Hochofen. Aufbau und Betrieb eines Hochofens. Hochofenprofildiagramm

Ein Hochofen ist eine Struktur, in der die Produktion von Produkten wie Gusseisen, Schlacke, Hochofengas und Staub erfolgt. Als wesentlicher Erfolg der Hochofenproduktion gilt, dass sich zur richtigen Zeit die Elektrifizierung, Mechanisierung und Automatisierung zu entwickeln begann, die diesen Tätigkeitsbereich maßgeblich beeinflusste. Mit anderen Worten: Dies trug zur Verbesserung und Schaffung eines neuen Gesamtsystems aus Mechanismen, elektrischen Antrieben und elektrischer Automatisierung im oberen Ladesystem sowie im kontinuierlichen Förderprozess der Chargenzuführung bei.

Was ist Hochofenproduktion?

Die Struktur eines Hochofens besteht aus Geräten, mit denen Gas aus den Unterbunkerräumen gereinigt wird, die für die hydraulische Reinigung benötigt werden. Darüber hinaus verfügt das Unternehmen über Gießmaschinen und Produkte zur Verarbeitung von Schlacke.

Wenn Reparaturen an Hochofenkomponenten erforderlich sind, wird zur Reparatur ausschließlich feuerfestes Material verwendet:

• Heizlüfter;
• Luftkanal;
• Dachrinnen;
• Gusseisenpfannen.

Um das Schmelzen zu intensivieren, kann ein Autogen-Hochgeschwindigkeitsbrenner oder ein Plasmabrenner verwendet werden. Darüber hinaus gibt es in den Hochöfen eine automatisierte Installation, die es ermöglicht, Waagenwagen fernzusteuern und eine Hydrodustierung des Unterbunkerraums durchzuführen, der die Pfannen und Rutschen abdeckt, durch die das Metall fließt.

Bei der Hochofenproduktion werden Erdgas, befeuchteter Wind mit konstanter Luftfeuchtigkeit und mit Sauerstoff angereicherter Wind eingesetzt.

Der breiteste Teil eines Hochofens

Der Aufbau eines Hochofens besteht aus vielen Elementen und Räumen, die oben beschrieben wurden.

Diese beinhalten:

• Räumlichkeiten unter dem Bunker;
• Eimer;
• Karren;
• Wege usw.

In einem Hochofen gibt es den breitesten Teil, der als Dampf bezeichnet wird, der die stärkste Stelle in der Struktur darstellt, und der obere Teil wird als Oberseite bezeichnet. Die Struktur der Schmiede verfügt außerdem über einen Boden, der als Sims bezeichnet wird und für dessen Verlegung zunächst ein massives Stahlbetonfundament vorbereitet werden muss. Sein Zweck besteht darin, einen Prozess wie die Ansammlung von Gusseisen und Schlacke durchzuführen. Sobald sie angesammelt sind, werden sie über spezielle Rutschen durch den Hohlraum des Hahnlochs in Eimer geleitet.

Hochofenstruktur

Zu den Hauptbestandteilen eines Hochofens gehören Deckel, Schacht, Dampfkammer, Schultern und Herd.

Weitere Details zu jedem von ihnen:

1. Der obere Teil, oder anders ausgedrückt, der obere Teil des Ofens, der mit Gasauslässen zur Entnahme von Gichtgas ausgestattet ist, wo der Beschickungsvorgang mithilfe von Beschickungseinheiten durchgeführt wird.
2. Unter der Oberseite befindet sich ein Schacht in Form eines Kegelstumpfes, der sich zum unteren Teil hin ausdehnt, wodurch die Aufnahme von Rohstoffen aus dem Hohlraum der Oberseite vereinfacht wird, und der Schacht selbst ist für die Aufbereitung von Rohstoffen aus bestimmt Erzoxid und zur Reduktion von Eisen.
3. Raspar, der bereits erwähnt wurde.
4. Schultern, die wie ein Kegelstumpf aussehen und sich nach oben erweitern, sollen den Schlackenbildungsprozess abschließen und eine kleine Menge Flussmittel und festen Brennstoff darin belassen.
5. Der Ofen, in dem der zugeführte Brennstoff verbrannt wird, wird auch benötigt, um Gusseisen und Schlacke anzusammeln, die zunächst in flüssiger Form vorliegen.

Damit Brennstoff verbrannt werden kann, ist Luft erforderlich, deren Temperatur die höchste ist, die bei einer bestimmten Produktion erreicht werden kann. Das Versorgungsschema ist sehr einfach, da es von der Straße durch Lufteinlässe entnommen wird und dann über einen Ringluftkanal aufgrund einer Düse in den Lufterhitzer gelangt.

Hochofendiagramm

Im Folgenden wird das Funktionsprinzip eines Hochofens beschrieben. Sie können sich jedoch auch über die Hilfsgeräte und -mechanismen informieren, mit denen eine qualitativ hochwertige Gusseisenverhüttung gewährleistet werden kann. Um eine ordnungsgemäße Brennstoffversorgung zu gewährleisten, werden spezielle Geräte verwendet, mit denen die Rohstoffe fehlerfrei in den Ofenraum eingebracht werden. Ein Hochofen erfordert eine ständige Wartung, um sicherzustellen, dass Schlacke und Roheisen fehlerfrei produziert werden und dadurch Produktion und Kosten nicht beeinträchtigt werden. Zu diesem Zweck gibt es einen speziellen Gießereihof, auf dem ein Brückenkran installiert ist.

Zur Erwärmung der Luft im Ofen werden spezielle Lufterhitzer eingesetzt, die jeweils regelmäßig überprüft und auf Mängel diagnostiziert werden.

