Furnal. Proiectarea și funcționarea unui furnal Diagrama profilului furnalului

Un furnal este o structură prin care se realizează producția de produse precum fontă, zgură, gaze de furnal și praf. Principalul succes al producției de furnal este acela că, la momentul potrivit, au început să se dezvolte electrificarea, mecanizarea și automatizarea, ceea ce a influențat semnificativ acest domeniu de activitate. Cu alte cuvinte, acest lucru a contribuit la îmbunătățirea și crearea unui nou sistem complet de mecanisme, acționări electrice și automatizări electrice în sistemul de încărcare superior, precum și în procesul de transport continuu de alimentare cu sarcină.

Ce este producția de furnal

Structura unui furnal este alcătuită din echipamente prin care gazele sunt purificate din încăperile de sub buncăr, care sunt necesare pentru curățarea hidraulică. De asemenea, are mașini de turnare și produse responsabile cu prelucrarea zgurii.

Dacă sunt necesare reparații la componentele furnalului, pentru reparații se utilizează numai material refractar:

Încălzitor de aer;
Conductă de aer;
Jgheaburi;
Oale din fontă.

Pentru a intensifica topirea, se poate folosi o pistoletă de mare viteză cu oxi-combustibil sau o pistoletă cu plasmă. În plus, în interiorul furnalelor există o instalație automatizată, datorită căreia este posibilă controlul de la distanță a mașinilor cântare, precum și efectuarea hidroprafurii încăperii de sub buncăr, acoperind oalele și jgheaburile prin care curge metalul.

În producția furnalelor, se utilizează gaz natural, suflu umidificat cu umiditate constantă și suflu care este îmbogățit cu oxigen.

Cea mai largă parte a unui furnal

Proiectarea unui furnal constă din multe elemente și încăperi, care sunt descrise mai sus.

Acestea includ:

Spații sub buncăr;
Găleți;
Cărucioare;
Cărări etc.

Există cea mai largă parte într-un furnal și se numește abur, care este locul cel mai puternic din structură, iar partea superioară se numește vârf. Structura forjei are și un fund, care se numește pervaz, pentru a cărui așezare este inițial necesară pregătirea unei fundații masive din beton armat. Scopul său este de a efectua un astfel de proces precum acumularea de fontă și zgură. De îndată ce sunt acumulate, ele sunt trimise prin jgheaburi speciale prin cavitatea orificiului de robinet și în găleți.

Design furnal

Componentele principale ale unui furnal includ partea superioară, arborele, camera de abur, umerii și vatra.

Mai multe detalii despre fiecare dintre ele:

Partea superioară, sau cu alte cuvinte, partea superioară a cuptorului, care este echipată cu orificii de evacuare a gazelor concepute pentru a elimina gazul superior, unde procesul de încărcare se realizează folosind unități de încărcare.
Un arbore situat sub partea superioară, sub formă de trunchi de con, care se extinde spre partea inferioară, simplificând astfel procesul de primire a materiilor prime din cavitatea vârfului, iar arborele în sine este destinat pregătirii materiilor prime din oxid de minereu și pentru reducerea fierului.
Raspar, despre care a fost menționat mai devreme.
Umeri care arată ca un trunchi de con, extinzându-se spre partea de sus, și au scopul de a finaliza procesul de formare a zgurii, precum și de a lăsa o cantitate mică de flux și combustibil solid în ea.
Cuptorul, în care este ars combustibilul care intră, este necesar și pentru a acumula fontă și zgură, care inițial vin sub formă lichidă.

Pentru ca combustibilul să fie ars, este necesar aer, a cărui temperatură este cea mai ridicată care poate fi într-o anumită producție. Schema de alimentare este foarte simplă, deoarece este luată de pe stradă prin prize de aer, apoi intră în încălzitorul de aer printr-o conductă de aer inelară datorită unei tuiere.

Diagrama furnalului

Principiul de funcționare al unui furnal va fi descris mai jos, dar puteți citi despre dispozitivele și mecanismele auxiliare prin care poate fi asigurată topirea de înaltă calitate a fontei. Pentru a asigura o alimentare corespunzătoare cu combustibil, se utilizează echipamente speciale, prin care materiile prime sunt introduse în cavitatea cuptorului fără greșeli. Un furnal necesită întreținere constantă pentru a se asigura că zgura și fonta sunt produse fără defecte și, prin urmare, producția și costurile nu au de suferit. În acest scop există o curte specială de turnătorie pe care este instalată o macara rulantă.

Pentru a încălzi aerul din cuptor, se folosesc încălzitoare speciale de aer, fiecare dintre acestea fiind inspectată și diagnosticată în mod regulat pentru defecte.

În plus, există un sistem special care umidifică aerul cald care intră în cuptor. Acest lucru este necesar pentru procesul de producție. Instalația este echipată și cu mașini speciale de suflat care vă permit să comprimați aerul necesar arderii combustibilului. Presiunea din cavitatea gâtului într-un cuptor modern poate ajunge la 25 MPa. Există instalații precum purificatoarele de gaze care sunt folosite pentru purificarea gazului de furnal.

