Конструкция доменной печи: Конструкция доменной печи и вспомогательных устройств :: Технология металлов

alexxlab | 14.03.1976 | 0 | Разное

Конструкция доменной печи и вспомогательных устройств :: Технология металлов

Современные доменные печи имеют большие размеры — общая высота их достигает 70 м,объем — 2700 м² и более, а производительность — более 5000 тчугуна в сутки.

Рис 1. Схема типовой доменной печи   (вертикальный разрез):

1 – малый конус, 2 – большой конус, 3 – газоотводные трубы 4 – флюс, 5- кокс, 6 – руда, 7 – кожух, 8 – капли чугуна 9-капли шлака, 10 — броня, 11 – шлаковая летка, 12 -желоб для выпуска шлака, 13 – лещадь, 14-желоб для выпуска чугуна, 15 – чугунная летка, 16 — жидкий шлак, 17 — фурмы, 18-кольцевой воздухопровод, 19 – опорное кольцо, 20 — огнеупорная кладка

Доменная печь представляет собой печь шахтного типа, состоящую из колошника I (рис 1.), шахты II , распара III, заплечиков IV и горна V.

В колошник — верхнюю цилиндрическую часть печи — при помощи засыпного аппарата загружают шихтовые материалы(кокс, агломерат  и частично  руду  с  флюсом), называемые шихтой; там же находится загрузочно-распределительное  устройство, обеспечивающее правильное  распределение  материалов шихты   в печи и предотвращающее  утечку  газов.    Это    устройство   бывает различной конструкции.  Наиболее распространенная конструкция засыпного аппарата состоит из малого конуса 1 (см. рис. 1) и большого конуса 2. Конусный метод загрузки обеспечивает такое распределение материалов в печи, при котором  более    крупные   куски шихты попадают к центру печи, а более мелкие располагаются ближе к стенкам. При этом получается наиболее полный охват газами всей шихты.  Обычно газы стремятся пройти у стенок печи, значительно меньшее количество их проходит  через  центр. Создавая более плотный слой материалов у стенок и менее плотный — в центре, добиваются равномерного прохождения газов по всему сечению печи, что способствует более полному восстановлению руды.

К колошнику прикреплены газоотводные трубы, через которые отводят колошниковый газ. Температура в колошнике — от 150 до 300

° С.

Шахта II  имеет форму усеченного конуса, расширяющегося книзу. Это самая большая часть печи. В шахте происходят высушивание руды, выделение химически связанной воды, растрескивание руды и начинается восстановление ее окислов. Температура в шахте на разной высоте от 350 до 1200° С.

Распар III  имеет цилиндрическую форму и является самой широкой частью доменной печи. В распаре начинаются шлакообразование и плавление металла. Температура в этой зоне около 1400° С и выше.

Заплечики IV имеют форму усеченного конуса, сужающегося книзу. В них происходит дальнейшее расплавление металла и шлака. Температура достигает 1600—1800—1900° С.

В верхней части   горна V расположены фурмы 17 — устройство для вдувания в печь горячего воздуха, обеспечивающего горение топлива. Фурмы расположены по окружности горна. У доменных печей их бывает шестнадцать и больше.

Воздух в фурмы попадает из кольцевого воздухопровода 18. В верхней части горна расположено отверстие для выпуска чугуна — чугунная летка 15. Выше чугунной летки устроена шлаковая летка 12 для выпуска шлака. Температура в горне достигает 1800° С. На дне горна, называемом лещадью (13), скапливаются жидкий чугун и шлак. чугун выпускают из печи периодически (6—8 раз в сутки). Вместе с чугуном из печи вытекает шлак, который называют нижним. Верхним называют шлак, который выпускают через шлаковые летки. Основанием печи является тяжелый железобетонный фундамент. Шахта укреплена на колоннах, связанных с фундаментом.

Вспомогательные устройства доменных печей должны быть надежны в работе для бесперебойного обслуживания печей в течение 5—7 лет. К их числу относятся: подъемные и загрузочные механизмы, литейные дворы и поддоменники, воздухонагреватели, воздуходувные машины и газоочистители.

Воздухонагреватели (рис. 2) предназначены для нагрева поступающего в доменную печь воздуха с целью ускорения процесса плавки путем получения в горне высокой температуры при меньшем расходе топлива.

Действие воздухонагревателя (см. рис. 2) следующее. Нагрев производится сжиганием доменного газа, поступающего в горелку 5, где газ смешивается с воздухом и сгорает.

Пламя поднимается по камере 1, проходит через каналы кирпичной насадки, раскаляет ее и выпускается через дымовую трубу 3.

После нагрева насадки ~до 1500° С через устройство 4 вводят наружный воздух. Проходя через насадку, он нагревается до 1000 – 1200° и поступает в доменную печь.

 

Рис. 2. Воздухонагреватель:1 — вертикальная камера, 2— насад, ка из огнеупорного кирпича, 3— дымовая труба, 4— устройство для нагнетания холодного воздуха, 5— газовая горелка, 6— выход нагретого воздуха

 

Источник:
Н.Н. Остапенко, Н.Н Крапивницкий “Технология металлов” М 1970

Устройство доменной печи | Металлургический портал MetalSpace.ru

Процесс доменной плавки является непрерывным. Сверху в печь загружают исходные материалы (агломерат, окатыши, кокс), а в нижнюю часть подают нагретый воздух и газообразное, жидкое или пылевидное топливо. Газы, полученные от сжигания топлива, проходят через столб шихты и отдают ей свою тепловую энергию. Опускающаяся шихта нагревается, восстанавливается, а затем плавится. Большая часть кокса сгорает в нижней половине печи, являясь источником тепла, а часть кокса расходуется на восстановление и науглероживание железа.

Доменная печь является мощным и высокопроизводительным агрегатом, в котором расходуется огромное количество материалов. Современная доменная печь расходует около 20000 тонн шихты в сутки и выдает ежесуточно около 12000 тонн чугуна.

Для обеспечения непрерывной подачи и выпуска такого большого количества материалов необходимо, чтобы конструкция печи была проста и надежна в работе в течение длительного времени. Доменная печь снаружи заключена в металлический кожух, сваренный из стальных листов толщиной 25 – 40 мм. С внутренней стороны кожуха находится огнеупорная футеровка, охлаждаемая в нижней части печи с помощью закладываемых специальных холодильников – металлических коробок, внутри которых циркулирует вода. В связи с тем, что для охлаждения печи требуется большое количество воды, на некоторых печах применяют испарительное охлаждение, сущность которого состоит в том, что в холодильники подают воды в несколько раз меньше, чем при обычном способе. Вода нагревается до кипения и интенсивно испаряется, поглощая при этом большое количество тепла.