Darüber hinaus gibt es ein spezielles System, das die in den Ofen eintretende heiße Luft befeuchtet. Dies ist für den Produktionsprozess erforderlich. Die Anlage ist außerdem mit speziellen Blasmaschinen ausgestattet, mit denen Sie die für die Verbrennung des Brennstoffs erforderliche Luft komprimieren können. Der Druck im Halsraum eines modernen Ofens kann 25 MPa erreichen. Es gibt Anlagen wie Gasreinigungsanlagen, die der Reinigung von Hochofengas dienen.

Die Hochofenproduktion gilt schon seit ihrer Gründung in Russland und weltweit als gefragt, da noch immer Walzprodukte aus Metall verwendet werden, mit denen der Bau verschiedener Bauwerke erfolgt.

Brennstoff für Hochofen

Ein Ofen zur Herstellung von Gusseisen wird mit Rohstoffen wie Koks betrieben, der in speziellen Koksöfen anfällt, in denen Gusseisen geschmolzen wird. Koks wird aus spezieller Kokskohle hergestellt. In einem großen Hüttenwerk wird Koks in der Regel in speziellen kokschemischen Werkstätten hergestellt, in denen durchschnittlich 50-70 Öfen oder Verkokungskammern vorhanden sind. Alle sind in einer Kammer zusammengefasst.

Der gesamte Prozess ist vollständig automatisiert und sein Kern besteht darin, dass eine Zusammensetzung aus zerkleinerter Koks- und Nichtkokskohle in den Kammerhohlraum geladen und ohne Luftzugang auf 1000 °C erhitzt wird.

Die Kammer wird von außen beheizt. Damit die Temperatur im Ofenraum auf einem Niveau von 1000 °C gehalten wird, muss im Raum zwischen den Kammern eine Temperatur von 1400 °C aufrechterhalten werden. Die Koksofenbatterie wird durch Gas erhitzt, dem erhitztes Gas beigemischt wird Luft. Beim Verkoken sowie beim Erhitzen der Kohle auf eine Temperatur von 100 °C beginnt die langsame Verdunstung der Feuchtigkeit. Wenn die Kohle dann auf 350 °C erhitzt wird, wird sie getrocknet und der Teer entfernt.

Wenn die Temperatur auf 450 °C ansteigt, beginnen die Partikel in der Kokskohle zu erweichen, und die durch dieses Verfahren erhaltenen Partikel beginnen, die nicht verkokenden Teile der Kohle zu umhüllen, wodurch eine zusammenhängende Masse und anschließend eine einzige Legierung entsteht. Um die richtige und qualitativ hochwertige Zusammensetzung zu erhalten, ist die vollständige Einhaltung aller Schritte erforderlich. Wenn die Hitze der Masse 480–650 °C erreicht, beginnt die Masse organische gasförmige Produkte der Trockendestillation von Kohle freizusetzen.

Sobald das freigesetzte Gas eine feste Kohlemasse aufbläht, beginnt es diese allmählich zu verlassen, woraufhin schwammige Kohle und eine große Anzahl kleiner Poren und Risse zurückbleiben, bei denen es sich um Halbkoks handelt. Wenn die Temperatur 650–1000 °C erreicht, entsteht Koks mit einer silbrigen und hellgrauen Farbe.

Bei richtiger Nutzung der Produktion erhält man aus 1 Tonne Kohle bis zu 750 Koks, außerdem 300 m 3 Koksofengas und knapp 35 kg Steinkohlenteer. Darunter 12 kg Benzol und 3 kg Ammoniak. Kohle ist eine hervorragende Wärmequelle, die in Privathäusern zum Heizen genutzt wird.

Wie funktioniert ein Hochofen?

Woraus ein Hochofen besteht, ist ziemlich klar, aber man muss genau verstehen, wie er funktioniert.

Arbeitstechnik:

1. Der Ofen ist so konstruiert, dass die Ladung durch eine Füllvorrichtung, die im Aussehen einem kleinen Kegel ähnelt und sich oben befindet, in den Hohlraum der Schüssel gelangt.
2. Danach bewegt sich die Ressource von der Schüssel in den Hohlraum des großen Kegels und dann wird die Ladung zum Ofen geschickt. Durch dieses System gelangt das Gas aus dem Hochofen nicht in die Atmosphäre rund um die Anlage.
3. Sobald der kleine Kegel und sein Trichter geladen sind, müssen Sie die Struktur um einen Winkel von 60 Grad drehen, um die Rohstoffe aufzunehmen, was erforderlich ist, um die Ladung möglichst gleichmäßig zu verteilen.
4. Als nächstes wird der metallurgische Ofen in Betrieb genommen und der Schacht durchläuft den Prozess des Schmelzens und Absenkens, wodurch Platz für einen neuen Teil der Ressource geschaffen wird.
5. Dabei ist besonders darauf zu achten, dass das Nutzvolumen ständig gefüllt ist.
6. In modernen Hochöfen kann das nutzbare Volumen 2.000 bis 50.000 m2 betragen, und die Höhe erreicht etwa 35 m, was viel mehr als der Durchmesser ist.

Der Entwurf eines solchen Plans wurde aus einem bestimmten Grund durchdacht, da das Funktionsprinzip eine ständige Bewegung von Material und Gas zueinander erfordert, wodurch eine kompetente Produktion ohne Mängel durchgeführt wird. Das Design des Herdes und der Flanke besteht aus Ziegelblöcken, die Aluminiumoxid enthalten. Es können auch Kohlenstoffblöcke verwendet werden, die sich in Stahlgehäusen befinden und durch Wasser gekühlt werden, das über ein Leitungssystem von einem speziell für den Hochofen hergestellten Kühlschrank zugeführt wird. Ein solches Arbeitsprofil ist nicht Minecraft, hier ist Vorsicht geboten. Ob Sie einen großen Backofen oder einen Minibackofen verwenden, bleibt Ihnen überlassen. Aber der Erfinder hat alles bis ins kleinste Detail durchdacht, man muss sicherstellen, dass die Düse in gutem Zustand ist. (1 Stimme)

Roheisen wird in Hochöfen, also Schachtöfen, geschmolzen. Der Kern des Prozesses zur Herstellung von Gusseisen in Hochöfen besteht in der Reduktion der im Erz enthaltenen Eisenoxide mit gasförmigen (CO, H2) und festen (C) Reduktionsmitteln, die bei der Verbrennung des Brennstoffs im Ofen entstehen.

