Доменные печи в россии где находятся

Выплавка чугуна в промышленных масштабах невозможна без габаритных, сложных и мощных печей. Доменная печь – вертикальное сооружение шахтного типа, в котором железную руду переплавляют в полезный металл. Устройство доменной печи подразумевает непрерывную работу конструкции в течение 3-12 лет, вплоть до капитального ремонта.

Устройство домны

Современная печь – это огромная конструкция весом до 35000 т и высотой до 40 м. Чтобы многолетняя выплавка без простоев была возможной, печь должна быть прочной и надёжной. Снаружи устройство покрыто стальным кожухом – основа облицована толстыми листами (до 4 см).

Изнутри расположена огнестойкая футеровка. Она нуждается в постоянном охлаждении, поэтому внизу монтируют металлоёмкости, в которых циркулирует вода. Поскольку жидкости нужно очень много, иногда применяют охлаждение испарением. Суть метода – в испарении кипящей воды, активно поглощающей при этом тепловую энергию.

Рисунок 2. Устройство доменной печи

Печь представляет собой сооружение, состоящее из множества элементов. Основные представлены:

Колошник

Это верхний элемент, который служит для загрузки сырья (шихты) и отвода отработанных газов. Главная часть колошника – засыпной агрегат. В большинстве случаев аппараты для засыпки шихты двуконусные. Между засыпками оба конуса прикрыты. После подачи сырья меньший элемент опускается, и железная руда попадает в больший. Как только набирается необходимая порция, малый конус закрывается, из большого руда попадает в печь. После этого герметизируется и крупное устройство.

Более продвинутые домны имеют улучшенную конструкцию колошника. Роль большого конуса играет вращающийся желоб с регулируемым углом наклона. Благодаря этому возможна засыпка сырья с любой стороны.

Колошник служит и газоотводом. В процессе выплавки образуется огромное количество газа. Вместе с ним удаляется и железосодержащая пыль, которую улавливают газоочистители.

Рисунок 3. Схема доменного производства

Шахта

Шахта занимает большую часть печного пространства. Конструкция, расширяющаяся книзу, представляет собой усечённый конус. Благодаря этому подача шихты происходит равномерно. Доменная печь – сооружение вертикальное и достаточно высокое. Это необходимо для обеспечения хим- и термообработки сырья нагретыми газами.

Распар

Элемент в форме цилиндра расположен в средней части рабочей доменной зоны. Для распара характерен наибольший диаметр. Назначение конструкции – увеличение печного пространства и ликвидация ненужного сырья. Здесь образуется пустая порода.

Заплечики

Укороченный конусообразный вариант распара – усечённый компонент обращён широкой частью вверх. С помощью заплечиков снижают объём выплавляемой шихты при производстве чугуна.

Основная часть, в которой и происходит выплавка металлов. Здесь горит кокс и образуется газ, накапливается шлак и чугун и происходит регулярный выпуск жидкого металла из конструкции. Состоит горн из фурменной зоны и металлоприёмника. Через фурмы, посредством воздухонагревателя и кольцевого воздуховода, в печь поступает горячий воздух. Он необходим для горения топлива. Дно металлоприёмника называется лещадь.

Внизу горна находятся шлаковые и чугунные летки – отверстия, через которые проходит расплавленный металл. После выпуска чугуна отверстие закрывают с помощью поршневого механизма огнеустойчивой массой.

Шлаковые отверстия находятся на 1,5-2 м выше чугунных леток. Их закрывают с помощью стальных штопоров с наконечниками. От чугуна шлак отделяется посредством агрегата, расположенного на печном желобе. Обе составляющие подаются в специальные ковши.

Всё это гигантское сооружение имеет огромную массу. Такой вес необходимо передавать грунту равномерно. Поэтому домну устанавливают на массивном бетонном фундаменте, толщина подошвы которого может достигать 4 м. Подошва служит опорой колоннам, на которые, в свою очередь, опираются металлоконструкции. Верхнюю фундаментную часть выполняют из жаростойкого бетона в формате монолитного цилиндра.

Давление огромной массы на грунт компенсируется устройством мощного фундамента

В таблице представлена взаимосвязь размеров некоторых современных печей.