Внутреннее очертание вертикального разреза доменной печи называют профилем печи. Рабочее пространство печи включает:

• колошник;
• шахту;
• распар;
• заплечики;
• горн.

Колошник

---

Это верхняя часть доменной печи, через которую осуществляется загрузка шихтовых материалов и отвод доменного или колошникового газа. Основной частью колошникового устройства является засыпной аппарат. На большинстве доменных печей установлены двухконусные загрузочные устройства. В обычном положении оба конуса закрыты и надежно изолируют внутреннее пространство печи от атмосферы. После загрузки шихты в приемную воронку малый конус опускается и шихта падает на большой конус. Малый конус закрывается. После того, как на большом конусе будет набрано заданное количество шихты, большой конус опускается при закрытом малом конусе и шихта высыпается в печь. После этого большой конус закрывается. Таким образом, рабочее пространство доменной печи постоянно герметизировано.

Шихтовые материалы обычно подаются на колошник печи с одной стороны. В результате, в воронке малого конуса образуется откос. Длительная Работа доменной печи с перекосом уровня шихты недопустима. Для устранения этого явления приемная воронка и малый конус сделаны вращающимися. После загрузки шихты воронка вместе с конусом поворачивается на угол кратный 60, благодаря чему после разгрузки нескольких подач неравномерность полностью устраняется. 0

На современных печах могут устанавливаться более сложные по конструкции засыпные аппараты. Вместо большого конуса устанавливается вращающийся желоб, угол наклона которого может регулироваться. Такая конструкция позволяет изменять место подачи материалов по диаметру колошника.

В процессе доменной плавки образуется большое количество газа, который отводится из колошниковой части печи. Такой газ называют колошниковым. Газ содержит горючие составляющие СO и Н2 и, поэтому, используется как газообразное топливо в металлургическом производстве. Кроме того, проходя через столб шихты, газ захватывает мелкие частицы железосодержащих материалов, образуя так называемую колошниковую пыль. Пыль улавливается в специальных газоочистителях и используется как добавка к шихте при агломерации или получении окатышей.

Шахта

---

На долю шахты приходится большая часть общей высоты и объема печи. Профиль шахты, представляющий собой усеченный конус, расширяющийся к низу, обеспечивает равномерное опускание и разрыхление шихтовых материалов. Значительная высота шахты позволяет осуществлять тепловую и химическую обработку материалов поднимающимися горячими газами.

Распар

---

Это средняя цилиндрическая часть рабочего пространства печи, имеющая самый большой диаметр. Распар создает некоторое дополнительное увеличение объема печи и устраняет возможные задержки шихтовых материалов.

Заплечики

---

Это часть профиля печи, расположенная ниже распара и представляющая собой усеченный конус, обращенный широким основанием к распару. Обратная конусность заплечиков соответствует уменьшению объема проплавляемых материалов при образовании чугуна и шлака.

Горн

---

Это нижняя цилиндрическая часть печи, где осуществляются высокотемпературные процессы доменной плавки. В горне происходит горение кокса и образование доменного газа, взаимодействие между жидкими фазами, накопление жидких продуктов плавки (чугуна и шлака) и периодический их выпуск из печи. Горн состоит из верхней или фурменной части и нижней или металлоприемника. Подину металлоприемника называют

лещадью.

В нижней части горна расположены чугунные и шлаковые летки, представляющие собой отверстия для выпуска чугуна и шлака. После выпуска чугуна летку закрывают специальной огнеупорной массой при помощи так называемой пушки, которая представляет собой цилиндр с поршнем. Перед открытием чугунной летки пушку заполняют леточной огнеупорной массой. После окончания выпуска чугуна пушку подводят к летке, и с помощью поршневого механизма леточная масса выдавливается из пушки и заполняет леточный канал. Для вскрытия чугунной летки служит специальная бурильная машина, которая рассверливает в леточной массе отверстие, по которому выпускают чугун.

Шлаковые летки располагаются на высоте 1500 – 2000 мм от уровня чугунной летки и закрываются с помощью шлакового стопора, представляющего собой стальной шток с наконечником. Выходящие из доменной печи чугун и шлак направляются по желобам в чугуновозные и шлаковозные ковши. В настоящее время шлак в основном выпускается вместе с чугуном и отделяется от чугуна специальным устройством на желобе печи.

Шлак, вытекающий из доменной печи через чугунную летку, отделяется от чугуна на желобе печи с помощью разделительной плиты и перевала, выпол-няющих роль гидравлического затвора. Чугун, имеющий высокую плотность, проходит в зазор под разделительной плитой, а более легкий шлак отводится в боковой желоб.

При необходимости поставки чугуна другим предприятиям его разливают в слитки (чушки) массой 30 – 40 кг на специальной разливочной машине.

В верхней части горна на расстоянии 2700 – 3500 мм от оси чугунной летки по окружности горна с равными промежутками устанавливаются воздушные фурмы, через которые подают в печь нагретое до 1100 – 1300 °С дутье, а также природный газ и другие топливные добавки (мазут, пылеугольное топливо). Каждая доменная печь обеспечивается дутьем от своей воздуходувки. Нагрев дутья осуществляется в воздухонагревателях регенеративного типа, когда под действием тепла сжигаемого газа вначале нагревается насадка воздухонагревателя из огнеупорного кирпича, а затем через нее пропускается воздух, забирающий тепло от насадки. В период нагрева насадки в камеру горения подается газ и воздух для его горения. Продукты сгорания, проходя через насадку, нагревают ее и уходят в дымоход. В период нагрева дутья холодный воздух поступает в нагретую насадку, нагревается, а затем подается в доменную печь. Как только насадка остыла настолько, что воздух не может быть нагрет до заданной температуры, его переводят на следующий воздухонагреватель, а остывший ставят на нагрев. Насадка воздухонагревателя охлаждается быстрее, чем нагревается. Поэтому блок воздухонагревателей доменной печи состоит из 3 – 4 аппаратов, из которых один нагревает воздух, а остальные разогреваются. Профиль доменной печи характеризуется диаметрами, высотами и углами наклона отдельных элементов. Размеры некоторых печей приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Размеры печей

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

Размеры каждой части печи должны быть увязаны между собой и находиться в определенных соотношениях с размерами других частей печи. Профиль печи должен быть рациональным, при котором обеспечиваются важнейшие условия доменного процесса:

• плавное и устойчивое опускание шихтовых материалов;
• выгодное распределение встречного газового потока;
• благоприятное развитие процессов восстановления и образование чугуна и шлака.