Der Hochofenschmelzprozess ist kontinuierlich. Ausgangsmaterialien (Sinter, Pellets, Koks) werden von oben in den Ofen eingefüllt und im unteren Teil werden erhitzte Luft und gasförmiger, flüssiger oder pulverisierter Brennstoff zugeführt. Gase, die bei der Kraftstoffverbrennung entstehen, strömen durch die Ladungssäule und geben ihr ihre Wärmeenergie ab. Die absteigende Ladung wird erhitzt, reduziert und dann geschmolzen. Der größte Teil des Kokses wird in der unteren Hälfte des Ofens verbrannt, die als Wärmequelle dient, und ein Teil des Kokses wird für die Reduktion und Aufkohlung des Eisens aufgewendet.

Ein Hochofen ist eine leistungsstarke und hochproduktive Einheit, die große Mengen an Materialien verbraucht. Ein moderner Hochofen verbraucht etwa 20.000 Tonnen Beschickung pro Tag und produziert täglich etwa 12.000 Tonnen Roheisen.

Um die kontinuierliche Zufuhr und Abgabe solch großer Materialmengen sicherzustellen, ist es erforderlich, dass die Ofenkonstruktion einfach und über einen langen Zeitraum zuverlässig im Betrieb ist. Die Außenseite des Hochofens ist von einem Metallgehäuse umgeben, das aus 25–40 mm dicken Stahlblechen geschweißt ist. Auf der Innenseite des Gehäuses befindet sich eine feuerfeste Auskleidung, die im unteren Teil des Ofens durch spezielle Kühlschränke gekühlt wird – Metallkästen, in denen Wasser zirkuliert. Aufgrund der Tatsache, dass zum Kühlen des Ofens eine große Menge Wasser benötigt wird, verwenden einige Öfen die Verdunstungskühlung, deren Kern darin besteht, dass den Kühlschränken ein Vielfaches weniger Wasser zugeführt wird als bei der üblichen Methode. Das Wasser erhitzt sich bis zum Sieden und verdunstet schnell, wobei es große Mengen Wärme aufnimmt.

Der Innenumriss des vertikalen Abschnitts eines Hochofens wird als Ofenprofil bezeichnet. Der Arbeitsraum des Ofens umfasst:

• Feuerstelle;
• meins;
• Dampf;
• Schultern;
• Horn

Koloschnik

Dabei handelt es sich um den oberen Teil des Hochofens, durch den die Beschickungsmaterialien beschickt und Hochofen- bzw. Gichtgas abgeführt werden. Der Hauptbestandteil der Hochofenanlage ist die Füllvorrichtung. Die meisten Hochöfen verfügen über Doppelkegel-Beschickungseinrichtungen. In der Normalstellung sind beide Konen geschlossen und isolieren den Ofeninnenraum zuverlässig von der Atmosphäre. Nach dem Laden der Ladung in den Aufnahmetrichter wird der kleine Kegel abgesenkt und die Ladung fällt auf den großen Kegel. Der kleine Kegel schließt sich. Nachdem die vorgegebene Chargenmenge auf dem großen Kegel gesammelt wurde, wird der große Kegel bei geschlossenem kleinen Kegel abgesenkt und die Charge in den Ofen gegossen. Danach schließt sich der große Kegel. Dadurch wird der Arbeitsraum des Hochofens dauerhaft abgedichtet.

Die Beschickung des Ofenhalses erfolgt in der Regel von einer Seite. Dadurch entsteht im Trichter ein Gefälle eines kleinen Kegels. Der Langzeitbetrieb eines Hochofens mit einem ungleichmäßigen Füllstand ist nicht akzeptabel. Um dieses Phänomen zu beseitigen, werden der Aufnahmetrichter und der kleine Kegel in Rotation versetzt. Nach dem Laden der Ladung wird der Trichter zusammen mit dem Kegel um ein Vielfaches von 60° gedreht, wodurch nach dem Entladen mehrerer Ladungen die Unebenheiten vollständig beseitigt werden. 0

Moderne Öfen können komplexer aufgebaute Beschickungseinrichtungen einbauen. Anstelle eines großen Kegels ist eine rotierende Rutsche eingebaut, deren Winkel eingestellt werden kann. Dieses Design ermöglicht es Ihnen, die Position der Materialzufuhr entsprechend dem Durchmesser der Oberseite zu ändern.

Während des Hochofenschmelzprozesses entsteht eine große Menge Gas, das aus dem oberen Teil des Ofens abgeführt wird. Diese Art von Gas wird Topgas genannt. Das Gas enthält brennbare Bestandteile CO und H2 und wird daher als gasförmiger Brennstoff in der metallurgischen Produktion verwendet. Darüber hinaus fängt das Gas beim Durchgang durch die Ladesäule kleine Partikel eisenhaltiger Materialien ein und bildet den sogenannten Flugstaub. Der Staub wird in speziellen Gasreinigern gesammelt und als Zusatz zur Charge bei der Agglomeration oder Pelletproduktion verwendet.

Meins

Der Schacht macht den größten Teil der Gesamthöhe und des Gesamtvolumens des Ofens aus. Das sich nach unten erweiternde Kegelstumpfprofil des Schachtes sorgt für eine gleichmäßige Absenkung und Auflockerung des Einsatzstoffes. Die große Höhe des Schachts ermöglicht die thermische und chemische Verarbeitung von Materialien durch aufsteigende heiße Gase.

Raspar

Dies ist der mittlere zylindrische Teil des Ofenarbeitsraums mit dem größten Durchmesser. Das Dämpfen führt zu einer zusätzlichen Vergrößerung des Ofenvolumens und eliminiert mögliche Verzögerungen bei den Beschickungsmaterialien.

