МОДУЛЬ 4.2.2. « Робочий
простір , головки, вертикальні
канали
мартенівської печі.»
Мета : дати поняття студентам
про робочий
простір печі та інші елементи мартенів-
ської печі.
Тип уроку : комбінований.
Методи пояснення : розповідь, бесіда.
Методи опитування : фронтальна бесіда.
Наочні приладдя : плакати і
таблиці по темі.
ХІД
УРОКУ.
1. Організаційна
частина.
1.2.Перевірка готовності аудиторії до уроку.
1.3.Повідомлення модуля , мети і ходу уроку.
2. Проведення
фронтальної бесіди із студентами по попередньому модулю.
2.1.Який параметр являється
основним конструктивним в мартенівській
печі ?
2.2.Які бувають види мартенівських печей ?
2.3.Як класифікують печі по конструкції головок ?
2.4.Як класифікують печі в залежності від вида палива
?
2.5.Як формується робочий простір мартенівської печі ?
2.6.Що таке ванна мартенівської печі ?
2.7.Як визначається площа подини ?
3.
Пояснення нового матеріалу
3.1.Характеристика мартенівських печей і іх загальне
розміщення
Існує велика різноманітність
конструкцій окремих елементів мартенівських печей, включаючи їх форму, розміри
і взаємну компоновку, що зумовлено різними типами процеса, складом шихти, видами застосованого
палива і методами використання технічного кисню і інших інтенсифікаторів.
Конструктивні особливості і взаємне
розміщення окремих елементів печей в значному ступені визначаються такими
факторами, як організація обслуговування технологічного процесу, організація
проведення ремонтів з максимальним ступенем їх механізації, а також правилами
охорони праці.
Сучасні мартенівські печі
розміщуються в будівлі пічного відділення між колонами ряду Б , що є опорами
підкранових балок. Робоча площадка, з якої
проводять усі технологічні операції по завантаженню печей і ведення плавки, розміщена на 7 – 9 м над рівнем підлоги цеха.
Пороги робочих вікон розміщуються на 700-900мм вище робочої площадки, що полегшує обслуговування подини і
спостерігання за плавкою. Сучасні печі мають регенератори, виненсені з-під робочого простору , що дозволяє отримувати насадки регенераторів і
шлаковики у великих об’ємах . Лещаді
шлаковиків знаходяться на рівні підлоги цеха , або трохи заглиблені, що
полегшує механізацію очищення шлаку від шлаку при ремонтах печей. Розміри і
конфігурація регенераторів і боровів визначається як вимогами оптимальної
теплової роботи і аеродинаміці печі, так і розміщенням фундамента колон
будівлі і роботою площадки. Нижні частина регенераторів і лещаді боровів
повинні розміщуватися вище рівня грунтових вод, в іншому випадку використовують
гідроізоляцію (
залізобетонні кесони ), дренаж.
Фундаменти під робочий простір, колони будівлі і робочої
площадки заглублюються на одну відмітку з фундаментами під регенератори .
Подина основних мартенівських печей складається із вогнетривкої кладки
шамотної і магнезитової цегли і
наварочного або набивного шару ( подини ) із магнезитового порошку . Подина
мартенівської печі в процесі експлуатації повинна витримувати статичне навантаження
маси металу і шлаку, руйнуючу дію при завантаженні шихтових матеріалів, дію
ерозійних процесів при взаємодії наварочного або набивного шаруз розплавленним
метелом і шлаком і дією наруження, що виникають у вогнетривких матеріалах що
виникають достатньо часто і різких перепадах температур. Кладка подини повинна
забезпечувати нормальну стійкість наварочного шару і мінімальні теплові
гублення в навколишнє середовище. Однак теплоізоляція подини повинна бути
помірною для запобігання перегріву наварки і зниження її стійкості. Вогнетривку
кладку виконують таким чином. На подові балки металевого каркаса печі вложують
металевий лист товщиною 10- 15
мм і листовий асбест товщиною 20мм: потім « на торець» (
три ряда по 65мм ) , « на ребро.»
( два ряда по 115 мм ) і «на торець» ( один – два ряда по 230 мм ) . Товщина
магнезитової кладки 410 – 805 мм . Потім іде наварочний
або набивний робочі шари із
магнезмтового порошка товщиною 200 – 300 мм . Товщина двох останніх шарів (
магнезитової кладки і наварки ) робиться
тим більше , чим
більше місткість печі.