Основными величинами, характеризующими размеры рабочего пространства, являются полезный объем печи и полезная высота. Они включают высоту и объем, заполненные материалами и продуктами плавки. При определении этих параметров за верхний уровень берется отметка нижней кромки большого конуса засыпного устройства в опущенном положении, а нижнем уровнем является уровень оси чугунной летки.

ПОДЕЛИСЬ ИНТЕРЕСНОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ

Устройство и работа доменной печи

 

Назначение доменной печи – осуществление процессов выплавки ферросплавов и чугуна. Для производства этих материалов используется железорудное сырье. История происхождения названия такого оборудования уходит корнями в 14 век. Термин «доменная» возник от слова дутье. Первые печи появились в Европе, а затем, уже после 16 века, пришли в Россию.

Устройство доменной печи выглядит следующим образом: печь установлена на фундаменте, а снаружи ее покрывает стальной кожух. Фундамент достаточно высок, его поверхностная, жароустойчивая часть называется пнем. Кожух обычно имеет толщину от 4 до 6 см, внутри него, вдоль стенок, находятся огнеупорные изделия. На верхушке фундамента выложена лещадь, подвергающаяся гидростатическому давлению выплавляемой массы и воздействию высоких температур. Кладки лещади, находящиеся внутри кожуха, окружают специальные холодильники. Они представлены чугунными плитами со змеевиками, по которым осуществляется циркуляция воды.

 

Оборудование, незаменимое в черной металлургии

 

 

Работа доменной печи – важная составная современной черной металлургии. В современном производстве применяется только оборудование с высоким уровнем производительности. Кроме того, прогрессивные доменные печи оснащены системами автоматики. Роль автоматики заключается в том, чтобы регулировать, контролировать и регистрировать главные характеристики рабочих операций по выплавке. Современная печь может контролировать уровень, на который засыпана шихта, подачу руды, температуру дутья и давление газа.

Производительность таких печей растет, можно сказать, в ногу со временем. Усовершенствования системы выплавки позволяют увеличить производительность оборудования в несколько раз.

Схема доменной печи дает визуальное понятие принципа ее работы. Здесь можно пронаблюдать, как меняется конструкция оборудования в местах повышенного температурного режима. Также, с учетом схемы, можно увидеть, где засыпаются составляющие сырья и до какого уровня.

 

Процессы в доменной печи происходят в строго установленном порядке. Сама печь имеет вертикальную форму, сравнимую с шахтным типом. Высота может немного отличаться, но не превышает 35 м. Диаметр сооружения, как правило, в 2,5 – 3 раза меньше. Процесс протекает в определенной последовательности. Сначала происходит восстановление железа. Затем восстанавливаются другие элементы – фосфор, сера и прочие. Образующийся шлак, уже существенно поменявший свои составные, стекает вниз и накапливается в области горна. Именно химическим составом шлака определяется состав чугуна.

 

Принцип работы оборудования

 

 

• процесс разложения известняка, в результате которого образуется угольный ангидрид и окись кальция;
• восстановление железа и прочих элементов;
• науглероживание железа;
• металлоплавление;
• возникновение и плавление шлака;
• сгорание топлива и прочие.

Воздухонагреватель доменной печи – аппарат, в котором происходит предварительный нагрев воздуха. Затем этот воздух подается в печь. Раннее оборудование для выплавки чугуна не имело такого элемента, как воздухонагреватель. Разработка устройства позволила намного уменьшить затраты топлива.

 

Шихта в современном понимании – это смесь кокса, железорудного агломерата и офлюсованного сырья. Перед процессом плавки шихта проходит специальную подготовку. Сначала она дробится, затем просеивается. После просеивания крупные куски отправляются на повторное дробление.

Результатом процесса горения становится повышение температуры. Высшая температурная точка может достигать значения более 2000 градусов Цельсия. Процессы происходят под давлением горячих газов. При подъеме эти газы остывают до 300-400 градусов у кокошника.

 

Назначение печей

 

Восстановление железа – один из основных этапов производства чугуна. В результате этого процесса железо обретает твердость. Далее его опускают в распар, который способствует растворению углерода в железе. Таким образом, происходит образование чугуна. Именно в горячей части печи начинает плавиться сам чугун, медленно стекая в нижнюю часть.

 

 

 

Принцип работы доменной печи зависит от вида этого громоздкого приспособления. Существуют печи коксовые и древесноугольными. Первые работают на коксе, вторые, соответственно – на древесном угле. Шахтная печь рассчитана на непрерывный принцип действия. Форма данного оборудования представляет собой два конуса, сложенных широкими сторонами основаниями. Между этими конусами расположена часть печи, обладающая цилиндрической формой – распар.

 

Индустриальная доменная печь, называемая плавильной, предназначена для перевода обрабатываемого материала из одного состояния в другое. Так, твердое состояние постепенно, под воздействием температуры, превышающей температуру плавления, переходит в жидкое. Материал, доведенный до жидкого состояния может находиться во взвешенном положении, а также в кристаллизаторе, тигле, горне шахты или ванне на подине. Индустриальные доменные печи применяются в целях производства металлов из руд. Именно в них проходят еще процессы выплавки цветных металлов и стали, варки стекла и прочих.

Ремонт доменных печей можно проводить несколькими способами. Основные ремонтные работы производятся по мере необходимости или в связи с плановым капитальным ремонтом. Именно в этот период непрерывный процесс работы приостанавливается. Капитальный ремонт делится на три вида разрядов. По первому ремонтному разряду надлежит выпускать из горна жидкие продукты плавки полностью и проводить тщательный осмотр всего оборудования. Второй разряд обозначает средний ремонт с заменой некоторых элементов. Третья категория ремонта подразумевает смену засыпных устройств и поправку колошниковой защиты.

Устройство доменной печи: схема, принцип работы, видео

Доменная печь предназначена для выплавки чугуна.

Схема доменного процесса.

Суть этого процесса состоит в том, что в печи происходит восстановление оксидов железа, которые находятся в исходном материале – руде, продуктами сгорания топлива – водородом, оксидом углерода и твердым углеродом. Устройство доменной печи шахтного типа не отличается большой сложностью. Она состоит из нескольких деталей.