Schultern

Dies ist ein Teil des Ofenprofils, der sich unterhalb der Dampfkammer befindet und ein Kegelstumpf ist, dessen breite Basis zur Dampfkammer zeigt. Die umgekehrte Verjüngung der Schultern entspricht einer Volumenabnahme der geschmolzenen Materialien bei der Bildung von Gusseisen und Schlacke.

Horn

Dies ist der untere zylindrische Teil des Ofens, in dem Hochtemperaturprozesse im Hochofen durchgeführt werden. Im Ofen wird Koks verbrannt und Hochofengas gebildet, es kommt zu Wechselwirkungen zwischen flüssigen Phasen, zur Ansammlung flüssiger Schmelzprodukte (Roheisen und Schlacke) und zu deren periodischer Freisetzung aus dem Ofen. Die Schmiede besteht aus einem oberen oder Blasformteil und einem unteren oder Metallbehälter. Die Unterseite des Metallempfängers wird aufgerufen flockig.

Am Boden des Herdes befinden sich Abstichlöcher aus Gusseisen und Schlacke, also Löcher zum Ablassen von Gusseisen und Schlacke. Nach der Freisetzung des Gusseisens wird das Abstichloch mit einer speziellen feuerfesten Masse mithilfe einer sogenannten Pistole, einem Zylinder mit Kolben, verschlossen. Vor dem Öffnen des gusseisernen Abstichlochs wird die Pistole mit feuerfester Abstichlochmasse gefüllt. Nach Abschluss der Gusseisenproduktion wird die Pistole an das Stichloch herangeführt und mit Hilfe eines Kolbenmechanismus wird die Stichlochmasse aus der Pistole gepresst und füllt den Stichlochkanal. Um ein Gusseisen-Hahnloch zu öffnen, wird eine spezielle Bohrmaschine verwendet, die ein Loch in die Hahnlochmasse bohrt, durch das das Gusseisen freigesetzt wird.

Schlackenstichlöcher befinden sich in einer Höhe von 1500 - 2000 mm über dem Niveau des Gusseisenstichlochs und werden mit einem Schlackenstopfen, einem Stahlstab mit Spitze, verschlossen. Das aus dem Hochofen austretende Gusseisen und die Schlacke werden über Rutschen in Gusseisen- und Schlackenpfannen geleitet. Schlacke entsteht derzeit überwiegend zusammen mit Gusseisen und wird durch eine spezielle Vorrichtung am Ofenschacht vom Gusseisen getrennt.

Die aus dem Hochofen durch das Abstichloch aus Gusseisen fließende Schlacke wird vom Gusseisen auf der Ofenrutsche durch ein Trennblech und einen Durchgang, die als hydraulische Dichtung dienen, getrennt. Das hochdichte Gusseisen gelangt in den Spalt unter der Trennplatte, während die leichtere Schlacke in einen Seitenschacht ausgetragen wird.

Wenn Gusseisen an andere Unternehmen geliefert werden muss, wird es auf einer speziellen Gießmaschine in Barren (Barren) mit einem Gewicht von 30–40 kg gegossen.

Im oberen Teil des Herdes sind in einem Abstand von 2700 - 3500 mm von der Achse des gusseisernen Abstichlochs entlang des Umfangs des Herdes in gleichen Abständen Luftdüsen installiert, durch die der auf 1100 - 1300 °C erhitzte Wind strömt in den Ofen eingespeist wird, sowie Erdgas und andere Brennstoffzusätze (Heizöl, Kohlenstaubbrennstoff). Jeder Hochofen wird von einem eigenen Gebläse mit Wind versorgt. Bei Lufterhitzern vom regenerativen Typ erfolgt die Blaserwärmung, wenn unter dem Einfluss der Wärme des verbrannten Gases zunächst die Düse des Lufterhitzers aus feuerfesten Steinen erhitzt und dann Luft durchströmt wird, die ihr Wärme entzieht die Düse. Während der Heizperiode der Düse werden der Brennkammer Gas und Luft zur Verbrennung zugeführt. Die durch die Düse strömenden Verbrennungsprodukte erhitzen diese und gelangen in den Schornstein. Während der Winderhitzungsperiode tritt kalte Luft in die beheizte Düse ein, wird erhitzt und dann in den Hochofen geleitet. Sobald die Düse so weit abgekühlt ist, dass die Luft nicht mehr auf die eingestellte Temperatur erhitzt werden kann, wird sie zum nächsten Lufterhitzer weitergeleitet und der abgekühlte auf Heizen gestellt. Die Heizdüse kühlt schneller ab als sie sich erwärmt. Daher besteht der Block der Hochofen-Lufterhitzer aus 3–4 Geräten, von denen eines die Luft erwärmt und der Rest beheizt wird. Das Profil eines Hochofens wird durch die Durchmesser, Höhen und Neigungswinkel der einzelnen Elemente charakterisiert. Die Abmessungen einiger Öfen sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Tabelle 1 – Ofenabmessungen

Abmessungen, mm	Nutzvolumen des Ofens, m3
	2000	3000	5000
Durchmesser:
Schmiede	9750	11700	14900
raspara	10900	12900	16300
Feuerstelle	7300	8200	11200
Höhe:
voll	32350	34650	36900
nützlich	29200	32200	32200
Schmiede	3600	3900	4500
Minen	18200	20100	19500

Die Abmessungen jedes Teils des Ofens müssen miteinander verknüpft sein und in einem bestimmten Verhältnis zu den Größen anderer Teile des Ofens stehen. Das Ofenprofil muss rational sein, was die wichtigsten Bedingungen für den Hochofenprozess gewährleistet:

• sanftes und stabiles Absenken der Ladungsmaterialien;
• günstige Verteilung des entgegenkommenden Gasstroms;
• günstige Entwicklung von Verwertungsprozessen und der Bildung von Gusseisen und Schlacke.