Producția de furnal a fost considerată la cerere chiar și acum de la începuturile sale în Rusia și în întreaga lume, deoarece încă se folosesc produse metalice laminate, prin care se realizează construcția diferitelor structuri.

Combustibil pentru furnal

Un cuptor pentru producerea fontei funcționează pe materii prime precum cocs, care apare în cuptoare speciale de cocs unde se topește fonta. Cocsul este produs din cărbune de cocsificare special. De regulă, la o fabrică metalurgică mare, cocsul este produs în ateliere speciale de cocs-chimice, unde în medie există 50-70 de cuptoare sau camere de cocsificare. Toate sunt combinate într-o singură cameră.

Întregul proces este complet automatizat, iar esența lui constă în faptul că o compoziție de cărbune de cocsificare și necocsificare zdrobită este încărcată în cavitatea camerei și încălzită fără acces la aer la 1000 o C.

Camera este încălzită din exterior. Pentru ca temperatura din interiorul cavității cuptorului să fie menținută la un nivel de 1000 o C, în spațiul dintre camere trebuie menținută o temperatură de 1400 o C. Bateria cuptorului de cocs este încălzită cu gaz, care se amestecă cu încălzit. aer. În timpul cocsării, precum și atunci când cărbunele este încălzit la o temperatură de 100 o C, începe evaporarea lentă a umidității, iar apoi când cărbunele este încălzit la 350 o C, se usucă și se îndepărtează gudroanele.

Când temperatura crește la 450 o C, particulele din cărbunele cocsificabil încep să se înmoaie, iar particulele obținute prin această metodă încep să învelească părțile necocsificabile ale cărbunelui, care formează o masă continuă și, ulterior, un singur aliaj. Pentru a realiza o compoziție corectă și de înaltă calitate, este necesară respectarea deplină a tuturor etapelor. Când căldura masei ajunge la 480-650 o C, masa începe să elibereze produși organici gazoși din distilarea uscată a cărbunelui.

De îndată ce gazul eliberat umflă o masă solidă de cărbune, începe să o părăsească treptat, după care rămân cărbune spongios și un număr mare de pori mici și fisuri, care este semi-cocs. Când temperatura ajunge la 650-1000 o C, devine cocs cu o culoare argintie și gri deschis.

Dacă utilizați corect producția, obțineți până la 750 de cocs din 1 tonă de cărbune, precum și 300 m 3 de gaz de cocs și aproape 35 kg de gudron de cărbune. Inclusiv 12 kg de benzen și 3 kg de amoniac. Cărbunele este o sursă excelentă de căldură care este folosită în casele particulare pentru încălzire.

Cum funcționează un furnal?

În ce constă un furnal este destul de clar, dar trebuie să înțelegeți exact cum funcționează.

Tehnologia muncii:

Designul cuptorului este realizat în așa fel încât sarcina să intre în cavitatea vasului printr-un dispozitiv de umplere care seamănă cu un mic con, care este situat în partea de sus.
După aceasta, resursa se mută din vas în cavitatea conului mare, iar apoi sarcina este trimisă la cuptor. Datorită acestui sistem, gazul din furnal nu pătrunde în atmosfera din jurul uzinei.
De îndată ce conul mic și pâlnia acestuia sunt încărcate, pentru a primi materiile prime, trebuie să rotiți structura la un unghi de 60 de grade, ceea ce este necesar pentru a distribui sarcina cât mai uniform posibil.
Apoi, cuptorul metalurgic funcționează, iar axul trece prin procesul de topire și coborâre, ceea ce face loc pentru o nouă parte a resursei.
Este deosebit de important să vă asigurați că volumul util este umplut în mod constant.
În furnalele moderne, volumul util poate fi de 2000 - 50000 m2, iar înălțimea ajunge la aproximativ 35 m, ceea ce este mult mai mare decât diametrul.

Proiectarea unui astfel de plan a fost gândită dintr-un motiv, deoarece principiul de funcționare necesită mișcarea constantă a materialului și a gazului unul către celălalt, datorită căreia se realizează o producție competentă fără defecte. Designul vetrei și flancului este realizat din blocuri de cărămidă care conțin alumină. Se pot folosi și blocuri de carbon, amplasate în interiorul carcasei de oțel și răcite cu apă furnizată printr-un sistem de instalații sanitare dintr-un frigider realizat special pentru furnal. Acest tip de profil de lucru nu este Minecraft, trebuie să fii atent aici. Dacă utilizați un cuptor mare sau un cuptor mini, depinde de dvs. Dar cel care l-a inventat a gândit totul până la cel mai mic detaliu, trebuie să vă asigurați că tuyera este în stare bună de funcționare. (1 vot)

Fonta brută este topită în furnalele înalte, care sunt un cuptor cu arbore. Esența procesului de producere a fontei în furnalele este reducerea oxizilor de fier incluși în minereu cu agenți reducători gazoși (CO, H2) și solizi (C) formați în timpul arderii combustibilului în cuptor.