Читайте также:  Расчет печи на отработанном масле
Размеры, мм Полезный объём домны, м3
2000 3000 5000
Диаметр:
колошника 7300 8200 11200
распара 10900 12900 16300
горна 9750 11700 14900
Высота:
шахты 18200 20100 19500
горна 3600 3900 4500
полезная 29200 32200 32200
полная 32350 34650 36900

Дополнительные печные элементы

Функционирование печи требует работы вспомогательных устройств. Среди них:

  • воздухонагреватели; крупные элементы башенного типа располагают рядом с печью; в них поступает колошниковый газ, который затем сгорает; благодаря этому образуется ещё более горячий газ, посредством сложной системы нагревающий воздух; последний – нагретый до температуры, как минимум, 1000 градусов – идёт в ход для выплавки чугуна;
  • воздуходувные машины; сжатый воздух необходим для топливного горения; в печь воздух поступает благодаря устройствам, образующим давление порядка 25 МПа;
  • устройства для подъёма и засыпки шихты;
  • газоочистители для очистки колошниковых газов;
  • прочие вспомогательные устройства – например, мостовые краны, которыми оборудованы литейные дворы.

Рисунок 4. Пример современной доменной печи

Современные печи оснащаются системами автоматики. Компьютеризация позволяет контролировать и регулировать основные параметры, связанные с функционированием домны. Под контролем уровень засыпки сырья, давление газа, температура дутья и т. п.

Современные домны даны на откуп автоматике. Компьютер контролирует основные производственные процессы

По какому принципу работает доменная печь?

Принцип работы доменной печи основан на сложных физико-химических процессах. Выделяют такие операции:

  • сгорание топлива;
  • восстановление железа;
  • разложение известняка на окись кальция и угольный ангидрид;
  • насыщение железа углеродом;
  • плавка металла;
  • плавление шлака и др.

Рисунок 5. Производство чугуна с химической точки зрения

В самом общем смысле доменная плавка – это производство чугуна из железорудного сырья. Главные материалы, с помощью которых возможна выплавка чугуна:

  • топливо – кокс;
  • железная руда – сырьё, из которого выплавляют чугун;
  • флюс – спецдобавки из песка, известняка и некоторых других материалов.

В печи шихта попадает в виде мелкопородных сплавленных кусков – окатышей или агломератов. В качестве рудного вещества могут выступать марганцевые руды или различные вариации железняка. Сырьё засыпают в колошник слоями, чередуя с пластами флюса и кокса.

Назначение флюса – отделение чугуна от примесей и пустой породы (шлака)

Шлак всплывает на поверхности раскалённого чугуна. Примеси сливают до того, как жидкий металл застынет.

Подача сырья, как и работа печи, должна быть непрерывной. Постоянство процесса обеспечивают специальные транспортёры. Попадая через описанные элементы в горн, шихта проходит через ряд технологических процессов.

Рисунок 6. Схема домны

Сгорающий кокс даёт требуемую температуру, которая не должна опускаться ниже 2000 градусов. Горение способствует соединению кислорода и каменного угля. Параллельно образуется углекислый газ. Под влиянием высокой температуры последний становится оксидом углерода. Благодаря этому восстанавливается железо.

Восстановление железа – один из важнейших производственных этапов. Без этого процесса невозможно обретение металлом необходимой прочности.

Чугун становится таковым после того, как железо пройдёт через расплавленный кокс. Чтобы результат стал возможным, железо должно насытиться углеродом. К чугунам относят сплавы, в составе которых на долю углерода приходится 2-5%.

После того, как готовый металл накопился в горне, его выпускают через летки. Через верхнее отверстие сначала выпускают шлак, а после – через нижнее – чугун. Последний сливается по каналам в ковши и отправляется на последующую обработку.

Заключение

Доменная печь – одна из самых важных составляющих чёрной металлургии. В современных реалиях домны обычно «встроены» в металлургические комбинаты. Средняя печь способна ежедневно выдавать около 12000 т чугуна, расходуя при этом приблизительно 20000 т исходного сырья.

Рады сообщить, что наш проект теперь есть и в Telegram. Подписывайтесь на наш канал t.me/sdelanounas_ru!

Не забудьте подписаться на нас и в Яндекс.Zen, на нашем канале Zen бывают статьи, которых нет на сайте.