Кладку із пористого шамота виготовляють на
густому шамотному розчині, а кладку
звичайної шамотної цегли – на сухому
шамотному порошку. Магнезитова кладка повинна виконуватися дуже ретельно в
перев’язку із заповненням швів кладки просіяним, сухим магнезитовим порошком . Магнезитову частину
кладки необхідно вести із залишком розрахункової кількості температурних швів, що заповнюються картоном , фанерою, то лівими
або дерев’яними прокладками. При високотемпературному нагріві прокладки
вигорають , а розши рена цегла заповнює зазори. Це
запобігає вспучуванню кладки або руйнуванню металоконструкцій при розігріві футеровки.
Відкоси продольні та поперечні
також викладуються із магнезитової цегли із
залишком температурних швів на сухому
магнезитовому порошку. Кут нахилу поперечних і продольних відкосів не повинен
перевищувати 45 . В задньому продольному
відкосі по середині влаштовується сталевипускний отвір. Діаметр отвору в залежності від вмісткості печі складає 100 – 250 мм .
Кладка сталевипускного отвору
ведеться особливо ретельно. Перекриття сталевипускного отвору може бути
виконано у вигляді арки або прямим безарочним.
Останнім часом для
виготовлення сталевипускного отвору застосовують
круглі магнезитові
трубки – блоки, які вставляють в магнезитову кладку
продольного заднього відкосу. Відкоси також набивають магнезитовим порошком
марки ПМП-85, зволоженим рідким склом, витрата складає 5 – 6 %. Таке улаштування забезпечує
іх безаварійну службу на протязі 7 -10
років.
Однак робочий шар
подини по мірі зношення ремонтується в процесі кампанії печі. Ремонти подин
проводяться підсипанням магнезитовим порошком із спеціальної мульди з отворами
в кришці з допомогою завалочної машини. Попередньо подину очищують від залишків
металу і шлакуз допомогою стисненого повітря або кисню під тиском 0,8 – 1 Мпа. Перед продувкою
зупиняють подачу в піч палива і повітря ( або скорочують їх витрати до мінімуму
) . В глазки завалочних вікон вставляють труби із шлангами, під’єднані до повітря- або до кисневопроводу.
На кінці труб іноді наварюють накінечники із жароміцної сталі довжиною 1,0 – 1,5 м , що дозволяє прискорити
процес видувки . Видувка застоїв металу і шлаку продовжується 30 – 40 хв, потім
підсипають подину магнезитовим порошком і розрівнюють його з допомогою повітря
або спеціальних шкребків.
В печах з набивними подинами стійкість їх між
профілактичними
ремонтами на передових заводах складає 50 – 100 плавок,
а простой на ремонтах – 0,2 – 0,5
% до календарного часу роботи печей. Для того ,
щоб більш тривалий час зберегти в нормальному стані подину і наданий їй під час
наварки профіль,
необхідно :
не тримати
полагоджену подину без необхідності під газом, так як це приведе до її пом’якшення внаслідок
насичення шлаком ;
не очищувати несправжні
пороги в піч після випуску плавки, що приводить до
заростання
подини біля передніх відкосів ванни , порушенню її профіля ;
не допускати
попадання заправочних матеріалів на подину під час заправки
стінок і
відкосів, для чого заправляти їх
полагодженою заправочною машиною
в період чистого
кипіння і випуску плавки ;
не допускати при розробці
сталевипускного отвору утворення перед ним порогів
що сприяють залишку на подині
металу і шлаку ;
не допускати випадків зниження
подини нижче рівня лещаді сталевипускного
отвору ;
не допускати попадання на подину нерозчинених шматків розкислювачів (
особливо 12 % - ного феросіліцію ), що
залишилися в шлаку при розкисленні ;
не допускати перегріву металу в печах і затримки випуску плавок.
Гарячий ме тал ( 1640 С і більше )негативно впливає на стійкість подини, сприяє загущенню
шлаку в
результаті взаємодії гарячого металу з матеріалом наварки и погіршує його
вилучення із печі ;
не
допускати попадання на подину води :
наварка і особливо магнезтова цегла під впливом води перетворюються в порошок,
так як вода з магнезитом утворює гідрат
оксиду магнію Мg ( OH ) із збільшенням об’єму ;
не допускати
попадання на подину кольорових металів , особливо свинцю через його високу
густину і велику текучість. Свинець при цьому пронизує подину наскрізь.
