна вантажити в домну, у світі залишилося аж 2: в Австралії та Бразилії. Промислові запаси болотної руди вичерпані ще в давнину, і для їх відновлення потрібні багато тисяч років. Агломерату та котунів у широкому продажу немає і не буде.

Загалом приватна чорна металургія для ринку це зараз абсолютно нереально.Спробуйте краще друкувати на 3D принтері. Перспективна справа, з часом 3D друк якщо не замінить металургію повністю, то точно витіснить її в невеликі ніші, де без металу ніяк не обійтися. -9 разів.

Пристрій та принцип роботи доменної печі

Виплавка чавуну в промислових масштабах неможлива без габаритних, складних і потужних печей.

Малюнок 1. Доменна піч

Влаштування домни

Сучасна піч - це величезна конструкція вагою до 35000 т і висотою до 40 м. Щоб багаторічна виплавка без простоїв була можливою, піч повинна бути міцною і надійною.

Зсередини розташована вогнестійка футеровка. Вона потребує постійного охолодження, тому внизу монтують металоємності, в яких циркулює вода, оскільки рідини потрібно дуже багато, іноді застосовують охолодження випаровуванням.
*

Малюнок 2. Влаштування доменної печі

Пекти являє собою споруду, що складається з безлічі елементів.

• колошником (колосником);
• розпаром;
• шахтою;
• гірському;
• заплечиками.

Колошник

Це верхній елемент, який служить для завантаження сировини (шихти) та відведення відпрацьованих газів.Найчастіше апарати для засипки шихти двоконусні. Між засипками обидва конуси прикриті. Після подачі сировини менший елемент опускається, і залізняк потрапляє у більший. Як тільки набирається необхідна порція, малий конус закривається, з великої руди потрапляє у піч. Після цього герметизується і велике пристрій.

Більш просунуті домни мають покращену конструкцію колошника. Роль великого конуса грає жолоб, що обертається, з регульованим кутом нахилу. Завдяки цьому можливе засипання сировини з будь-якого боку.

Колошник служить і газовідведенням. У процесі виплавки утворюється дуже багато газу. Разом з ним видаляється і залізовмісний пил, який уловлюють газоочисники.

Рисунок 3. Схема доменного виробництва

Шахта

Шахта займає більшу частину пічного простору. Конструкція, що розширюється донизу, є усіченим конусом. Завдяки цьому подача шихти відбувається поступово. Доменна піч - споруда вертикальна і досить висока. Це необхідно для забезпечення хімічної та термообробки сировини нагрітими газами.

Розпар

Елемент у формі циліндра розташований у середній частині робочої доменної зони. Для розпару характерний найбільший діаметр. Призначення конструкції – збільшення пічного простору та ліквідація непотрібної сировини. Тут утворюється порожня порода.

Заплечики

Укорочений конусоподібний варіант розпару – усічений компонент звернений широкою частиною догори. За допомогою рюкзаків знижують обсяг шихти, що виплавляється при виробництві чавуну.

Горн

Основна частина, в якій відбувається виплавка металів. Тут горить кокс і утворюється газ, накопичується шлак і чавун та відбувається регулярний випуск рідкого металу з конструкції.Складається горн із фурменної зони та металоприймача. Через фурми, за допомогою повітронагрівача та кільцевого повітроводу, в піч надходить гаряче повітря. Він необхідний горіння палива. Дно металоприймача називається лещадь.

Внизу горна знаходяться шлакові та чавунні льотки – отвори, через які проходить розплавлений метал. Після випуску чавуну отвір закривають за допомогою поршневого механізму вогнестійкою масою.

Шлакові отвори знаходяться на 1,5-2 м вище за чавунні льотки. Їх закривають за допомогою сталевих штопорів із наконечниками. Від чавуну шлак відокремлюється за допомогою агрегату, розташованого на пічному жолобі. Обидві складові подаються до спеціальних ковшів.

Все це гігантська споруда має величезну масу. Таку вагу необхідно передавати ґрунту рівномірно. Тому домну встановлюють на масивному бетонному фундаменті, товщина підошви якого може досягати 4 м. Підошва служить опорою колон, на які, у свою чергу, спираються металоконструкції. Верхню фундаментну частину виконують із жаростійкого бетону у форматі монолітного циліндра.

Тиск величезної маси на ґрунт компенсується пристроєм потужного фундаменту.

У таблиці представлений взаємозв'язок розмірів деяких сучасних печей.

Додаткові пічні елементи

Функціонування печі потребує допоміжних пристроїв. Серед них:

• повітронагрівачі; великі елементи баштового типу мають поруч із піччю; у них надходить колошниковий газ, який потім згоряє; завдяки цьому утворюється ще більш гарячий газ, за ​​допомогою складної системи повітря, що нагріває; останній – нагрітий до температури щонайменше 1000 градусів – йде в хід для виплавки чавуну;
• повітродувні машини; стиснене повітря необхідне паливного горіння; в піч повітря надходить завдяки пристроям, що утворюють тиск близько 25 МПа;
• пристрої для підйому та засипання шихти;
• газоочисники для очищення колошникових газів;
• інші допоміжні пристрої – наприклад мостові крани, якими обладнані ливарні двори.

Сучасні печі оснащуються системами автоматики. Комп'ютеризація дозволяє контролювати та регулювати основні параметри, пов'язані з функціонуванням домни. Під контролем рівень засипки сировини, тиск газу, температура дуття тощо. п.

Сучасні домни дано на відкуп автоматики. Комп'ютер контролює основні виробничі процеси

За яким принципом працює доменна піч?

Принцип роботи доменної печі ґрунтується на складних фізико-хімічних процесах. Виділяють такі операції:

• згоряння палива;
• відновлення заліза;
• розкладання вапняку на окис кальцію та вугільний ангідрид;
• насичення заліза вуглецем;
• плавлення металу;
• плавлення шлаку та ін.

У найзагальнішому сенсі доменна плавка – це виробництво чавуну із залізорудної сировини. Головні матеріали, за допомогою яких можливе виплавлення чавуну:

• паливо – кокс;
• залізна руда – сировина, з якої виплавляють чавун;
• флюс - спецдобавки з піску, вапняку та деяких інших матеріалів.

У печі шихта потрапляє у вигляді дрібнопородних сплавлених шматків – окатишів або агломератів. В якості рудної речовини можуть виступати марганцеві руди або різні варіації залізняку.

Призначення флюсу – відділення чавуну від домішок та порожньої породи (шлаку)

Шлак спливає на поверхні розпеченого чавуну. Домішки зливають до того, як рідкий метал застигне.

Подача сировини, як і робота печі, повинна бути безперервною. Постійність процесу забезпечують спеціальні транспортери.

Малюнок 6. Схема домни

Горячий кокс дає необхідну температуру, яка не повинна опускатися нижче 2000 градусів.

Відновлення заліза – один із найважливіших виробничих етапів. Без цього процесу неможливе набуття металом необхідної міцності.

Чавун стає таким після того, як залізо пройде через розплавлений кокс. Щоб результат став можливим, залізо має насититися вуглецем.

Після того, як готовий метал накопичився в горні, його випускають через льотки.

Висновок

Доменна піч - одна з найважливіших складових чорної металургії. У сучасних реаліях домни зазвичай «вбудовані» в металургійні комбінати.