Procesul de topire în furnal este continuu. Materialele sursă (sinterizare, peleți, cocs) sunt încărcate în cuptor de sus, iar în partea inferioară sunt furnizate aer încălzit și combustibil gazos, lichid sau pulverizat. Gazele obținute din arderea combustibilului trec prin coloana de încărcare și îi conferă energia lor termică. Sarcina descendentă este încălzită, redusă și apoi topită. Cea mai mare parte a cocsului este ars în jumătatea inferioară a cuptorului, oferind o sursă de căldură, iar o parte din cocs este cheltuită pentru reducerea și cementarea fierului.

Un furnal este o unitate puternică și foarte productivă, care consumă o cantitate imensă de materiale. Un furnal modern consumă aproximativ 20.000 de tone de încărcătură pe zi și produce aproximativ 12.000 de tone de fontă în fiecare zi.

Pentru a asigura furnizarea și eliberarea continuă a unor cantități atât de mari de materiale, este necesar ca proiectarea cuptorului să fie simplu și fiabil în funcționare pe o perioadă lungă de timp. Exteriorul furnalului este închis într-o carcasă metalică sudată din tablă de oțel de 25-40 mm grosime. Pe interiorul carcasei există o căptușeală refractară, răcită în partea inferioară a cuptorului folosind frigidere speciale - cutii metalice în interiorul cărora circulă apa. Datorită faptului că este necesară o cantitate mare de apă pentru răcirea cuptorului, unele cuptoare folosesc răcirea evaporativă, a cărei esență este că frigiderele sunt furnizate de câteva ori mai puțină apă decât prin metoda obișnuită. Apa se încălzește până la fierbere și se evaporă rapid, absorbind o cantitate mare de căldură.

Conturul intern al secțiunii verticale a unui furnal se numește profilul cuptorului. Spațiul de lucru al cuptorului include:

groapă de foc;
A mea;
aburi;
umerii;
corn

Koloshnik

Aceasta este partea superioară a furnalului, prin care sunt încărcate materialele de încărcare și sunt îndepărtate furnalul sau gazul superior. Partea principală a dispozitivului furnalului este aparatul de umplere. Majoritatea furnalelor au dispozitive de încărcare cu dublu con. În poziția normală, ambele conuri sunt închise și izolează în mod fiabil interiorul cuptorului de atmosferă. După încărcarea încărcăturii în pâlnia de primire, conul mic este coborât și sarcina cade pe conul mare. Conul mic se închide. După ce cantitatea specificată de sarcină a fost colectată pe conul mare, conul mare este coborât cu conul mic închis și încărcătura este turnată în cuptor. După aceasta, conul mare se închide. Astfel, spațiul de lucru al furnalului este permanent etanșat.

Materialele de încărcare sunt de obicei alimentate în gâtul cuptorului dintr-o parte. Ca urmare, se formează o pantă în pâlnia unui con mic. Funcționarea pe termen lung a unui furnal cu un nivel de încărcare înclinat este inacceptabilă. Pentru a elimina acest fenomen, pâlnia de primire și conul mic sunt făcute în rotație. După încărcarea încărcăturii, pâlnia împreună cu conul este rotită printr-un unghi multiplu de 60, datorită căruia, după descărcarea mai multor furaje, denivelările sunt complet eliminate. 0

Cuptoarele moderne pot instala dispozitive de încărcare care au un design mai complex. În loc de un con mare, este instalată un jgheab rotativ, al cărui unghi poate fi reglat. Acest design vă permite să schimbați locația aprovizionării cu material în funcție de diametrul vârfului.

În timpul procesului de topire în furnal, se formează o cantitate mare de gaz, care este îndepărtat din partea superioară a cuptorului. Acest tip de gaz este numit top gaz. Gazul conține componente inflamabile CO și H2 și, prin urmare, este utilizat ca combustibil gazos în producția metalurgică. În plus, trecând prin coloana de încărcare, gazul captează particule mici de materiale care conțin fier, formând așa-numitul praf de ardere. Praful este colectat în purificatoare speciale de gaz și utilizat ca aditiv la încărcătură în timpul aglomerării sau producției de peleți.

A mea

Axul reprezintă cea mai mare parte a înălțimii și volumului total al cuptorului. Profilul arborelui, care este un trunchi de con care se extinde spre fund, asigură coborârea și slăbirea uniformă a materialelor de încărcare. Înălțimea semnificativă a arborelui permite prelucrarea termică și chimică a materialelor prin creșterea gazelor fierbinți.

Raspar

Aceasta este partea cilindrică mijlocie a spațiului de lucru al cuptorului, având cel mai mare diametru. Aburirea creează o oarecare creștere suplimentară a volumului cuptorului și elimină posibilele întârzieri ale materialelor de încărcare.