Конструкция печи

Верхняя часть доменной печи называется колошником. Он оборудован газоотводами, служащими для удаления колошникового газа. Сюда посредством специального засыпного аппарата загружается сырье.

Под колошником располагается шахта, имеющая вид усеченного конуса, расширяющегося книзу. Такая форма позволяет упростить процесс поступления в нее сырья из колошника. В шахте специальным образом подготавливается исходное сырье из окислов руды восстанавливается железо.

Самая широкая часть доменной печи носит название распар. Здесь плавится пустая порода флюса и руды, за счет чего из них получается шлак.

Следующая часть печи представляет собой усеченный конус, расширяющийся кверху. Называется она заплечики. В этом отделении конструкции заканчивается шлакообразование, оставляя в нем некоторое количество флюса и твердого топлива.

Горение поступившего сверху топлива происходит в горне. Он также служит для накопления чугуна и шлака, которые находятся в жидком состоянии.

Чтобы происходило сжигание топлива, необходим горячий воздух. Он поступает в печь от воздухонагревателей посредством кольцевого воздуховода, проходя через фурмы. Дно горна, носящее наименование лещадь, располагается на массивном фундаменте из железобетона. Здесь происходит накапливание шлака и чугуна. По окончании процесса плавки чугун и шлак выпускаются по специальным желобам через летки, предназначенные для этого, в ковши.

Вернуться к оглавлению

Принцип работы доменной печи

Схема доменной печи.

Конструкция доменной печи устроена таким образом, что шихта попадает в чашу через засыпное устройство, выполненного в виде небольшого конуса, расположенного вверху. Далее из чаши, попадая на большой конус при его опускании, шихта поступает в печь. Такая система не позволяет газу из доменной печи проникать в окружающую среду. После загрузки малый конус и воронка для приема сырья поворачиваются на угол, кратный 60 градусам. Это необходимо для того, чтобы шихта распределялась равномерно.

Металлургическая печь продолжает работать, шихта расплавляется и спускается дальше вниз, освобождая место для новых порций сырья. Полезный объем домны должен быть всегда полностью заполнен. Современная доменная печь может иметь полезный объем от 2000 до 50000 м³. Ее высота может достигать 35 м, что почти втрое больше ее диаметра. Такая конструкция придумана неслучайно: принцип работы доменной печи основан на движении материалов и газов навстречу друг другу, что позволяет увеличивать использование тепла до 85%.

Горн и лещадь выполняются из кирпича, имеющего в своем составе большое количество глинозема или из углеродистых блоков. Они расположены внутри стального кожуха и постоянно в процессе работы охлаждаются водой, поступающей по двум водопроводным системам из холодильников особой конструкции. Причем когда первая система работает, вторая в это время находится в резерве. Заплечики, шахта и распар изготавливаются из шамотного кирпича.

Колошник отделан плитами из стали, полости внутри которых полностью заполнены шамотом, а купол печи – плитами из чугуна.

Вернуться к оглавлению

Дополнительные элементы доменной печи

Устройство доменной печи схема.

В процессе работы требуются вспомогательные устройства и механизмы, обеспечивающие качественную плавку чугуна. Необходимыми являются устройства для подъема и загрузки исходного сырья в печь.

Доменная печь требует постоянного обслуживания, особенно при выпуске шлака и чугуна. Для этого приспособлены литейные дворы, которые оборудованы мостовыми кранами. Нагрев воздуха для работы печи, высокая температура плавки при меньшем количестве воздуха обеспечивают воздухонагреватели. К примеру, в печь, имеющую полезный объем 2000 м³, такое оборудование должно подавать в минуту 3800 м³ воздуха, температура которого составляет 1200 градусов. Пар, образующийся за счет поступления воздуха в воздухонагреватель, должен быть постоянно влажным. Значение этого показателя регулируется при помощи автоматической системы.

Сжатый воздух, который необходим для сжигания топлива, направляют в печь вихревые воздуходувки. Его давление на колошнике у современных печей достигает 25 МПа. Очистка колошникового газа происходит посредством газоочистителя.

Вернуться к оглавлению

В чем заключается доменный процесс

Устройство доменной печи:1. Горячее дутьё.2. Зона плавления (заплечики и горн).3. Зона восстановления FeO (распар).4. Зона восстановления Fe2O3 (шахта).5. Зона предварительного нагрева (колошник).6. Загрузка железорудных материалов, известняка и кокса.7. Доменный газ.8. Столб железорудных материалов, известняка и кокса.9. Выпуск шлака.10. Выпуск жидкого чугуна.11. Сбор отходящих газов.

Для успешной плавки чугуна в доменной печи должны всегда соблюдаться основные моменты. Во-первых, температура по всему объему печи и тепло должны обеспечивать протекание требуемых реакций в нужном месте и в определенное время. Это происходит за счет движения навстречу друг другу двух потоков. Газ от сгорания топлива поднимается снизу вверх, а шихта, нагревающаяся теплом газа, спускается сверху вниз. Во-вторых, шлак должен образовываться только тогда, как закончится восстановление железа и необходимых примесей из руды. Здесь важно правильно подобрать тугоплавкость шлака сорту чугуна. Это необходимо для того, чтобы шлак преждевременно не сплавил руду, что приведет впоследствии к изменению состава чугуна и может вызвать сбой в процессе плавки.

Началом данного процесса является горение топлива. При взаимодействии с кислородом, природный газ и углерод кокса сгорают, образуя значительное выделение тепла.

C + O₂ = CO₂ + Q; CH₄ + 2O₂ = CO₂ + 2H₂O + Q

Происходит взаимодействие продуктов сгорания с коксом в соответствии с реакциями:

CO₂ + C = 2CO – Q; H₂O + C = CO + H₂ – Q

В этой смеси окись углерода – главный восстановитель железа из оксидов железа. Чтобы увеличить производительность печи, воздух, поступающий в печь, увлажняют, за счет чего увеличивается количество восстановителя. При поднятии газы, температура которых достаточно высока, нагревают шихту. Сами они при этом охлаждаются приблизительно до 300-400 градусов. Шихта двигается вниз навстречу газу. Когда температура достигнет приблизительно 570°С, происходит восстановление оксидов железа. Этот процесс состоит из нескольких последовательных этапов по схеме: Fe₂O₃ -> Fe₃O₄ -> FeO -> Fe.