Die Hauptgrößen, die die Abmessungen des Arbeitsraums charakterisieren, sind das Nutzvolumen des Ofens und die Nutzhöhe. Dazu gehören die Höhe und das Volumen der mit Materialien und Schmelzprodukten gefüllten Räume. Bei der Bestimmung dieser Parameter wird als oberes Niveau die Markierung der Unterkante des großen Kegels der Füllvorrichtung in abgesenkter Position und als unteres Niveau die Ebene der Achse des Gusseisen-Abstichlochs zugrunde gelegt.

Aktualisiert:

2016-08-18

Der Hochofen ist eine unverzichtbare Ausrüstung in metallurgischen Prozessen. Solche Öfen gab es schon vor langer Zeit und sie ermöglichten das Schmelzen von Eisenerzrohstoffen und deren Umwandlung in verschiedene Haushaltsgegenstände, Militärwaffen usw. Wie sieht ein Hochofen heute aus und was ist diese Einheit? Darüber in unserem Material.

Foto eines Hochofens

Der Hochofen hat eine lange Geschichte. Solche Einheiten tauchten erstmals im 14. Jahrhundert in Europa auf.

Nur wenige Jahrhunderte später, im 16. Jahrhundert, erreichten Hochöfen russisches Territorium.

In Öfen wird der Prozess des Schmelzens von Gusseisen kontinuierlich durchgeführt. Oben in den Ofen werden Rohstoffe zum Schmelzen eingefüllt, unten sind Systeme zur Brennstoff- und Sauerstoffzufuhr vorgesehen. Beim Erhitzen schmilzt Eisenerz.

Bei hoher Leistung zeichnen sich die Öfen durch ein relativ einfaches Design und eine hervorragende Zuverlässigkeit aus. Nur unter solchen Bedingungen können Sie mit dem Betrieb der Geräte das gewünschte Ergebnis erzielen.

Doch wie funktioniert ein moderner Hochofen?

• Das Design ist ein beeindruckend großes Gerät, dessen Höhe 30 Meter oder mehr erreichen kann;
• Der Durchmesser des Geräts ist etwa dreimal kleiner;
• Die Wände des Ofens bestehen aus Schamotte oder es werden andere Materialien mit hervorragenden feuerbeständigen Eigenschaften verwendet;
• Der untere Teil der Feuerstelle und der Sockel bestehen aus Kohlenstoffblöcken, die eine hohe Feuerbeständigkeit aufweisen. Um sicherzustellen, dass die Brandschutzeigenschaften immer auf einem hohen Niveau sind, werden Metallkühlschränke bereitgestellt, durch die Wasser zirkuliert;
• Äußerlich ist das Gerät von einem 40 Millimeter dicken Stahlgehäuse umgeben;
• Aufgrund des High-Tech-Ansatzes und der Möglichkeiten moderner Technik erreichen Hochöfen eine Masse von mehreren Zehntausend Tonnen;
• Das enorme Gewicht von rund 30.000 Tonnen erfordert ein entsprechendes Fundament;
• Das Fundament besteht aus einer 4 Meter dicken Betonplatte, auf der eine Säule und ein monolithischer Zylinder befestigt sind. Für ihre Herstellung wird spezieller hitzebeständiger Beton verwendet;
• Auf dem Fundament ist ein Hochofenofen montiert;
• Der zum Schmelzen von Rohstoffen bestimmte Ofen hat ein beeindruckendes Volumen, da mit zunehmender Größe die Effizienz der Ausrüstung steigt;
• Die größten Hochofenmodelle haben ein Nutzvolumen von etwa 3.000 Kubikmetern;
• Oben in der Schmiede sind spezielle Blasdüsen angebracht, die für die Luftzufuhr erforderlich sind. Es sind nicht mehr als 36 Einheiten installiert;
• Ein Hochofen benötigt zum Betrieb eine große Menge Luft. Um den Bedarf des Ofens zu decken, werden Turbogebläse eingesetzt;
• Für die Erwärmung der Luft ist der Lufterhitzer zuständig, der ein notwendiges Konstruktionselement darstellt;
• Moderne Öfen können 10 Jahre lang ohne Unterbrechung betrieben werden. Beim Verladen von Rohstoffen erhält der Hersteller am Ausgang Gusseisen;
• Die Beladung der Rohstoffe erfolgt mit Galoschen – das sind spezielle, kalibrierte Portionen, die ein Hochofen perfekt verarbeiten kann;
• Ein Hochofen kann etwa 5.000 Tonnen Gusseisen pro Tag produzieren;
• Verlade- und Vorbereitungsprozesse werden mechanisiert;
• Um eine qualitativ hochwertige Verhüttung von Gusseisen zu erreichen, sieht die Konstruktion des Hochofens bestimmte Hilfsmechanismen zum Laden und Heben der verwendeten Rohstoffe vor.

Merkmale der Arbeit

Wir haben uns mit dem Aufbau und einigen Merkmalen eines Hochofens vertraut gemacht. Nun ist es notwendig, die technologischen Prozesse zu verstehen, die in dieser Industrieanlage ablaufen.