Umeri

Acesta face parte din profilul cuptorului situat sub camera de abur și este un trunchi de con cu baza sa largă îndreptată spre camera de abur. Conicitatea inversă a umerilor corespunde unei scăderi a volumului materialelor topite în timpul formării fontei și zgurii.

corn

Aceasta este partea cilindrică inferioară a cuptorului în care se efectuează procesele de furnal la temperatură înaltă. În cuptor se arde cocsul și se formează gazul de furnal, interacțiunea dintre fazele lichide, acumularea de produse lichide de topire (fontă și zgură) și eliberarea periodică a acestora din cuptor. Forja este formată dintr-o parte superioară sau tuyeră și un receptor inferior sau metalic. Partea inferioară a receptorului metalic se numește fulgioasa.

În partea de jos a vetrei sunt găuri de fontă și zgură, care sunt găuri pentru eliberarea fontei și zgurii. După ce fonta este eliberată, orificiul este închis cu o masă refractară specială folosind un așa-numit pistol, care este un cilindru cu piston. Înainte de deschiderea orificiului de robinet din fontă, pistolul este umplut cu masă refractară a orificiului de robinet. După încheierea producției de fontă, pistolul este adus în orificiul de robinet, iar cu ajutorul unui mecanism cu piston, masa orificiului de robinet este stoarsă din pistol și umple canalul orificiului de robinet. Pentru a deschide o gaură de robinet din fontă, se folosește o mașină de găurit specială, care forează o gaură în masa orificiului de robinet prin care este eliberată fonta.

Gurile de zgură sunt amplasate la o înălțime de 1500 - 2000 mm față de nivelul orificiului din fontă și sunt închise cu ajutorul unui dop de zgură, care este o tijă de oțel cu vârf. Fonta și zgura care părăsesc furnalul sunt direcționate prin jgheaburi în oale de fontă și zgură. În prezent, zgura este produsă în principal împreună cu fonta și este separată de fontă printr-un dispozitiv special pe jgheabul cuptorului.

Zgura care curge din furnal prin orificiul de robinet din fontă este separată de fontă pe jgheabul cuptorului folosind o placă de separare și trecere, care acționează ca o etanșare hidraulică. Fonta de înaltă densitate trece în golul de sub placa de separare, în timp ce zgura mai ușoară este descărcată într-un jgheab lateral.

Dacă este necesar să furnizați fontă altor întreprinderi, aceasta este turnată în lingouri (lingouri) cu o greutate de 30-40 kg pe o mașină specială de turnare.

În partea superioară a vetrei, la o distanță de 2700 - 3500 mm de axa orificiului de robinet din fontă de-a lungul circumferinței vetrei, sunt instalate la intervale egale tuburi de aer, prin care explozie încălzită la 1100 - 1300 °C este alimentat în cuptor, precum și cu gaz natural și alți aditivi pentru combustibili (păcură, combustibil pe bază de cărbune pulverizat). Fiecare furnal este prevăzut cu explozie de la propria suflantă. Încălzirea prin explozie se efectuează în încălzitoarele de aer de tip regenerativ, atunci când, sub influența căldurii gazului ars, duza încălzitorului de aer din cărămizi refractare este mai întâi încălzită, iar apoi aerul este trecut prin ea, luând căldură din duza. În timpul perioadei de încălzire a duzei, gazul și aerul sunt furnizate în camera de ardere pentru arderea acesteia. Produsele de ardere, care trec prin duză, o încălzesc și intră în coș. În timpul perioadei de încălzire, aerul rece intră în duza încălzită, este încălzit și apoi alimentat în furnal. De îndată ce duza s-a răcit atât de mult încât aerul nu poate fi încălzit la temperatura setată, acesta este transferat la următorul încălzitor de aer, iar cel răcit este pus pe încălzire. Duza de încălzire se răcește mai repede decât se încălzește. Prin urmare, blocul de încălzitoare de aer furnal este format din 3-4 dispozitive, dintre care unul încălzește aerul, iar restul sunt încălzite. Profilul unui furnal este caracterizat de diametrele, înălțimile și unghiurile de înclinare ale elementelor individuale. Dimensiunile unor cuptoare sunt prezentate în Tabelul 1.

Tabelul 1 - Dimensiunile cuptorului

Dimensiuni, mm	Volumul util al cuptorului, m3
Dimensiuni, mm	2000	3000	5000
Diametru:
forja	9750	11700	14900
raspara	10900	12900	16300
groapă de foc	7300	8200	11200
Înălţime:
deplin	32350	34650	36900
util	29200	32200	32200
forja	3600	3900	4500
minele	18200	20100	19500

Dimensiunile fiecărei părți a cuptorului trebuie să fie legate între ele și să fie în anumite proporții cu dimensiunile altor părți ale cuptorului. Profilul cuptorului trebuie să fie rațional, ceea ce asigură cele mai importante condiții pentru procesul de furnal:

coborârea lină și stabilă a materialelor de încărcare;
distribuția favorabilă a fluxului de gaz din sens invers;
desfăşurarea favorabilă a proceselor de valorificare şi formarea fontei şi zgurii.