Эти химические реакции определяет температура. Восстановление оксида железа происходит твердым углеродом (прямое восстановление), водородом и оксидом углерода (косвенное восстановление). В первом случае процесс осуществляется в зоне распара при наличии высоких температур в соответствии с реакцией: FeO + C = Fe + CO – Q.

Во втором случае, при косвенном восстановлении, реакция происходит при более низкой температуре в верхней части печи: 3Fe₂O₃ + CO = 2Fe₃O₄ + CO₂ + Q; Fe₃O₄ + CO = 3Fe O + CO₂ – Q; Fe O + CO = Fe + CO₂ + Q.

Вернуться к оглавлению

Образование шлака

При требуемой температуре железо, восстановленное из руды, при определенных реакциях растворяет углерод. За счет этого происходит снижение температуры плавления, и железо расплавляется при температуре приблизительно 1300°С. Получившийся сплав, соприкасаясь с коксом, насыщается такими элементами, как кремний, фосфор, углерод, марганец, восстанавливаемые из руды. Насыщение серой происходит при температуре 1200 градусов из кокса. Внизу печи при сплавлении флюсов, пустой породы руды и золы образуется шлак, содержащий в составе окислы тех же элементов, что и сплав. Состав шлака, как и чугуна, определяется составом исходной шихты. Из-за того, что шлак имеет меньшую плотность, он располагается на поверхности чугуна.

Готовый чугун выпускается из печи через летку каждые 3-4 часа. Шлак также выпускается через другую летку через 1-2 часа. Летки открываются посредством специального устройства, а потом их закрывают огнеупорным составом. Чугун и шлак сливается в специальные ковши и чаши. Далее чугун отправляется в цех – мартеновский или кислородно-конвертерный, – где происходит его дальнейшая обработка.
Продукты, получаемые в результате доменного процесса
Самым главным продуктом, получающимся в результате плавки, являются чугуны, которые бывают разных видов – литейные и передельные. Они имеют различное содержание компонентов, в зависимости от чего происходит их дальнейшее использование.

Наряду с основным продуктом при плавке получаются дополнительные продукты – шлак, колошниковый газ и колошниковая пыль. Шлак используется для изготовления строительных материалов. К примеру, если его вылить в воду, получится материал, имеющий мелкозернистую структуру. Впоследствии его применяют для производства кирпичей, цемента и других материалов.

Колошниковый газ, образующийся при сгорании топлива, очищается специальным методом от пыли и частиц руды. Его применяют в качестве топлива в доменных печах и котлах, работающих на воде или на пару. Если смешать колошниковый газ с природным, то его можно использовать в мартеновских печах.

Еще одним продуктом доменной плавки является колошниковая пыль. Она содержит в своем составе от 40 до 50% железа и широко применяется при агломерации.

Конструкция доменной печи и ее вспомогательных устройств » Все о металлургии

29.04.2015

Доменный цех представляет собой сложный комплекс тесно связанных технологических и энергетических агрегатов, включающий собственно доменную печь, литейный двор и поддоменник, воздухонагреватели, пылеуловители, колошниковый подъемник, скиповую яму и подъемник коксовой мелочи, бункерную эстакаду, разливочную машину и др. (рис. 5).
Современная доменная печь — это массивное сооружение высотою более 35 м и весом в несколько тысяч тонн. Печь опирается на железобетонный фундамент обычно многогранной формы; нижняя часть (подошва) фундамента заглублена на 6—7 м в грунт. Для таких фундаментов заказывают изготовление анкерных болтов http://metall-78.ru/katalog/ankernye-bolty/. Надземная часть фундамента (пень), выложенная из огнеупорного бетона, служит основанием лещади (рис 6) Нижняя часть лещади печей объемом 1719 м3 выложена из углеродистых блоков, верхняя — из высокоглиноземистого кирпича. Низ лещади охлаждается воздушными холодильниками. В печах меньшего объема лещадь выложена из шамотного кирпича или углеродистых блоков. Высота кладки лещади 3450—5175 мм.


Ход доменного процесса во многом зависит от профиля печи, т. е. от внутреннего очертания рабочего пространства печи.
Современный профиль доменной печи (рис. 7) обеспечивает плавное и устойчивое опускание загружаемых шихтовых материалов, рациональное распределение газового потока, движущегося навстречу материалам, успешное протекание восстановительных процессов и процессов образования чугуна и шлака, однако все же не является оптимальным. До сих пор еще не выработаны наиболее рациональная высота печи, высота заплечиков, углы наклона шахты и заплечиков. Некоторыми доменщиками оспаривается необходимость заплечиков и цилиндрической части колошника. Отдельные элементы профиля выполняют определенную роль в общем процессе доменной плавки, и от их размеров зависит полнота развития тех или иных процессов.