Вступайте в наши группы и добавляйте нас в друзья 🙂

Загрузите приложение "Сделано у нас" для Android или IPhone

  • Главная
  • Лента
  • Блоги
  • Люди
  • Читай нас на Android и iPhone
    Подпишись в
  • Мартеновская печь
  • © Фото из открытых источников
Читайте также:  Как развести 4 контура отопления

Это уникальный случай, когда на портале «Сделано у нас» появляется публикация о закрытии какого-либо производства. Особенно удивительно видеть здесь такую новость, когда это производство последнее в стране. Но не переживайте, иногда и в закрытии производства есть позитив.

На самом деле с закрытием этой печи в стране подходит к концу целая эпоха, которая началась на Сормовском заводе почти 150 лет назад. Именно тогда еще в Российской Империи была построена первая печь по технологии французского инженера Пьера Эмиля Мартена. С тех пор мартеновские печи стали неотъемлемой частью черной металлургии, благодаря им проходила сталинская индустриализация, с их помощью ковалась наша победа в Великой Отечественной Войне. Все помнят знаменитые строки: «Дни и ночи у мартеновских печей не смыкала наша Родина очей».

И вот теперь всё. В стране еще остаются несколько сравнительно небольших мартеновских печей, но в целом можно говорить об окончании эры выплавки стали мартеновским способом. Уже 23 марта состоится последняя выплавка стали, после чего мартеновская печь на Выксунском металлургическом заводе, входящем в группу ОМК, будет навсегда закрыта. От этого становится немного грустно.

Но не будем о грустном. При всех заслугах мартеновских печей технология эта давно устарела. В мире практически не осталось стран, где используют этот метод, последние мартеновские печи работают лишь в России, на Украине и в Индии. Россия одна из последних покидает этот клуб.

На Выксунском металлургическом заводе одна из двух работавших здесь печей уже остановлена.

  • Закрытая мартеновская печь на переднем плане, на заднем плане завалка шихты
  • © Фото из открытых источников

Чтобы понять, почему этот метод более практически нигде в мире уже не используется, достаточно одного факта. Если мартеновским способом выплавка 250 т стали занимает более 7 часов, то современная электродуговая печь способна выплавить 160 тонн стали менее чем за час.

Процесс плавки металла завораживает и восхищает. В этот же день мы увидели плавку в современной электродуговой печи, и поверьте, там «спецэффектов» куда меньше. А в мартеновском цеху всюду фонтаны раскаленных искр, брызги расплавленного шлака, реки раскаленного металла. Рабочие постоянно берут пробы, измеряют температуру расплава. Громадные краны туда сюда перевозят огромные ковши с распаленным металлом. Красотища!

Но начинается все отсюда. На переплавку привозится измельченный металлический лом.

  • © Фото из открытых источников

Этот лом называется шихтой. Твердая шихта предварительно засыпается в стальные контейнеры — мульды, после чего специальные машины загружают их в мартеновскую печь. Эта операция называется завалкой. Завалочные машины загружают металлическую шихту в рабочие окна, закрываемые жаростойкими крышками.

  • Завалочная машина
  • © Фото из открытых источников
  • © Фото из открытых источников

После завалки в печи происходит плавка шихты и в результате физико-химических процессов под действием температуры из железа выходят примеси, образуя шлак.

Рабочие время от времени берут пробы стали, чтобы контролировать её химический состав. Взятие проб сопровождается эффектным «дождем» из раскаленных брызг.

  • © Фото из открытых источников
  • © Фото из открытых источников
  • © Фото из открытых источников
  • © Фото из открытых источников

Работа печи контролируется через специальные окошки — гляделки. Через них производят забор проб и измеряют температуру. Все вручную.

  • © Фото из открытых источников

После того, как замеры показали, что сталь соответствует нужному составу и имеет необходимую температуру, происходит выпуск стали в разливочный пролет с другой стороны печи.

Сначала сливается металл в специальные сталеразливочные ковши.

  • © Фото из открытых источников

После удаления шлака происходит заливка стали

  • © Фото из открытых источников

После каждой плавки приходится печь обслуживать, например, чистить ковши и желоба от шлака.

  • © Фото из открытых источников
  • © Фото из открытых источников

Ванна мартена повреждается механически при завалке шихты и разъедается шлаком. Поэтому печь периодически останавливают для ремонта и чистки.