1. Ausgangsstoffe sind Erzstoffe. Dabei kann es sich um jede Art von Eisenerz oder Erz handeln, das Mangan enthält.
2. Ein Hochofen ist eine Vorrichtung zur Herstellung von Gusseisen und dessen Verhüttung aus den entsprechenden Rohstoffen.
3. Beim Beschicken des Ofens ist es wichtig, bestimmte Proportionen einzuhalten. Eine im Verhältnis richtig ausgewählte Mischung wird als Mischung bezeichnet. Seine Zusammensetzung umfasst Erz, Flussmittel und Koks.
4. Der Hauptschritt im Eisenherstellungsprozess ist die Reduktion von Eisen. Durch Dämpfen gewonnenes Eisen, bei dem sich Kohlenstoff auflöst, im Hochofen entsteht Gusseisen.
5. An den höchsten Temperaturpunkten des Hochofens beginnt das Gusseisen zu schmelzen.
6. Aufgrund des durchdachten Betriebsschemas des Hochofens erfolgt der Verbrennungsprozess kontinuierlich. Die Verbrennung wird durch richtig zugeführte Luftanteile unterstützt.
7. Die Luft wird auf die durch die Schmelzprozesstechnologien erforderlichen Temperaturen vorgewärmt. Bei Zufuhr kalter Luft heizte sich der Ofen nicht auf, sondern kühlte ab. Dies würde zu einem langsameren Schmelzprozess der Produkte führen.
8. Ein spezielles Rohr sorgt für die Entfernung von Verbrennungsprodukten.
9. Am Auslass produzieren Hochöfen Gusseisen in flüssiger Form, das durch spezielle Löcher im unteren Teil der Struktur nach außen abgegeben wird.
10. Eine große Pfanne fängt das geschmolzene Roheisen auf und transportiert es zur Weiterverarbeitung in die Werkstätten.
11. Die Verarbeitung von flüssigem Eisen zu Stahl ist kein zwingender Schritt des technologischen Prozesses. Es hängt alles davon ab, auf welche Aufgaben sich der metallurgische Betrieb mit Hochöfen konzentriert.
12. Reste recycelter Materialien landen nicht auf der Deponie. Sie verlassen den Ofen über entsprechende Vorrichtungen. Man nennt sie Schlackenstichlöcher. Dieser Abfall wird für die weitere Produktion von Baustoffen verwendet.

Merkmale der Wartung und Reparatur

Da Hochöfen im Dauerbetrieb betrieben werden, muss das Thema Wartung mit besonderer Sorgfalt angegangen werden.

• Der Zweck der Wartung besteht darin, vorzeitigem Verschleiß vorzubeugen. Dabei müssen sich die für die Wartung Verantwortlichen unbedingt auf das technische Datenblatt des Herstellers ihrer Öfen verlassen;
• Liegen für einen bestimmten Hochofen in der Produktion spezielle Betriebsvorschriften vor, werden alle Wartungsarbeiten streng auf deren Grundlage durchgeführt;
• In Ermangelung einer Liste von Regeln sollte man sich auf andere Richtlinienmaterialien verlassen;
• Bei auftretenden Störungen werden regelmäßig Reparaturarbeiten durchgeführt. Gleichzeitig darf der Prozess der Gusseisenproduktion im Hochofen nicht zum Stillstand kommen;
• Ausgenommen sind größere Reparaturen, bei Bedarf wird der Hochofen stillgelegt.

Es gibt drei Arten von größeren Renovierungen.

1. Erstklassige Reparatur. In diesem Fall ist es notwendig, alle Rohstoffe aus dem Ofen zu entfernen und eine Sichtprüfung der an den technologischen Prozessen beteiligten Geräte durchzuführen.
2. Reparaturen zweiter Klasse. Ermöglicht den Austausch von Elementen, die bei der Konstruktion eines Hochofens eine untergeordnete Rolle spielen.
3. Reparatur der dritten Klasse. Dabei handelt es sich um einen vollständigen Austausch der Einheiten, die zum Laden von Rohstoffen und zur Abgabe von Ausgangsstoffen erforderlich sind.

Nicht selten kommt es zur Stilllegung von Hochöfen, um Reparaturarbeiten durchzuführen und die Anlagen weiter zu modernisieren. Auf diese Weise reduziert der Hersteller die Häufigkeit von Geräteausfällen und verliert weniger Geld.

Hochöfen sind einzigartige Geräte, die durch ihre Größe und Leistungsfähigkeit verblüffen.

Der Zweck eines Hochofens besteht darin, Ferrolegierungen und Gusseisen zu schmelzen. Zur Herstellung dieser Materialien werden Eisenerz-Rohstoffe verwendet. Die Entstehungsgeschichte des Namens solcher Geräte reicht bis ins 14. Jahrhundert zurück. Der Begriff „Domain“ leitet sich vom Wort „blowing“ ab. Die ersten Öfen erschienen in Europa und gelangten nach dem 16. Jahrhundert nach Russland.

Der Aufbau eines Hochofens ist wie folgt: Der Ofen steht auf einem Fundament und ein Stahlgehäuse bedeckt die Außenseite. Das Fundament ist ziemlich hoch; sein oberflächlicher, hitzebeständiger Teil wird Stumpf genannt. Das Gehäuse hat normalerweise eine Dicke von 4 bis 6 cm, im Inneren befinden sich entlang der Wände feuerbeständige Produkte. Auf dem Fundament befindet sich ein First, der dem hydrostatischen Druck der geschmolzenen Masse und hohen Temperaturen ausgesetzt ist. Die im Inneren des Gehäuses befindlichen Brassenstapel umgeben spezielle Kühlschränke. Sie werden durch gusseiserne Platten mit Spulen dargestellt, durch die Wasser zirkuliert.

In der Eisenmetallurgie unverzichtbare Ausrüstung

Die Herstellung von Hochöfen gehört zu den schwierigen Aufgaben im Bereich der Metallurgie. Aber gleichzeitig ist dieses Design mehr als ein Jahrhundert alt. Mit der Entwicklung des wissenschaftlichen und technologischen Fortschritts änderte sich das Design des Ofens leicht, es wurden Elemente und Teile hinzugefügt, die es ermöglichten, den Produktionsprozess erheblich zu beschleunigen. Darüber hinaus wurden viele schwer zu steuernde Modi in modernen Öfen automatisiert.