Верхняя цилиндрическая часть печи — колошник — служит для загрузки шихтовых материалов и для отвода газов. Размеры колошника оказывают существенное влияние на распределение материалов и газового потока. Колошник для предохранения от разрушения загружаемыми материалами футерован несколькими рядами стальных защитных плит, имеющих форму сегментов.
К колошнику примыкает наибольшая по высоте коническая часть — шахта. Конусность шахты благоприятствует опусканию материалов, их разрыхлению и созданию оптимального потока газов. Высота шахты имеет значение для развития восстановительных процессов и шлакообразования. Шахта сопрягается с нижней конической частью — заплечиками — через цилиндрическую часть — распар, который создает более плавный переход, уменьшая возможность задержки шихтовых материалов и образования «мертвого пространства».
Заплечики имеют тонкостенную (345—575 мм) шамотную футеровку и охлаждаются плитовыми ребристыми холодильниками. Толстостенные распар и шахта выполнены также из шамотного кирпича. Для охлаждения в кладку распара и шахты (на 2/3 высоты) заложены коробчатые холодильники. Существуют конструкции доменных печей с тонкостенной шахтой и распаром и охлаждением периферийными плитовыми холодильниками.
Конусная форма заплечиков обусловлена резким уменьшением объема проплавляемых материалов в этой части печи за счет образования жидкого чугуна и шлака и горения кокса в нижней части печи — в горне. Наряду с горением кокса, в горне происходит формирование состава чугуна и шлака, которые накапливаются по ходу процесса в нижней его части.
Горн состоит из металлоприемника, в котором скапливаются чугун и шлак, и верхнего горна, где расположены фурмы, и выложен из шамотного кирпича или углеродистых блоков. Периферия горна и лещади охлаждается плитовыми холодильниками и опоясана сварным стальным кожухом. В нижней части горна на высоте 600—1000 мм от лещади (см. рис. 6) расположена чугунная летка — канал для периодического выпуска чугуна. В промежутках между выпусками чугуна леточное отверстие забивают огнеупорной массой. В больших печах для выпуска шлака устроены две шлаковых летки. Они расположены на разных уровнях выше чугунной летки (на 1,2—1,6 м) под некоторым углом к ней и друг к другу.
Шлаковая летка состоит из полой водоохлаждаемой медной фурмы, которая входит в конический медный холодильник, а он вставлен в чугунный холодильник со змеевиком. Отверстие в шлаковой летке закрыто специальным стопором со стальной пробкой (см. рис. 6).
В верхней части горна по окружности расположены фурмы (до 20 штук), служащие для подачи нагретого воздуха в печь. Горячее дутье от воздухонагревателя через футерованный воздухопровод поступает в кольцевую трубу, опоясывающую доменную печь. Из кольцевой трубы воздух поступает в футерованный рукав и металлическое сопло и через медную водоохлаждаемую фурму (диаметром 175—300 мм) подается в печь. Фурма вставлена в конический холодильник, который входит в амбразуру, плотно прилегающую к кожуху печи (см. рис. 6). Кладка шахты заключена в цельносварной стальной кожух. Внизу, на уровне перехода шахты к распару, он заканчивается опорным кольцом, которое поддерживается колоннами со специальными опорами, передающими нагрузку на несущую плиту фундамента.
Для отвода газов в куполе печи имеются четыре боковых восходящих газоотвода. Вертикальные участки газоотводов соединены попарно в два газоотвода, переходящие в один нисходящий газоотвод, который входит сверху по оси в первичный пылеуловитель. Газоотводы футерованы шамотным кирпичом.
В верхней части доменной печи расположены засыпной аппарат с вращающимся распределителем, копер и колошниковая площадка.
Засыпной аппарат состоит из большого конуса с воронкой, перекрывающего колошник печи, и малого конуса с вращающейся приемной воронкой. Такая конструкция устраняет потери газов в атмосферу и обеспечивает достаточно равномерное распределение материалов по сечению печи.
Конусы подвешены к вертикальным тягам, укрепленным к коротким плечам балансиров. Малый конус укреплен к полой тяге, внутри которой проходит штанга большого конуса. Балансиры соединены с тросом лебедки для маневрирования конусами и служат для подъема и опускания конусов.
Поднятая на колошник шихта из скипа загружается сначала в приемную воронку малого конуса, при опускании его — в воронку большого конуса и далее в печь. Поворотом воронки с шихтой на последовательно увеличивающийся определенный угол при помощи привода с системой передач достигается достаточно равномерное распределение материалов.
Вращающийся распределитель имеет 6, 8, 12 и 24 станции.
После поворота на определенный угол (15—60°) малый конус автоматически опускается, а затем поднимается. Большой конус опускается после того, как набрано необходимое количество скипов (руды, известняка и кокса).
В России и США применяют бесстанционные вращающиеся распределители. Такой распределитель начинает вращаться при подходе скипа к воронке, причем скорость его вращения достигает 30 об/мин к моменту выгрузки скипа. Этим обеспечивается весьма хорошая равномерность распределения шихтовых материалов.
Между внутренними размерами отдельных частей печи практика выработала определенные соотношения:

Эти соотношения научно обоснованы выдающимся советским металлургом акад M.А. Павловым. Им же в 1910 г. разработан метод расчета профиля доменной печи.
Кроме полной высоты, различают также полезную высоту доменной печи, т.е. расстояние от оси чугунной летки до уровня засыпи. Полезная высота определяется механической прочностью кокса; у больших печей она равна 27—29 м. Большое значение для производительности печи имеет полезный объем, т е. объем печи, заполненный шихтовыми материалами и продуктами плавки. В настоящее время наиболее мощные печи имеют полезный объем до 1500—2000 м3, проектируются печи объемом 2700 м3.

---

2. Конструкция доменной печи.

Рис. 1. Разрез (а) и профиль рабочего пространства доменной печи (б):

1 – чугунная летка; 2 – горн; 3 – заплечики; 4 – распар; 5 – шахта; 6 – колошник; 7 – запасной аппарат;

8 – горизонт образования чугуна; 9 – горизонт образования шлака;

10 – зона горения кокса; 11 – слой шлака; 12 – шлаковая летка; 13 – расплавленный чугун.

Доменные печи №5,6 и 7 построены по одному типовому проекту, поэтому имеют одинаковые размеры профиля печи. Полезный объём 2000м³; проектную мощность 1300 тыс.т/год чугуна; среднесуточное производство 3640 т\ высота печи составляет 29,4м; диаметр распара 10900мм; высота горна составляет 3600мм; высота мёртвого слоя 101,2мм; высота распара 1700мм; высота заплечиков 3000мм; объём горна равен 268,8м³; объём заплечиков 251,4м³; объём распара 158,7м³; объём шахты 1199,2м³; объём колошника 121,9м³.

Рис. 2 Профиль доменной печи

Н_п– полная высота; Н™- полезная высота; h_r высота горна; h_a– высота заплечиков; п_р-высота распара; Ь_ш– высота шахты; Iv высота колошника; d_r диаметр горна; D_p– диаметр распара; dr диаметр колошника; а- угол наклона шахты; (3- угол наклона заплечиков-

Вес всех конструкциях доменной печи, шихты и продуктов доменной плавки передаётся на фундамент, который равномерно передаёт всю нагрузку на грунт и является весьма ответственным сооружением.

Фундамент разделяют на две части: верхнюю (пень), состоянию из сплошного массива жароупорного бетона, который не разрушается, нагреваясь до 1250°С, и нижнюю часть (подошву), выполненную в виде железобетонной плиты.

Огнеупорная кладка доменной печи снаружи заключена в сплошной металлический кожух — броню, выполненную из листовой стали, толщина которой в нижней части горна составляет 36-40мм, а в верхней части шахты 28мм.

Нижняя часть кожуха в районе лещади, горна и заплечиков опирается на фундамент. Верхняя часть кожуха (от распара до колошника) опирается на мараторное кольцо, которое лежит на колоннах. Мараторное кольцо представляет собой сварную конструкцию из толстых листов стали, выполненную в виде плоского кольца, к внутренней части которого приварена нижняя кромка кожуха шихты; наружная часть мараторного кольца прикреплена болтами к колоннам.