Principalele cantități care caracterizează dimensiunile spațiului de lucru sunt volumul util al cuptorului și înălțimea utilă. Acestea includ înălțimea și volumul umplute cu materiale și produse de topire. La determinarea acestor parametri, nivelul superior este considerat marcajul marginii inferioare a conului mare al dispozitivului de umplere în poziția coborâtă, iar nivelul inferior este nivelul axei găurii de robinet din fontă.

Actualizat:

2016-08-18

Furnalul este un echipament indispensabil în procesele metalurgice. Astfel de cuptoare au apărut cu mult timp în urmă și au făcut posibilă topirea materiilor prime de minereu de fier, transformându-le în diverse articole de uz casnic, arme militare etc. Cum arată un furnal astăzi și ce este această unitate? Despre asta în materialul nostru.

Fotografie cu un furnal

Furnalul are o istorie lungă. Astfel de unități au apărut pentru prima dată în Europa în secolul al XIV-lea.

Doar câteva secole mai târziu, în secolul al XVI-lea, furnalele au ajuns pe teritoriul Rusiei.

În sobe, procesul de topire a fontei se realizează continuu. Materiile prime pentru topire sunt încărcate deasupra cuptorului, iar în partea de jos sunt prevăzute sisteme de alimentare cu combustibil și oxigen. Când este încălzit, minereul de fier se topește.

Cu performanțe ridicate, sobele se disting printr-un design destul de simplu și o fiabilitate excelentă. Numai în astfel de condiții puteți obține rezultatul dorit din funcționarea echipamentului.

Dar cum funcționează un furnal modern?

Designul este un dispozitiv de dimensiuni impresionante, a cărui înălțime poate ajunge la 30 de metri sau mai mult;
Diametrul dispozitivului este de aproximativ trei ori mai mic;
Pereții sobei sunt din argilă de foc sau se folosesc alte materiale cu caracteristici excelente de rezistență la foc;
Partea inferioară a vetrei și baza sunt realizate din blocuri de carbon, care au un grad ridicat de rezistență la foc. Pentru a ne asigura că caracteristicile rezistente la foc sunt întotdeauna la un nivel ridicat, sunt prevăzute frigidere metalice prin care circulă apa;
În exterior, echipamentul este închis într-o carcasă de oțel de 40 de milimetri grosime;
Datorită abordării high-tech și capacităților tehnologiei moderne, furnalele ating o masă de câteva zeci de mii de tone;
Greutatea uriașă de aproximativ 30 de mii de tone necesită o fundație adecvată;
Fundația este formată dintr-o placă de beton grosime de 4 metri cu o coloană și un cilindru monolit atașat de aceasta. Pentru fabricarea lor se folosește beton special rezistent la căldură;
Un cuptor furnal este montat deasupra fundației;
Cuptorul destinat topirii materiilor prime are un volum impresionant, deoarece cu creșterea dimensiunii eficiența echipamentului se îmbunătățește;
Cele mai mari modele de furnale au un volum util de aproximativ 3 mii de metri cubi;
În partea superioară a forjei sunt montate tuburi speciale necesare pentru alimentarea cu aer. Nu sunt mai mult de 36 de unități instalate;
Un furnal necesită o cantitate mare de aer pentru a funcționa. Pentru a satisface nevoile aragazului se folosesc turbosuflante;
Încălzitorul de aer, care este un element structural necesar, este responsabil pentru încălzirea aerului;
Cuptoarele moderne pot funcționa fără întrerupere timp de 10 ani. La încărcarea materiilor prime, producătorul primește fontă la ieșire;
Materiile prime sunt încărcate cu galoșuri - acestea sunt porțiuni speciale, calibrate, pe care un furnal le poate gestiona perfect;
Un furnal este capabil să producă aproximativ 5 mii de tone de fontă pe zi;
Procesele de incarcare si pregatire sunt mecanizate;
Pentru a obține o topire de înaltă calitate a fontei, proiectarea furnalului prevede anumite mecanisme auxiliare pentru încărcarea și ridicarea materiilor prime utilizate.

Caracteristicile muncii

Ne-am familiarizat cu designul și câteva caracteristici ale unui furnal. Acum este necesar să înțelegem procesele tehnologice care au loc în acest echipament industrial.