Читайте также:  Водяной теплый пол не нагревается

Необходимость регулярного обслуживания, высокая трудоемкость производства, ужасная экология — это лишь малая доля недостатков мартеновских печей. Потому удивительно, что в наше время в России еще сохранился этот способ выплавки стали. Впрочем, уже долгое время мартеновские печи обеспечивали менее 10% от всего производства стали в нашей стране.

И все же это очень волнительно — осознавать, что стал свидетелем окончания эпохи. Наблюдая за плавкой, всматриваясь в языки пламени, в брызги раскаленного металла, я испытывал детский восторг с примесью ностальгии, ведь прошлого нам всегда немножко жаль.

Еще немного — и мартеновское производство окончательно станет нашим прошлым. И это хорошо, это свидетельствует о том, что наша страна не застряла в прошлом и пусть с некоторым опозданием, но идет в будущее, туда, где нет места таким неэффективным, опасным и грязным производствам как мартеновское.

Но все равно хочется, что бы эта печь была сохранена — пусть в качестве памятника, как напоминание об ушедшей славной эпохе, и как свидетель и участник великих свершений которые были бы невозможны без мартеновских печей.

Между прочим, здесь прямо напротив мартеновского цеха уже есть один памятник — это бывшая водонапорная башня, выполненная по проекту инженера Владимира Григорьевича Шухова.

  • © Фото из открытых источников

Думаю мартеновский цех может органично дополнить этот памятник инженерному искусству.

  • Мартеновский цех на Выксунском металлургическом заводе
  • © Фото из открытых источников

Решение о том, что станет с мартеновским цехом, будет принято в 2018 году.

Рады сообщить, что наш проект теперь есть и в Telegram. Подписывайтесь на наш канал t.me/sdelanounas_ru!

Не забудьте подписаться на нас и в Яндекс.Zen, на нашем канале Zen бывают статьи, которых нет на сайте.

Вступайте в наши группы и добавляйте нас в друзья 🙂

Загрузите приложение "Сделано у нас" для Android или IPhone

  • Главная
  • Лента
  • Блоги
  • Люди
  • Читай нас на Android и iPhone
    Подпишись в

30 августа исполнился год со дня пуска доменной печи нового поколения «Россиянка» производственной мощностью 3,4 млн тонн чугуна в год.
За этот период были проведены гарантийные испытания агрегатов и оборудования комплекса печи, подобраны технологические режимы, позволившие печи выйти на проектную производительность.

+ видео под катом

В течение года эксплуатации на ДП «Россиянка» выплавлено около 2,95 млн т чугуна, из которого произведено 3,3 млн т. стали. В отдельные периоды суточное производство достигало 10,3 тыс. т чугуна при проектной производительности 9,45 тыс. т в сутки.
Из образующихся побочных продуктов получено 826 тыс. т фракционированного щебня для дорожного строительства. На утилизационной ТЭЦ, использующей доменный газ новой печи, выработано около 1,13 млрд кВтч электроэнергии для нужд комбината.
Пуск комплекса доменной печи «Россиянка» и нового конвертера позволяет увеличить мощности НЛМК по производству стали в Липецке на 36%, до 12,4 млн тонн.
«Россиянка» – первая доменная печь, построенная в нашей стране за последние 25 лет, а также наиболее важный объект Программы технического перевооружения НЛМК. Общий объем инвестиций в проект составил более 43 млрд руб.
Проект реализован совместно с фирмой Paul Wurth (Люксембург). Строительство велось в течение трех лет с участием более 70 строительно-монтажных организаций. В доменной печи использованы передовые разработки российских и иностранных инженеров, что позволяет назвать проект строительства производственного комплекса одним из наиболее успешных примеров международного сотрудничества последних лет.
В сравнении с лучшими зарубежными аналогами «Россиянка» обеспечивает более высокие показатели по производительности труда, качеству конечной продукции при минимальном расходе топлива. Весь технологический процесс построен с использованием наилучших доступных природоохранных и ресурсосберегающих технологий – высокоэффективных систем аспирации и замкнутого водооборотного цикла. Доменный газ используется как сырье для производства электроэнергии на новой утилизационной теплоцентрали мощностью 150 МВт. Весь шлак перерабатывается в щебень для дорожного строительства.

Для тех, кто еще не видел

Для тех, кто не знает, зачем это нужно

Для тех кому интересно, как все было

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *