Отчёт по ознакомительной практике на ОАО «мк азовсталь» (стр. 3 из 10)

Основными частями доменной печи являются следующие [6]:

- Горн - наиболее важная часть доменной печи. В нём находятся расплавленный чугун и шлак, происходит сгорание кокса. В нижней части горна имеются два отверстия, которые закрыты во время плавки. Это чугунная и шлаковая лётки. В верхней части горна расположены фурмы, через которые в печь вдувают природный газ, смешанный с воздухом или кислородом.

- Заплечики - часть доменной печи, по кладке которой в горн постоянно стекают образовавшиеся чугун и шлак.

- Распар - наиболее широкая часть печи, которая представляет собой короткий цилиндр, необходимый для создания плавного перехода от нижнего широкого основания шахты к сужающимся заплечикам [5].

- Шахта - часть печи, выполненная в виде усечённого конуса, расширяющегося книзу. Такая форма шахты позволяет материалам расползаться в стороны и свободно опускаться вниз. Кроме того, расширение шахты устраняет уплотнение шихты.

- Колошник - верхняя часть печи. Через колошник печи, имеющий форму цилиндра, производится загрузка шихты и отводятся газы.

Стенки печи выкладывают из огнеупорных материалов, преимущественно из шамотного кирпича. Толщина шамотной кладки в шахте до 700 мм, заплечиках до 350 мм. Кладка печи снаружи заключена в стальную броню (кожух) толщиной 30 мм. Для уменьшения нагрузки на нижнюю часть печи ее верхнюю часть, начиная от распора, сооружают на стальном кольце с опорными колоннами. Нижнюю часть горна выкладывают из огнеупорных материалов, графитизированных блоков и др. с толщиной стенок до 1500 мм. Для повышения стойкости огнеупорной кладки в ней устанавливают металлические водяные холодильники.

В печь загружают шихтовые материалы, непрерывно подают воздушное дутье и удаляют доменные газы; периодически выпускают чугун и шлак. Шихтовые материалы загружают сверху при помощи засыпного аппарата; шихту задают отдельными порциями (калошами) по мере опускания уровня проплавляемых материалов. Расплавленный чугун выпускают по мере его накопления в горне через чугунную летку. Лётки расположены на 500-1000 миллиметров выше уровня лещади (пода) горна; «мертвый слой» чугуна предохраняет лещадь от разрушения при стекании струй и капель расплавленного чугуна.

Расплавленный шлак выпускают через две шлаковые летки; они расположены выше оси чугунных леток на 1,5-2 метра. Доменный (колошниковый) газ непрерывно удаляется через специальные газоотводы.

Продолжительность пребывания материала в доменной печи составляет 4-6 часов, а газов -- около 1-З с. Для подачи в доменную печь дутья и его сжатия применяют воздуходувные машины различных типов. Дутье нагревают до 1050-1300°С в воздухонагревателях, называемых иногда кауперами.

Современный воздухонагреватель показан на рисунке 3.4. Наружный диаметр воздухонагревателя равен 9 метров, высота до верха купола составляет 36 метров. В газовый период осуществляется нагрев насадки продуктов сжигания газа, а в воздушный период нагревается дутье за счет охлаждения насадки. В газовый период закрыты клапаны холодного и горячего дутья и открыты горелка и дымовой клапаны.

Газ сжигается в камере хранения, догорает над куполом, а продукты сгорания проходят сверху вниз через насадку, нагревают ее и с температурой 250-400°С уходят через дымовые клапаны и борова в дымовую трубу.

В воздушный период закрыты дымовые клапаны и отключена газовая горелка, но открыты клапаны для подачи холодного и отвода горячего дутья. Холодное дутье поступает в поднасадочное пространство, проходит насадку, где нагревается, и через клапан направляется в воздухопровод горячего дутья, затем в печь.

Горение топлива.

В районе воздушных фурм происходит полное сгорание кокса:

С + О₂ = СО₂ + Q,

и природного газа:

СН₄ + 2О₂ = СО₂ + 2Н₂О (пар) + Q

Эти продукты сгорания взаимодействуют с раскаленным коксом по реакциям:

СО₂ + С (кокс) = 2СО - Q;

Н₂О (пар) + С(кокс) = Н₂ + СО - Q.

Закись углерода СО является главным восстановителем железа. Восстановление железа происходит последовательно:

Fе₂О₃ ® Fе₃О₄ ® FеО + Fе (мет).

Косвенное восстановление происходит в шахте доменной печи:

ЗFе₂О₃ + СО = 2Fе₃О₄ + СО₂ + Q,

Fе₃О₄ + СО = ЗFеО + СО₂ - Q,

FеО + СО = Fе + СО₂ + Q.

Прямое восстановление твердым углеродом происходит при температуре выше 950-1000°С в зоне распара печи по итоговой реакции:

Fе + С_тв = Fе + СО - Q.

С восстановлением железа происходит его науглероживание:

ЗFе + 2СО = Fе₃С + СО₂ + Q

и образуется сплав железа с углеродом (чугун).

Основным способом десульфурации является образование сульфида кальция по реакции:

FеS + СаО = СаS + FеО + Q.

По окончании плавки происходит выпуск чугуна и шлака. В чугунной лётке рассверливают отверстие диаметром 40-60 мм. После этого чугун по ленточному каналу попадает в жёлоб, а из него - в ковш вместимостью 60 т. Доменный процесс непрерывный. Выпуск чугуна производится каждые четыре часа. После выпуска чугуна отверстие вновь забивают огнеупорной массой.

Примерно в районе распара образуется первичный шлак. Происходит плавление относительно легкоплавких соединений с t_пл = 1150-1250°С. При стекании вниз и накоплении в горне шлак существенно изменяет свой состав. В результате взаимодействия с остатками несгоревшего кокса и расплавленным чугуном в шлаке растворяются SiO₂, А1₂О₃, из золы кокса сульфиды FeS и MnS, частично восстанавливаются оксиды железа и т. д.

При выплавке предельного чугуна типовой состав шлака: 40-50% СаО, 38-40% SiO₂, 7-10% А1₂O₃.

Основная характеристика шлака - его основность, т.е. отношение содержания основных оксидов к содержанию кислотных оксидов. С увеличением основности шлака легче удаляется сера, лучше восстанавливается марганец, труднее восстанавливается кремний. При выплавке чугуна основность шлака - 1,19-1,30.

Шлак выпускают через шлаковую лётку, расположенную в стене горна. Выпуск чугуна и шлака производится по графику. Выпуск шлака начинается через 40-50 минут после выпуска чугуна.

Основным продуктом доменного производства является чугун. Шлак и доменный газ являются побочными продуктами плавки.

Доменный шлак используют в качестве сырья для производства различных
строительных материалов: цемента, вяжущих веществ, растворов и бетонов, шлаковой пемзы и ваты, стеновых материалов и др.

Доменный (колошниковый) газ после очистки от содержащейся в нем пыли используют как топливо для нагрева насадок воздухонагревателей, стальных слитков, коксовых батарей, для отопления котлов и других целей.

Метрологическое обеспечение производства чугуна.

В доменном цеху при выплавке чугуна контролируются следующие параметры:

- давление холодного и горячего дутья;

- давление газа в средней части шихты и на колошнике;

- давление природного газа;

- давление воды, поступающей в охладительную арматуру;

- давление пара;

- расход природного газа, подаваемого на каждую фурму;

- расход воды на охлаждение печи;

- расход газа;

- расход пара, подаваемого на увлажнение дутья;

- температура колошникового газа в газоотводах и по радиусу колошника;

- температура огнеупорной кладки печи;

- температура поступающей и отходящей воды и воздуха;

- состав колошникового газа и влажность дутья;

- уровень шихтовых материалов в печи;

- число подач, загруженных в печь;

- число скипов в подаче;

- угол поворота ВРШ;

- масса агломерата, кокса и добавок к каждой подаче.