Materiile prime sunt substanțe minerale. Acesta poate fi orice tip de minereu de fier sau minereu care conține mangan.
Un furnal este un dispozitiv pentru producerea fontei și topirea acesteia din materii prime adecvate.
Când încărcați materiale în cuptor, este important să mențineți anumite proporții. Un amestec selectat corect în proporție se numește amestec. Compoziția sa include minereu, flux și cocs.
Etapa principală în procesul de producție a fierului este reducerea fierului. Fierul obținut prin abur, unde carbonul se dizolvă, furnalul produce fontă.
La cele mai înalte puncte de temperatură ale furnalului, fonta începe să se topească.
Datorită schemei de funcționare bine gândite a furnalului, procesul de ardere este continuu. Arderea este susținută de porțiuni de aer furnizate corespunzător.
Aerul este preîncălzit la temperaturile cerute oferite de tehnologiile procesului de topire. Când era furnizat aer rece, cuptorul nu se încălzea, ci se răcea. Acest lucru ar duce la un proces mai lent de topire a produselor.
O conductă specială asigură îndepărtarea produselor de ardere.
La ieșire, furnalele produc fontă sub formă lichidă, care este eliberată prin orificii speciale din partea inferioară a structurii.
O oală mare captează fonta topită și o transportă la ateliere pentru prelucrare ulterioară.
Prelucrarea fierului lichid în oțel nu este o etapă obligatorie a procesului tehnologic. Totul depinde de sarcinile pe care se concentrează întreprinderea metalurgică care utilizează furnalele înalte.
Resturile de materiale reciclate nu ajung la groapa de gunoi. Părăsesc cuptorul prin dispozitive adecvate. Se numesc gropi de zgură. Aceste deșeuri sunt utilizate pentru producția ulterioară de materiale de construcție.

Caracteristici de întreținere și reparații

Deoarece furnalele funcționează continuu, problema întreținerii lor trebuie abordată cu o atenție deosebită.

Scopul întreținerii este de a preveni uzura prematură. Pentru a face acest lucru, cei responsabili cu întreținerea trebuie să se bazeze strict pe fișa tehnică furnizată de producător pentru cuptoarele lor;
Dacă există reguli de operare specializate pentru un anumit furnal în producție, toate activitățile de întreținere se desfășoară strict pe baza acestora;
În absența unei liste de reguli, ar trebui să se bazeze pe alte materiale directive;
Activitățile de reparații periodice sunt efectuate pe măsură ce apar defecțiuni. În același timp, procesul de producere a fontei într-un furnal nu ar trebui să se oprească;
Excepție fac reparațiile majore, dacă este necesar, furnalul este oprit.

Există trei tipuri de renovări majore.

Reparație de primă clasă. În acest caz, este necesar să îndepărtați toate materiile prime din cuptor și să efectuați o inspecție vizuală a echipamentelor care participă la procesele tehnologice.
Reparatii clasa a doua. Asigură înlocuirea elementelor care au un rol secundar în proiectarea unui furnal.
Reparație clasa a treia. Implică o înlocuire completă a unităților care sunt necesare pentru încărcarea materiilor prime și distribuirea materiilor prime.

Nu este neobișnuit ca furnalele să fie oprite pentru a efectua lucrări de reparații și pentru a moderniza în continuare echipamentul. În acest fel, producătorul reduce frecvența timpilor de nefuncționare a echipamentelor, pierzând mai puțini bani.

Furnalele sunt dispozitive unice care uimesc prin dimensiunile și capacitățile lor.

Scopul unui furnal este de a efectua procesele de topire a feroaliajelor și a fontei. Materii prime de minereu de fier sunt folosite pentru a produce aceste materiale. Istoria originii numelui unui astfel de echipament datează din secolul al XIV-lea. Termenul „domeniu” provine din cuvântul suflare. Primele sobe au apărut în Europa, iar apoi, după secolul al XVI-lea, au venit în Rusia.

Proiectarea unui furnal este după cum urmează: cuptorul este instalat pe o fundație, iar o carcasă de oțel acoperă exteriorul. Fundația este destul de înaltă; suprafața sa, partea rezistentă la căldură se numește ciot. Carcasa are de obicei o grosime de 4 până la 6 cm; în interiorul ei, de-a lungul pereților, există produse rezistente la foc. Deasupra fundației se află o creastă, care este supusă presiunii hidrostatice a masei topite și temperaturilor ridicate. Stivele de dorada situate în interiorul carcasei înconjoară frigidere speciale. Sunt reprezentate de plăci de fontă cu colaci prin care circulă apa.

Echipamente indispensabile în metalurgia feroasă

Producerea furnalelor este una dintre sarcinile dificile din domeniul metalurgiei. Dar, în același timp, acest design datează de mai bine de un secol. Odată cu dezvoltarea progresului științific și tehnologic, designul cuptorului s-a schimbat ușor, au început să se adauge elemente și piese care au făcut posibilă accelerarea semnificativă a procesului de producție. În plus, multe moduri greu de controlat în cuptoarele moderne au fost automatizate.

Funcționarea furnalelor este o componentă importantă a industriei siderurgice moderne. În producția modernă se folosesc numai echipamente cu un nivel ridicat de productivitate. În plus, furnalele avansate sunt echipate cu sisteme de automatizare. Rolul automatizării este de a regla, controla și înregistra principalele caracteristici ale operațiunilor de topire. Un cuptor modern poate controla nivelul la care este turnată sarcina, alimentarea cu minereu, temperatura de explozie și presiunea gazului.

Productivitatea unor astfel de cuptoare crește, s-ar putea spune, în pas cu vremurile. Îmbunătățirile aduse sistemului de topire fac posibilă creșterea de mai multe ori a productivității echipamentelor.