Der Hochofenbetrieb ist ein wichtiger Bestandteil der modernen Eisen- und Stahlindustrie. In der modernen Produktion kommen ausschließlich Geräte mit hoher Produktivität zum Einsatz. Darüber hinaus sind moderne Hochöfen mit Automatisierungssystemen ausgestattet. Die Aufgabe der Automatisierung besteht darin, die Hauptmerkmale von Schmelzvorgängen zu regulieren, zu steuern und aufzuzeichnen. Ein moderner Ofen kann den Füllstand der Ladung, die Erzzufuhr, die Windtemperatur und den Gasdruck steuern.

Die Produktivität solcher Öfen wächst sozusagen mit der Zeit. Verbesserungen am Schmelzsystem ermöglichen eine mehrfache Steigerung der Anlagenproduktivität.

Ein Diagramm eines Hochofens vermittelt eine visuelle Vorstellung davon, wie er funktioniert. Hier können Sie beobachten, wie sich das Design von Geräten in Bereichen mit hohen Temperaturbedingungen verändert. Anhand des Diagramms können Sie außerdem erkennen, wo und in welcher Höhe die Bestandteile der Rohstoffe eingefüllt werden.

Die Prozesse in einem Hochofen laufen in einer streng festgelegten Reihenfolge ab. Der Ofen selbst hat eine vertikale Form, vergleichbar mit dem Schachttyp. Die Höhe kann leicht variieren, überschreitet jedoch nicht 35 m. Der Durchmesser der Struktur ist normalerweise 2,5- bis 3-mal kleiner. Der Prozess läuft in einer bestimmten Reihenfolge ab. Zunächst wird Eisen wiederhergestellt. Dann werden andere Elemente wiederhergestellt – Phosphor, Schwefel und andere. Die entstehende Schlacke, die ihre Bestandteile bereits deutlich verändert hat, fließt nach unten und sammelt sich im Herdbereich an. Die chemische Zusammensetzung der Schlacke bestimmt die Zusammensetzung von Gusseisen.

Funktionsprinzip des Geräts

Das Funktionsprinzip eines Hochofens drückt sich in mehreren physikalischen und chemischen Vorgängen aus. Das Vorhandensein dieser Vorgänge wird durch den Temperaturbereich des Ofens selbst und die Materialbeladung bestimmt. Generell lassen sich folgende Prozesse unterscheiden:

• der Zersetzungsprozess von Kalkstein, der zur Bildung von Kohlensäureanhydrid und Kalziumoxid führt;
• Wiederherstellung von Eisen und anderen Elementen;
• Aufkohlung von Eisen;
• Metallverhüttung;
• die Bildung und das Schmelzen von Schlacke;
• Kraftstoffverbrennung und andere.

Ein Hochofen-Lufterhitzer ist ein Gerät, in dem Luft vorgewärmt wird. Diese Luft wird dann in den Ofen geleitet. Frühe Geräte zum Schmelzen von Gusseisen verfügten nicht über ein Element wie einen Lufterhitzer. Durch die Entwicklung des Gerätes konnten die Kraftstoffkosten deutlich gesenkt werden.

Charge im modernen Sinne ist eine Mischung aus Koks, Eisenerzsinter und gefluxten Rohstoffen. Vor dem Schmelzvorgang wird die Charge einer speziellen Vorbereitung unterzogen. Zuerst wird es zerkleinert und dann gesiebt. Nach dem Sieben werden große Stücke zur erneuten Zerkleinerung geschickt.

Das Ergebnis des Verbrennungsprozesses ist eine Temperaturerhöhung. Der höchste Temperaturpunkt kann über 2000 Grad Celsius erreichen. Die Prozesse laufen unter dem Druck heißer Gase ab. Beim Aufsteigen kühlen diese Gase in der Nähe des Kokoshnik auf 300-400 Grad ab.

Zweck von Öfen

Die Roheisenerzeugung im Hochofen ist ein wichtiger Zweig der Eisen- und Stahlindustrie. Diese Arbeit erfordert nicht nur den Einsatz spezieller Ausrüstung, sondern auch die sorgfältige Einhaltung bestimmter Technologien. Das Schmelzen erfolgt in einem Hochofen aus Abfallgestein und Erzmaterial. Bei der Erzsubstanz kann es sich um Rot-, Braun-, Spat-, magnetisches Eisenerz oder Manganerz handeln.

Die Eisenreduktion ist einer der Hauptschritte der Gusseisenproduktion. Durch diesen Vorgang wird das Eisen hart. Anschließend wird es in Dampf getaucht, was die Auflösung des Kohlenstoffs im Eisen fördert. So entsteht Gusseisen. Im heißen Teil des Ofens beginnt das Gusseisen selbst zu schmelzen und fließt langsam in den unteren Teil.

Das Funktionsprinzip eines Hochofens hängt von der Art dieses sperrigen Geräts ab. Es gibt Koksöfen und Holzkohleöfen. Erstere arbeiten mit Koks, letztere mit Holzkohle. Der Schachtofen ist für den Dauerbetrieb ausgelegt. Die Form dieses Geräts besteht aus zwei gefalteten Kegeln mit breiten Seiten an der Basis. Zwischen diesen Kegeln befindet sich ein Teil des Ofens, der eine zylindrische Form hat – Dampf.

Ein industrieller Hochofen, Schmelzofen genannt, dient dazu, das verarbeitete Material von einem Zustand in einen anderen zu überführen. Somit geht der feste Zustand unter dem Einfluss einer Temperatur über dem Schmelzpunkt allmählich in einen flüssigen Zustand über. Das in einen flüssigen Zustand gebrachte Material kann sowohl in hängender Position als auch in einem Kristallisator, Tiegel, einer Bergwerksschmiede oder einem Bad auf einem Herd vorliegen. In industriellen Hochöfen werden Metalle aus Erzen hergestellt. In ihnen finden die Prozesse des Schmelzens von Nichteisenmetallen und Stahl, des Glasschmelzens und anderer Prozesse statt.