Метрологическое обеспечение доменного процесса приведено в таблице 3.2.

Метрологическое обеспечение доменного процесса

Таблица 3.2

Наименование контролируемых параметров	Диапазон измерения	Наименование средства измерения	Абсолютная погрешность
Массовый расход пара под большой конус, т/ч	1.5-2.0 ±0.1	ДМ3583М, КСД3	0.063; 0.063
Массовый расход пара в межконусное пространство, т/ч	0-4.0 ±0.1	ДМ3583М, КСД3	0.063; 0.063
Давление холодного дутья, кПа	0-343 ±1.72	Сапфир 22ДД, Диск 28И	6.17; 3.08
Давление холодных дутья, кПа	0-314 ±1.57	МП, Диск 28И	5.88; 5.88
Давление природного газа, кПа	0-588 ±14.7	Сапфир22ДД, Диск 28И	9.80; 9.80
Объемный расход дутья, м³/мин	0-3600 ±40	Сапфир22ДД, Диск 28И	40; 40
Объемный расход морской воды на охлаждение, м³/ч	0-2200 150	Ц13583М, КСД3	25; 25
Давление пара, кПа	0-441 ±14.7	МЭД, КСД3	9.8; 9.8
Давление воды, кПа	0-390 ±8.8	ДМ3583М, КСД3	5.88; 5.88
Перепад давления общий, кПа	0-147 ±2.4	ДМ3583М, КСД3	1.57; 0.94
Объемный расход природного газа, м³/ч	0-18000 ±250	ДМ3583М, КСД3	250; 250
Массовый расход пара на увлажнение дутье, кг/мин	0-40 ±0.63	ДМ3583М, КСД3	0.63; 0.63
Объемная доля О₂ в дутье %	21-28 ±0.15	АСГА-02 ДИСК 250	0.3; 0.075
Температура холодного дутья, °C	50-300 ±4	ТХК, ДИСК 250	0.9; 2.0
Температура пара, °C	120-200 ±3	ДИСК 250, ТХК	2.4; 3.0
Температура подзащитных плит °C	0-900 ±16.5	ТХА, ДИСК 250	8.3; 5.5
Температура тела холодильника в лещади °C	0-200 ±6	ТХК, ДИСК 250	0.5; 2.0
Температура брони горна °C	0-250 ±6	ТХК, ДИСК 250	0.5; 2.0
Температура отходящей воды в холодильнике, °С	0-35 ±1.5	ТХК, ДИСК 250	0.5; 0.5
Расход смешанного газа в воздухонагревателях,м³/ч	0-4000 ±750	ДМ3583М, КСД3	500; 500
Объемный расход воздуха в воздухонагревателях, м³/ч	0-70000 ±1200	Сапфир 22ДД, Диск 250	400; 400
Температура купола воздухонагревателя, °С	0-1300 ±19.5	ТХА, ДИСК 250	3.1; 6.5
Температура отходящих газов из воздухонагревателя, °С	0-400 ±9.0	ТХА, ДИСК 250	4.8; 3.0
Температура брони воздухонагревателя, °С	0-200 ±6.0	ТХК, Ш4500	2.9; 6.0
Масса чугуна и шлака, т	30-180 ±0.7	43-200	0.2
Температура жидкого чугуна, °С	1400-1500 ±5.5	АПИР-С	1.1; 2.75
Температура колошникового газа, °С	0-450 ±8	ТХА, КСПУ	6.5; 4.0
Давление колошникового газа, кПа	0-176 ±1.7	М11, Диск250	3.92; 3.92
Объемный выход колошникового газа, м³/ч	0-300000 ±4800	Сапфир22ДД, Диск250	1600; 1600
Массовый расход пара(общий), т/ч	6-11 ±0.5	ДМ3583М, КСД3	0.2; 0.2

Автоматизированному контролю и регулировке подвергаются температура и влажность дутья, давление колошникового газа и газа, поступающего на отопление воздухонагревателей.