O diagramă a unui furnal oferă o idee vizuală a modului în care funcționează. Aici puteți observa cum se modifică designul echipamentului în zonele cu condiții de temperatură ridicată. De asemenea, ținând cont de diagramă, puteți vedea unde sunt turnate componentele materiilor prime și la ce nivel.

Procesele într-un furnal au loc într-o ordine strict stabilită. Cuptorul în sine are o formă verticală, comparabilă cu tipul de arbore. Înălțimea poate varia ușor, dar nu depășește 35 m. Diametrul structurii este de obicei de 2,5 - 3 ori mai mic. Procesul decurge într-o anumită secvență. În primul rând, fierul este restaurat. Apoi sunt restaurate alte elemente - fosfor, sulf și altele. Zgura rezultată, care și-a schimbat deja semnificativ componentele, curge în jos și se acumulează în zona vetrei. Compoziția chimică a zgurii este cea care determină compoziția fontei.

Principiul de funcționare al echipamentului

Principiul de funcționare al unui furnal este exprimat în mai multe operații fizice și chimice. Prezența acestor operații este determinată de regiunea de temperatură a cuptorului în sine și de încărcătura de material. În general, se pot distinge următoarele procese:

procesul de descompunere a calcarului, ducând la formarea anhidridei carbonice și a oxidului de calciu;
restaurarea fierului și a altor elemente;
carburarea fierului;
topirea metalelor;
formarea și topirea zgurii;
arderea combustibilului și altele.

Un încălzitor de aer furnal este un dispozitiv în care aerul este preîncălzit. Acest aer este apoi introdus în cuptor. Echipamentele timpurii pentru topirea fontei nu aveau un astfel de element precum un încălzitor de aer. Dezvoltarea dispozitivului a făcut posibilă reducerea semnificativă a costurilor cu combustibilul.

Sarcina în sensul modern este un amestec de cocs, sinterizare a minereului de fier și materii prime fluxate. Înainte de procesul de topire, sarcina este supusă unei pregătiri speciale. Mai întâi se zdrobește, apoi se cerne. După cernere, bucățile mari sunt trimise pentru re-zdrobire.

Rezultatul procesului de ardere este o creștere a temperaturii. Cel mai înalt punct de temperatură poate ajunge la peste 2000 de grade Celsius. Procesele au loc sub presiunea gazelor fierbinți. Când cresc, aceste gaze se răcesc la 300-400 de grade lângă kokoshnik.

Scopul cuptoarelor

Producția de fontă în furnal este o ramură importantă a industriei siderurgice. Această muncă necesită nu numai necesitatea utilizării unor echipamente speciale, ci și aderarea atentă la anumite tehnologii. Topirea se realizează într-un furnal din roci sterile și minereuri. Substanța de minereu poate fi roșie, maro, spar, minereu de fier magnetic sau minereuri de mangan.

Reducerea fierului este una dintre principalele etape ale producției de fontă. Ca urmare a acestui proces, fierul devine dur. Apoi, este scufundat în abur, ceea ce favorizează dizolvarea carbonului în fier. Astfel, se formează fonta. În partea fierbinte a cuptorului, fonta în sine începe să se topească, curgând încet în partea inferioară.

Principiul de funcționare al unui furnal depinde de tipul acestui dispozitiv voluminos. Există cuptoare de cocs și cuptoare de cărbune. Primii lucrează la coca, cei din urmă, respectiv, pe cărbune. Cuptorul cu arbore este proiectat pentru funcționare continuă. Forma acestui echipament este de două conuri, pliate cu laturi largi la bază. Între aceste conuri se află o parte a cuptorului care are o formă cilindrică - abur.

Un furnal industrial, numit topitorie, este conceput pentru a transfera materialul prelucrat dintr-o stare în alta. Astfel, starea solidă treptat, sub influența unei temperaturi care depășește punctul de topire, se transformă în stare lichidă. Materialul adus în stare lichidă poate fi în poziție suspendată, precum și într-un cristalizator, creuzet, forj de mine sau baie pe vatră. Furnalele industriale sunt folosite pentru a produce metale din minereuri. În ele au loc procesele de topire a metalelor neferoase și a oțelului, topirea sticlei și altele.

Reparația furnalelor poate fi efectuată în mai multe moduri. Reparațiile majore sunt efectuate la nevoie sau în legătură cu reparațiile majore planificate. În această perioadă procesul continuu de lucru este suspendat. Reparațiile majore sunt împărțite în trei tipuri de categorii. În prima categorie de reparații, produsele lichide de topire trebuie să fie complet eliberate din cuptor și trebuie efectuată o inspecție amănunțită a tuturor echipamentelor. A doua categorie indică o reparație medie cu înlocuirea unor elemente. A treia categorie de reparații presupune schimbarea dispozitivelor de umplere și reglarea protecției furnalului.