Огнеупорная кладка печи предназначена для уменьшения тепловых потерь и предохранения кожуха печи от тепловых и других вредных воздействий. Кладка печи претерпевает многообразные воздействия: температурные напряжения, давление газов, шихты и жидких продуктов плавки, химическое воздействие, абразивное воздействие опускающихся шихтовых материалов и восходящего потока газа, несущего большое количество пыли и т.д.

В различных частях печи воздействия на огнеупорную кладку различны, поэтому материал футеровки и конструкцию отдельных частей печи необходимо выбирать с учётом этих воздействий.

Кладка лещади постоянно омывается жидким чугуном, испытывает большое гидростатическое давление и температурные напряжения. Благодаря этим воздействиям чугун проникает в швы кладки. При неустойчивом режиме печи, связанном с колебаниями температуры, проникший в швы чугун может застывать, а затем снова расплавляться. При застывании чугун расширяется и расклинивает кладку, при этом отдельные кирпичи теряют связь с кладкой и всплывают на поверхность чугуна.

Кладка нижней части горна — металлоприёмника — также испытывает расклинивающее действие застывающего чугуна, но в меньшей степени, так как чугун оказывает меньшее гидростатическое давление на кольцевую кладку металлоприёмника. Кладка металлоприёмника омывается шлаком, который взаимодействует с материалом кладки, разрушая её.

Служба кладки верхней части горна — фурменной зоны — значительно отличается от службы её в металлоприёмнике. Гидростатическое давление чугуна и шлака на стены фурменной зоны сравнительно невелико. Однако в этой зоне развивается самые высокие в доменной печи температуры (здесь происходит горение топлива), воздействующие на огнеупорную кладку.

В заплечиках, расположенных в непосредственной близости от очагов горения, развиваются высокие температуры. Рудная часть шихты находится в жидком состоянии и, стекая в виде капель и струек

чугуна и шлака между кусками кокса, частично попадает на огнеупорную кладку. Кроме того, огнеупорная кладка интенсивно омывается газами. Таким образом, кладка заплечиков находится в тяжёлых условиях, испытывая, помимо термических напряжений, химическое воздействие газов, жидкого шлака и чугуна.

Стенки шахты в нижней её части испытывают довольно сильное тепловое напряжение и химическое воздействие шлака, в меньшей степени они истираются кусками шихты и частицами пыли, увлекаемыми восходящим потоком газа. В верхней же части, наоборот, тепловое напряжение невелико, химическое воздействие шлака отсутствует, а абразивное воздействие материалов и газового потока более сильное.

До цього

Для того чтобы продлить срок службы огнеупорной кладки и снизить влияние температуры на кожух во избежание его разрушения, а также способствовать образованию гарниссажа, применяется водяное или пароиспарительное охлаждение.

При водяном охлаждении на 1м³ полезного объёма доменной печи расход воды составляет 1,0-1,Зм³/ч. Расход воды при пароиспарительном охлаждении в несколько раз меньше.

Применяют три способа охлаждения доменных печей водой:

1. наружную поливку кожуха печи из кольцевых брызгал — применяется как резервное охлаждение в случае прогара холодильников или износа кладки;

2. установку чугунных плит между кожухом и футеровкой печи (периферийные холодильники) с залитыми в них цельнотянутыми стальными трубами, по которым циркулирует вода — обеспечивает равномерное охлаждение футеровки и более надёжную защиту от прогара металлического кожуха печи.

3) установку холодильников внутри кладки (внутренние холодильники), отлитых из стали с внутренними каналами или из чугуна с залитыми цельнотянутыми трубами для циркуляции воды — охлаждают футеровку шахты на значительную толщину.

Охладительные устройства предохраняют кладку от сильного разгара, но не предупреждают его полностью.

Воздух, необходимый для горения топлива, подаётся в доменную печь через отверстия, расположенные, -расподоженнмег в верхней части горна — фурменной зоне. В отверстие в огнеупорной кладке вставляется фурменный прибор, состоящий из трёх деталей: амбразуры, холодильника и фурмы.

Амбразура 11 представляет собой чугунную отливку «конической формы, охлаждаемую водой, циркулирующей по водопроводной трубке, залитой в её теле. Чтобы обеспечить хррошее уплотнение, амбразуры крепятся болтами к стальному литому сланцу 10, привариваемому к кожуху горна. Место сопряжения фланца с амбразурой обрабатывается так, чтобы образовалась плоская того, наличие холодильника обеспечивает плотную установку фурмы, что устраняет выбивание газа из горна.

В коническую заточку холодильника вставляется воздушная фурма, выступающая в глубь горна на 200-ЗООмм. Воздушная фурма 13 представляет собой полую медную литую или сварную коробку, заполненную водой. Подвод и отвод воды осуществляется так же, как и в фурменном холодильнике. Внутренний диаметр воздушных фурм колеблется от 150 до 200мм и определяется необходимостью получения оптимальной скорости истечения дутья из фурм.

Дутьё подводится к фурмам по кольцевому воздухопроводу 5 с внутренним диаметром до 1400мм, опоясывающему доменную печь и подвешенному к колоннам печи. Кольцевой воздухопровод соединён трубопроводом горячего дутья с воздухонагревателями. Кольцевой воздухопровод и трубопроводы горячего дутья свариваются из стальных листов толщиной 8-12мм и внутри футеруются высокоглинозёмистым кирпичом. Между кирпичом и кожухом укладывается асбестовый картон или глинисто-асбестовая набойка. Кольцевой воздухопровод сообщается с фурмами через неподвижное колено 8, подвижное колено 16 и сопло 14. Такое сложное устройство вызвано необходимостью быстрой смены сгоревших деталей фурменного прибора. Воздушная фурма, сопло, подвижное и неподвижное колена сочленяются шлифованными шаровыми заточками. Шаровые заточки подвижного и неподвижного колен выполняются в виде фланцев 4, которые крепятся болтами. Подвижное и неподвижное колена внутри футеруются шамотным кирпичом. Подвижное колено имеет патрубок 3 для чистки сопла и фурмы при попадании в них шлака. Патрубок закрывается крышкой, имеющей смотровое стекло для наблюдения за ходом процессов в печи. Неподвижное колено с помощью болтового соединения крепится к штуцерам 6 кольцевого воздухопровода 5. подвижное колено подвешивается к неподвижному колену на двух шарнирных подвесках 2 с клиньями. Затягивая клинья, можно обеспечить плотное соединение шарнирных поверхностей в рабочем положении, а ослабляя — поворот подвижного колена на подвесках.