Важливою
умовою підтримання нормального випуску металу із печей являється
полагоджений стан сталевипускного отвору . Нормальними по довжині можна
вважати отвори для 250 – т печей 1200 мм : 500 – 600 – т - 1500 мм , по діаметру
відповідно 150 – 200 і 200 – 250
мм .
У випадку короткого « обірваного. « отвору» ( відсутній верх отвору із печі )
в нього
із сторони розливного прольоту
встановлюється металева трубказ таким розрахунком , щоб після наварювання
отримати нормальну довжину . Одночасно з постановкою труби із сторони печі на неї закидується зволожений магнезит і
виводиться повний профіль задньої стінки.
У
випадку широкого отвору в нього
встановлюють металеву трубку відповідної довжини і діаметра . На лещадь
засипають необхідну кількість
магнезитового порошку. Простір між трубкою і старою футеровкою набивають
вогнетривкою масою . При використанні готових вогнетривких труб – блоків іх
вставляють у виломану кладку кругом
старого сталевипускного отвору , обмазують вогнетривкою масою і закріплюють.
При використанні готових вогнетривких блоків труб їх вставляють у виломану
кладку старого сталевипуского отвору , обмазують вогнетривкою масою і
закріплюють новою кладкою, виконаною «вперев’язку» .
Передня
стінка робочого простору являється продовженням переднього продольного
откоса , починаючи від рівня порогів завалочних вікон.
По своїй конфігурації вона являє собою
ряд простінків – стовбців, між якими розміщені пройоми – завалочні вікна . В
печах місткістю до 100 т в передній стінці влаштовують три завалочних вікна, до 500 т – п’ять, 900 т – сім. Нечотне число вікон роблять для того, щоб
через середнє вікно можна було обслуговувати сталевипускний отвір. Форма вікна
може бути прямокутною або трапеціїдальної , що звуджується до низу. В першому випадку
полегшується полегшується обслуговування печей при завалці шихтових матеріалів завалочними машинами : в
другому зменшуються підсоси холодного повітря в робочий простір , знижується витрата заправочних
матеріалів при постановці « несправжніх» порогів.
Розміри вікон визначаються розмірами мульд, а
відстань між їх осями – можливістю завантаження шихти одночасно двома
завалочними машинами. Є мартенівські печі і без передніх стінок. В цьому
випадку утворений пройом перекривається рядом пересувних заслінок, що дозволяє завалювати в печі негабаритний
брухт. В таких печах
збільшуються теплові гублення і підсоси холодного повітря в робочий простір
печі.
Стовбчики передньої стінки ( простінки ) в плані мають
трапеціїдальний перетин , що забезпечує нормальний візуальний обзор і
обслуговування печей в процесі плавок і має похил 9 – 15 до вертикалі у зовнішню сторону.
Для підвищення
стійкості перестінків їх обладнують системами випаровувального охолодження, для чого в кладку перестінків
замуровують холодильники у вигляді трубчатого екрана . Сляби металевого каркасу
передньої стінки захищені водоохолоджуванними екранами.
Кладка
перестінків виконується із магнезитової цегли
« вперев’язку «» на
сухому
магнезитовому порошку з добавкою 20 – 30 % чистої просіяної окалини.
Температурні
шви в кладці не влаштовуються. Верхні 4 – 6 рядів кладки простінків – стовбців
виконуються із магнезитохромітової цегли. Зазор між п’ятовою балкою зведення і
верхом перестінків заповнюється хромистою масою.
Задня стінка мартенівської печі являється продовженням заднього
продольного відкосу. Кладка задньої стінки виконується із магнезитової цегли з
«перев’язкою» швів і просипкою їх сухим магнезитовим порошком. Верхня частина
задньої стінки, як і передньої, виконується із хромистих
вогнетривів. В кожному ряду кладки залишаються температурні шви ( 12 мм на 1 м кладки). Товщина кладки задньої стінки залежить від
місткості печей і виконується в межах
750 – 1100 мм
на рівні порогів завалочних вікон і 460 – 575
мм під зведенням. Нижній вигин металевої арматури ( слябів ) задньої
стінки виконується на 150 – 200
мм нижче рівня порогів завалочних вікон з метою
потовщення кладкина рівні , де вона піддається найбільшій дії як первинного ,
так і вторинного шлаків. Для кращого утримання заправочного матеріалу кут нахилу задньої стінки складає 45 – 50 .
Однак при такому куті
збільшується прольот головного зведення, що знижує його стійкість і збільшує гублення тепла .
Для збереження розміру прольота зведення верхня дільниця задньої стінки
виконується вертикальним . Теплоізоляція задньої стінки проводиться шамотною
або діатомітовою цеглою на однорідному з ним розчині і починається від подового
металевого листа і закінчується на рівні 250-300 мм нижче п’ятових балок.
В радіусі 1 м
від центра сталевипускного отвору теплоізоляційна кладка не проводиться , а магнезитову кладку виконують щільно до
арматури печі. На печах , що працюють скрап – рудним
процесом, в задній стінці на висоті 200 – 300 мм вище рівня порогів завалочних вікон
виконують один або два отвори для вилучення шлаку в
період плавлення.
Задня стінка зношується в результаті
механічних пошкоджень при завалці і хімічної дії шлаку і металу.Найбільшому зношенню
піддаються райони на рівні первинного шлаку. Цей район заправляється обпаленим
доломітом з допомогою заправочної машини в процесі доводки плавки. При випуску
плавки і в період прогріву сипучих матеріалів заправляється інша зношена її
частина. На печах, що працюють з інтенсивною продувкою плавки киснем, задня стінка зношується особливо сильно в зонах
продувки. В цих випадках для ремонту
зношених дільниць застосовують торкретування з допомогою торкрет – машин
торкрет – масами ( ідентичними по складу із кладкою ) , затвореними на рідкому склі.
Шлакові отвори відкриваються тільки в періоди вилучення шлаку із печей. Інший
час вони перекриті сирим доломітом ,
бокситом або вапняковим дріб’язком . Лещадь шлакових отворів виконується трохи
похиленою в сторону розливочного прольоту. Перед початком заливки чавуну
шлакові отвори відчиняються і приводяться в порядок для інтенсивного спуску
первинного шлаку.
Зведення мартенівських печей. Динасові зведення викладуються з
гладенькою поверхнею або зубчастою
поверхнею , а також ящічної форми .
Зведення із зубчастою поверхнею
складається із головних і ребрових кілець. Реброві кільця збільшують будівничу
міцність зведення і полегшує умови гарячого ремонту, що виконується накладуванням цегляних латок
на реброві арки, які встановлюють через кожні 3 – 4 кільця по довжині, а при
ящичній формі і по ширині зведення. Центральний кут між п’ятами динасового
зведення дорівнює 65 – 70 . Зведення набирають із прямої цегли і клинових
насухо. Температурні шви виконують із розрахунку 10 – 12 мм на 1 м довжини зведення.
Після перших 2 – 3 плавок від холодного ремонту динасове
зведення зверху засипають дрібним динасовим порошком для заповнення швів між
окремими кільцями. При різких коливаннях температури динасове зведення мало
змінює свою форму і стійкість. Через недостатню вогнетривкість стійкість проти
роз’їдання краплями металу і шлаку, а
також підвищення інтенсивності роботи печей із застосуванням кисню динасові
зведення лимітують тривалість кампанії печей. Тепер динасові зведення виконують
на печах, що працюють на кислому процесі.
Основні зведення. Сучасні
мартенівські печі обладнанні розпорно – підвісними зведеннями із основної
магензито – хромітової або периклазошпінелідної цегли.
На печах, на яких шлаковики чистять без зупинки печі на ремонт, зведення краще виконувати із цегли довжиною 380 мм , на інших печах – із цегли 460, 520
мм . В розпорно – підвісному зведенні окремі цеглини в арці ( кільці ) сполучені між собою металевими
штирями.
Між
цеглою в арці ( кільці ) прокладені
металеві пластини товщиною 0,5 – 1 мм .
Іноді роблять прокладки із пластин і між кілбцями. Через кожні 6 – 8 цеглин прокладують
подовжені пластини товщиною 60 – 80 мм , для яких в підвісних цеглинах наряду з отворами
для штирів штампується спеціальний паз. Ці пластини підвішуються на спарені
кутки ( або спарені швелери ), прокладені повздовж усього зведення .Кріплення у кутках або швеленрами проводять металевими штирями або спеціальними
пластинами з прорізями, в яки
продівається підвіска і кріпиться зваркою біля поверхні швелера. В свою чергу, кутки або швелери підвішують тягами до ригелів , які закріплюють до металевих
слябів передньої і задньої стінки.
Для посилення жорсткості верхньої частини арматури розвантажувальну
балку і ригель виконують як єдину
конструкцію. Для закріплення підвісної тяги до арматури печей встановлюється
кулачкова система або пружина , що не
дозволяє зведенню здійснювати різкі коливання
( в зростанні ) під дією перепаду температур.
Конструкція підвісних
зведень така, що кожна цеглина має свою індивідуальну
підвіску і між окремими цеглинами,
крім стальних пластин , прокладуються прокладки , що
вигорають із тольового картона, що
забезпечує вільне розширення цегли в арці без виникнення в ньому великих напруг. Основні зведення на
деяких заводах обладнані механізованою обдувкою їх зовнішньої поверхні від пилу
з допомогою пари або повітря.
Тривалість строка служби головних
зведень залежить від якості вогнетривів
зведень , якості кладки зведень, якості виконання підвісної системи і її
обслуговування в процесі експлуатації, технології ведення
плавки, теплового режиму і режиму
інтенсифікації, ухода за зведеннями на протязі кампанії. В магнезитохромітовій
цеглі утворюються такі зони: робоча ( чорна ) , перехідна
і нормальна ( незмінна), що характеризується різним
хімічним складом і коецієнтами теплового розширення.
Тепловий режим і режим інтенсифікації передбачають строго регламентовані
в інструкції режими, що не припускають перегріву зведення більше за 1700 С і
його значного охолодження нижче 1350 С. Зовнішня поверхня зведення на протязі
кампанії систематично очищується від пилу ( механізованим способом або вручну з
допомогою труби і зтисненого повітря ). Неприпустимо попадання води на зведення
через неполагодженність запорної і водяної арматури.
Головки
мартенівських печей служать для подачі палива і повітря і їх перемішування,
повноти згорання палива , отримання високотемпературного , жорсткого (
володіючого достатньою швидкістю ) і намтального факела в робочому просторі
печей і відведення ,продуктів згорання із нього. По конструкції головки мартенівських печей бувають
одноканальними ,
двоканальними, триканальними.
Одноканальні головки мають один вертикальний канал, по якому поперемінно ідуть нагріте повітря
або ті що відводяться в регенератор продукти згорання. Нахил зведення над головкою ( 27 – 31
) і звудженні стінки головки забезпечують напрямлений вихід повітря в
робочий простір печі. Факел полум’я формується високошвидкісним струмком палива
( газа , мазута ). Площа вертикальних каналів
визначається оптимальною швидкістю відходячих продуктів згорання ( 2 – 2,5 м/с ).Пальник для подачі
палива встановлюється під кутом 14 – 16
консольно над вертикальним каналом, або кінець його опирається на
повітряний перевал поперечного відкосу.
Недолік одноканальних головок –
підвищені теплові гублення внаслідок незафутерованих охолоджуванних корпусів
пальників. Переваги – простота конструкції , невеликий опір на відводячій стороні, удобність ремонтів , полегшене
обслуговування, можливість
збільшення довжини ванни , а тим самим її місткості (без збільшення габаритів печі ), покращення перемішування палива і повітря в
результаті надходження повітря до паливного струмка з усіх сторін.
Двоканальні головки мають два
вертикальних канала, по яким подається повітря і відводяться
продукти горіння. На розподільчій стінці між ними встановлюють пальник або
форсунку в спеціальній водоохолоджуванній арматурі, вмонтованій у вогнетривку
кладку підфурменого масиву. Кут
нахилу зведення над головкою 18 – 26 , а кутнахилу
пальника 9 – 15 . Із збільшенням місткості
печей ці кути зменшуються. Товщина кладки зовнішніх стін і торців
головки 350 – 580 мм
.