10. Producția de fontă lichidă
11. Colectarea gazelor reziduale

Furnal, furnal- un cuptor de topire metalurgic mare, amplasat vertical, de tip arbore, pentru topirea fontei și feroaliajelor din materii prime minereu de fier. Cea mai importantă trăsătură a procesului furnalului este continuitatea acestuia pe toată durata campaniei furnalului (de la construcția cuptorului până la revizia lui) și contracurența gazelor de tuyeră în creștere cu o coloană de materiale care coboară și se formează continuu de sus cu porțiuni noi. a acuzației.

Primele furnale au apărut în Europa la mijlocul secolului al XIV-lea, în Rusia - în jurul orașului.

Etimologie

Cuvântul „furnal” este derivat din slavona veche „dmenie” - explozie. În alte limbi: engleză. furnal- cuptor cu suflată, germană. Hochofen- aragaz inalt, fr. haut fourneau- aragaz inalt.

Trebuie avut în vedere că există o diferență fundamentală în sensul cuvintelor „furnal” și „furnal”: în furnal au primit (sub formă de bucăți sau krit) bucăți de fier brut redus (din cuvântul „brut”, adică fier neîncălzit, iar în furnal - fontă lichidă.

Descriere și procese

Un furnal este un aparat de tip arbore care funcționează continuu. Încărcarea se încarcă de sus, printr-un dispozitiv de încărcare standard, care este și garnitura de gaz a furnalului. Minereu bogat de fier (în stadiul actual, rezervele de minereu bogat de fier rămân doar în Australia și Brazilia), sinterul sau pelete sunt recuperate într-un furnal. Uneori, brichetele sunt folosite ca materii prime pentru minereu.

Furnalul este format din cinci elemente structurale: partea superioară cilindrică - partea superioară, necesară pentru încărcarea și distribuirea eficientă a încărcăturii în cuptor; cea mai mare parte conică care se extinde în înălțime - axul, în care au loc procesele de încălzire a materialelor și de reducere a fierului din oxizi; partea cilindrică cea mai largă este rasparul, în care au loc procesele de înmuiere și topire a fierului redus; partea conică conică - umerii, unde se formează un gaz reducător - monoxid de carbon; o parte cilindrică - o vatră, care servește la acumularea de produse lichide ale procesului de furnal - fontă și zgură.

În partea superioară a vetrei se află tuyerele - deschideri pentru alimentarea cu explozie încălzită la o temperatură ridicată - aer comprimat îmbogățit cu oxigen și hidrocarburi.

La nivelul tuierei se dezvoltă o temperatură de aproximativ 2000 °C. Pe măsură ce vă deplasați în sus, temperatura scade, iar la vârf ajunge la 270 °C. Astfel, în cuptor se stabilesc temperaturi diferite la diferite înălțimi, datorită cărora au loc diferite procese chimice de tranziție a minereului în metal.

Surse

Dicționar metalurgic explicativ. Termeni de bază / Ed. V. I. Kumanina. - M.: Rus. lang., 1989. - 446 p. - ISBN 5-200-00797-6.
Efimenko G. G., Gimmelfarb A. A., Levchenko V. E. Metalurgia fontei. - Kiev: Şcoala Vyshcha, 1988. - 352 p.
Fersman A. E. Interesanta geochimie. - M.: Detgiz, 1954. - 486 p.
Ramm A.N. Proces modern de furnal. - Moscova.: Metalurgie, 1980. - 303 p.
Tovarovsky I.G. Topire în furnal. Ediția a II-a.- Dnepropetrovsk: „Praguri”, 2009. - 768 p.
Andronov V.N. Extracția metalelor feroase din materii prime naturale și tehnogene. Procesul de domeniu. - Donețk: Nord-Press, 2009.-377 p. - ISBN 978-966-380-329-6.
G.N. Elansky, B.V. Linchevsky, A.A. Kalmenev Fundamentele producției și prelucrării metalelor. Moscova 2005

Fundația Wikimedia. 2010.

Vedeți ce este „Furnalul” în alte dicționare:

GRUPTOR, cuptor de topire cilindric. Este folosit pentru topirea minereurilor metalice, în principal a fierului și a cuprului. Minereul este amestecat cu cocs și flux (în topirea oțelului este calcar). O conductă de apă caldă este conectată la fundul cuptorului... ... Dicționar enciclopedic științific și tehnic

- (furnal) un cuptor cu ax pentru topirea fontei. Materiile prime (încărcare) sinterizarea minereului de fier, pelete, cocs, fluxuri sunt alimentate în partea de sus. Aerul încălzit, combustibilul lichid, gazos sau pulverizat se introduce de jos (prin tuyere). Într-un furnal...... Dicţionar enciclopedic mare

FURNAL- (furnal) un cuptor cu ax pentru topirea fontei din minereu de fier... Marea Enciclopedie Politehnică

furnal- — EN înalt furnal Un cuptor de topire înalt, cilindric, pentru reducerea minereului de fier în fontă brută; suflarea de aer suflată prin combustibil solid mărește viteza de ardere. (Sursa: MGH)… … Ghidul tehnic al traducătorului