Die Reparatur von Hochöfen kann auf verschiedene Arten durchgeführt werden. Großreparaturen werden bei Bedarf oder im Zusammenhang mit geplanten Großreparaturen durchgeführt. Während dieser Zeit wird der kontinuierliche Arbeitsprozess unterbrochen. Größere Reparaturen werden in drei Arten von Kategorien unterteilt. In der ersten Reparaturkategorie müssen flüssige Schmelzprodukte vollständig aus dem Ofen befreit werden und eine gründliche Inspektion aller Geräte durchgeführt werden. Die zweite Kategorie bezeichnet eine durchschnittliche Reparatur mit dem Austausch einiger Elemente. Die dritte Reparaturkategorie umfasst den Austausch der Füllvorrichtungen und die Anpassung des Hochofenschutzes.

10. Herstellung von flüssigem Gusseisen
11. Sammlung von Abgasen

Hochofen, Hochofen- ein großer metallurgischer, vertikal angeordneter Schachtschmelzofen zum Schmelzen von Gusseisen und Ferrolegierungen aus Eisenerzrohstoffen. Das wichtigste Merkmal des Hochofenprozesses ist seine Kontinuität während der gesamten Ofenkampagne (vom Bau des Ofens bis zu seiner Überholung) und der Gegenstrom aufsteigender Düsengase mit einer Materialsäule, die kontinuierlich absteigt und sich von oben mit neuen Portionen aufbaut der Anklage.

Die ersten Hochöfen entstanden in Europa Mitte des 14. Jahrhunderts in Russland – rund um die Stadt.

Etymologie

Das Wort „Hochofen“ leitet sich vom altslawischen „dmenie“ – Explosion ab. In anderen Sprachen: Englisch. Hochofen- Blasofen, Deutsch. Hochofen- hoher Herd, fr. Haut Fourneau- hoher Herd.

Es ist zu bedenken, dass es einen grundlegenden Unterschied in der Bedeutung der Wörter „Hochofen“ und „Hochofen“ gibt: Im Hochofen erhielten sie (in Form von Stücken oder Krits) Stücke reduzierten Roheisens (von das Wort „rohes“, also ungeheiztes Hocheisen, und im Hochofen flüssiges Gusseisen.

Beschreibung und Prozesse

Ein Hochofen ist eine kontinuierlich arbeitende Schachtanlage. Die Beschickung erfolgt von oben über eine Standard-Beschickungsvorrichtung, die gleichzeitig als Gasdichtung des Hochofens dient. Reichhaltiges Eisenerz (gegenwärtig gibt es nur in Australien und Brasilien Reserven an reichem Eisenerz), Sinter oder Pellets werden in einem Hochofen gewonnen. Manchmal werden Briketts als Erzrohstoff verwendet.

Der Hochofen besteht aus fünf Strukturelementen: dem oberen zylindrischen Teil – der Oberseite, die für die Beschickung und effiziente Verteilung der Ladung im Ofen notwendig ist; der sich in der Höhe größte konische Teil - der Schacht, in dem die Prozesse des Erhitzens von Materialien und des Reduzierens von Eisen aus Oxiden stattfinden; der breiteste zylindrische Teil ist der Raspat, in dem die Prozesse des Erweichens und Schmelzens von reduziertem Eisen stattfinden; der sich verjüngende konische Teil – die Schultern, wo ein reduzierendes Gas – Kohlenmonoxid – entsteht; ein zylindrischer Teil – ein Herd, der dazu dient, flüssige Produkte des Hochofenprozesses – Gusseisen und Schlacke – anzusammeln.

Im oberen Teil des Herdes befinden sich Blasdüsen – Öffnungen zur Zufuhr von auf hohe Temperatur erhitzter Blasluft – mit Sauerstoff und Kohlenwasserstoff-Brennstoff angereicherter Druckluft.

Auf der Düsenebene entsteht eine Temperatur von etwa 2000 °C. Mit zunehmender Höhe nimmt die Temperatur ab und erreicht an der Spitze 270 °C. Dadurch werden im Ofen in unterschiedlichen Höhen unterschiedliche Temperaturen eingestellt, wodurch unterschiedliche chemische Prozesse des Übergangs von Erz in Metall ablaufen.

Quellen

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• Andronov V.N. Gewinnung von Eisenmetallen aus natürlichen und technogenen Rohstoffen. Domain-Prozess. - Donezk: Nord-Press, 2009.-377 S. - ISBN 978-966-380-329-6.
• G.N. Elansky, B.V. Linchevsky, A.A. Kalmenew Grundlagen der Metallerzeugung und -verarbeitung. Moskau 2005

Wikimedia-Stiftung. 2010.

Sehen Sie, was „Hochofen“ in anderen Wörterbüchern ist:

HOCHOFEN, zylindrischer Schmelzofen. Es wird zum Schmelzen von Metallerzen, hauptsächlich Eisen und Kupfer, verwendet. Das Erz wird mit Koks und Flussmittel vermischt (bei der Stahlverhüttung handelt es sich um Kalkstein). Am Boden des Ofens ist eine Warmwasserleitung angeschlossen... ... Wissenschaftliches und technisches Enzyklopädisches Wörterbuch

- (Hochofen) ein Schachtofen zum Schmelzen von Gusseisen. Die Ausgangsstoffe (Charge) Eisenerzsinter, Pellets, Koks, Flussmittel werden oben zugeführt. Erhitzte Luft, flüssiger, gasförmiger oder pulverisierter Brennstoff werden von unten (durch Düsen) eingeführt. Im Hochofen... ... Großes enzyklopädisches Wörterbuch

HOCHOFEN- (Hochofen) ein Schachtofen zum Schmelzen von Gusseisen aus Eisenerz... Große Polytechnische Enzyklopädie

Hochofen- — DE Hochofen Ein hoher, zylindrischer Schmelzofen zum Reduzieren von Eisenerz zu Roheisen; Der Luftstoß, der durch feste Brennstoffe geblasen wird, erhöht die Verbrennungsgeschwindigkeit. (Quelle: MGH)… … Leitfaden für technische Übersetzer