Двоканальними головками
обладнані в основному печі невеликої місткості
( до 250 т ) , опалювальні мазутом або газомазутним паливом .
Двоканальні головки забезпечують достатньо
добре перемішування палива з повітрям і
отримання жорсткого ( високошвидкісного ) настильного факела . Недоліком
двоканальних головок – раннє руйнування підфурменого масиву, внаслідок руйнування опорних металевих конструкцій.
Триканальні головки системи
«Вентурі» встановлені на печах ,
що працюють на змішаному коксодоменному газі , природному
газі з реформацією його в колишньому газовому вертикальному каналі. Змішаний
газ надходить із газового ( середнього ) вертикального каналу в металевий
охолоджуванний водою кесон дифузорної форми
( футерований зверху і зсередини вогнетривами ) під невеликим тиском ( 2
– 4 кПа ) і виходить із нього з відносно низькою швидкістю ( 30 – 40 м/с ) .
Повітря до головки підводиться через повітряні вертикальні канали і охоплює
газовий струмінь , що виходить із кесона , напівкільцем – зверху і з боків ,
чим досягається їх добре перемішування.
Важливими елементами трикальної головки являються : газовий кесон , який
формує струмінь газа , зведення головки , що має оптимальний кут похилу для
печей різної місткості ( 15 – 20 ) , форкамера ( відстань від пережима зведення
до лобовини кесона ) , повітряні перевали.
Довжина форкамери також
залежить від місткості печі і коливається в межах 500 – 750 мм . Кесони футеровані
всередині магнезитохромітовою цеглою. Пртиречивість конструкції головки Вентурі
полягає в тому , що при евакуації продуктів згорання
більша їх частина іде по двом повітряним вертикальним каналам , недогріваючи тим самим газові насадки
регенераторів. Збільшення ж перетину газового кесону приводить до гублення
швидкості газового потоку. Перетин газового вікна кесона повинно мати
оптимальні розміри 0,36; 0,42; 0,52 м для
печей відповідно місткістю 130 , 300 ,
600 т. Для підвищення швидкості газового струмка подають в торець кесона
турбінне повітря під тиском 0,1 – 0,2 МПа або компресорне
повітря тиском 0,3 – 0,4
МПа. В цьому випадку можна збільшити перетин газового вікна кесона і покращити
умови евакуації продуктів згорання через газовий вертикальний канал , що
дозволяє трохи згладити протиречивість конструкції головки Вентурі. Недоліками
триканальних головок являються : великі розміри , працемісткість обслуговування
( внаслідок заростання або зниження ) футеровки лещаді газового кесона , її
обвали , підвищення або зниження висоти повітряних перевалів.
Вертикальні канали сполучають верхню будову печей з нижньою і
служать для підведення до головок підігрітого повітря для одно – і двоканальних
печей, повітря і
газа для триканальних печей і для евакуації продуктів згорання. Вогнетривка
кладка вертикальних каналів, виконана із хромомагнезитової цегли, витримує високі напруги через високі температурні
перепади і дії своєї ваги. Стійкість вертикальних каналів визначається в
основном швидкістю продуктів згорання, що несуть
плавильний пил, яка
руйнує кладку , діючи на неї як механічно, так і хімічно. Тому площа перетину
вертикальних каналів розраховують на основі оптимальних швидкостейпродуктів
згорання. На печах великої місткості, що працюють з інтенсивною продувкою ванни киснем , частина кладки вертикальних
каналів опирається на завантажувальні металеві балки, які закріплюються до
металевих стойок каркаса головки.
Дати відповіді на такі питання письмово
в конспектах у розширеному вигляді.
4.1.Що
відноситься до верньої будови мартенівської печі ?
4.2.Як
виконуються подина мертенівської печі ?
4.3.Як
виконується сталевипускний отвір мартенівської печі ?
4.4.Яке
призначення і будова передньої стінки мартенівської печі ?
4.5.Яке
призначення та будова задньої стінки печі ?
4.6.Яка
будова зведення мертенівської печі ?
4.7.Яке
призначення головок мартенівських печей ? Їх види.
4.8.Дати
характеристику кожному виду головок мартенівських печей ?
4.9.Яке
призначення вертикальних каналів мартенівської печі ?
Комментариев нет:
Отправить комментарий