Сопло представляет собой стальную отливку со стенкой толщиной 12-16мм. Для увеличения стойкости сопел и уменьшения потерь тепла через них при работе на высоконагретом дутье их внутренняя поверхность футеруется легковесным огнеупорным кирпичом.

Сопло прижимается к фурме, а подвижное колено к соплу с помощью натяжного устройства 1; пружина натяжного «устройства обеспечивает постоянное усилие прижатия. Натяжное устройство крепится к кожуху печи при помощи скобы, заделываемой в кожух.

вив»

Рис. 4. Чугунная лётка:

1- огнеупорная масса; 2- огнеупорная футеровка; 3- рама; 4- холодильник.

Чугунной лёткой называется отверстие (канал) в стенке нижней части горна — металлоприёмника, предназначенного для периодического выпуска чугуна.

Лёточное отверстие в горне ослабляет кожух печи, поэтому в этом месте устанавливается металлическая литая рама, прикреплённая к кожуху печи и стыкующаяся с желобом для чугуна. В раме сделано внутреннее отверстие, футерованное огнеупорным

высокоглинозёмистым кирпичом так/ что оставлен сквозной канал шириной 200-ЗООмм и высотой 400-500лш, который забивается огнеупорной массой. Для увеличения стойкости чугунной лётки она обрамлена плитовыми холодильниками горна, толщина которых доведена до 255мм, с отверстием для рамы.

9 Ю

Рис. 5. Арматура шлаковом летки

Шлаковой лёткой называется отверстие (канал) в стенке горна, предназначенное для периодического выпуска шлака из доменной печи.

Шлаковые лётки снабжены арматурой, которая называется шлаковым прибором. Шлаковый прибор состоит из ряда телескопически соединённых частей: медной штампованной или литой полой охлаждаемой водой фурмы 10, имеющей отверстие для выпуска шлака 05О-65лш, литого медного охлаждаемого полого холодильника

Устройство доменной печи » Строительный портал

Первоначально устройство доменной печи ничем не отличалось от устройства домницы (рис. 105). Затем доменные печи, в отличие от домниц, стали устраиваться с узким горном, что было вызвано стремлением обеспечить более высокую температуру в горне доменной печи. Тем не менее, температура в горне была недостаточно высокой для того, чтобы обеспечить получение достаточно жидкотекучих шлаков. Поэтому для облегчения удаления из горна застывающего на стенках печи шлака горн стали делать с так называемой открытой грудью. Снаружи доменная печь заключалась в массивную кладку из бутового камня (рис. 106). В этой кладке для доступа к горну делалось две ниши — с передней части горна (где стенка горна имеет отверстие) и со стороны фурмы. На рис. 107 показано устройство уральских доменных печей XVIII в. Как изображено на рисунке, в массиве устраивались две доменные печи, бутовый камень снаружи был закреплен деревянным срубом.


Устройство массивных каменных башен, внутри которых помещались доменные печи, было широко распространено также и в первой половине XIX в. На рис. 108 показана английская доменная печь 50-х годов XIX в. характерной для того времени конструкции.
В начале второй половины XIX в. в конструкции доменных печей начали происходить сдвиги. На рис. 109 представлена печь, каменная облицовка которой значительно уменьшена и заключена в железный кожух; доступ к горну сделан свободным со всех сторон, для чего кладка шахты и каменная облицовка ее покоятся на нескольких металлических колоннах, расположенных вокруг горна. В дальнейшем прогресс в конструкциях доменных печей шел по линии устройства закрытого горна, отказа от каменной облицовки стен шахты и замены ее сплошным железным кожухом, устройства закрытого колошника и применения наклонного моста, обеспечивающего автоматическую загрузку печи сырыми материалами. На рис. 110 показана одна из таких печей, появившаяся в начале нынешнего столетия. Однако такие печи в то время были лишь исключением, преобладали же печи значите, но менее совершенной конструкции (рис. 111).


Дальнейший прогресс техники в доменном производстве привел к существенному увеличению объема доменных печей. Значительно усложнилась также и их конструкция, как это можно видеть из рис. 112, где изображена советская доменная печь, построенная по второму типовому проекту и представляющая собой образец передовой техники в доменном производстве.

Конструктивное проектирование процесса производства доменного чугуна на основе многоцелевой оптимизации

Основные моменты

•

Выполнена конструктивная оптимизация процесса производства доменного чугуна.

•

Принята термодинамическая модель открытого цикла Брайтона с конечным временем.

•

В качестве цели оптимизации принимается весовая функция.

•

Получено оптимальное распределение затрат на сырье.

Реферат

При фиксированной общей стоимости сырья и на основе теории конструкций и термодинамики за конечное время процесс BFIM (производство чугуна в доменной печи) оптимизируется за счет принятия комплексной функции в качестве цели оптимизации. Комплексная функция интегрирована с выходом ТМ (чугуна) и полезной энергией доменной печи. Получено оптимальное распределение затрат на сырье (а именно «обобщенная оптимальная конструкция»). Проанализировано влияние некоторых параметров, таких как обогащение кислородом, температура дутья и дозировка пылевидного угля, на результаты оптимизации.Результаты показывают, что выход ТМ, полезная энергия и комплексная функция соответственно увеличиваются на 3,13%, 2,66% и 2,90% после общей конструктивной оптимизации. Эффективность использования доменного газа и шлака составляет 41,3% и 57,1% соответственно, что означает, что потенциал использования доменного газа и шлака может быть дополнительно использован. Увеличение дозировки пылевидного угля и уменьшение соотношения агломератов может усилить сложную функцию. Производительность процесса BFIM может быть улучшена путем регулирования обогащения кислородом, температуры дутья, дозировки дутья, отношения давлений воздушного компрессора цикла Брайтона и относительного падения давления на входе воздушного компрессора до их оптимальных значений, соответственно, что является новым результатом этого исследования. бумага.

Ключевые слова

Конструкционная теория

Процесс производства чугуна в доменной печи

Выход чугуна

Полезная энергия

Термодинамика с конечным временем

Общая термодинамическая оптимизация

Рекомендуемые статьи Цитирующие статьи (0)

© 2016 Else Ltd. Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

Чугун – путь доменной печи

Более 1.В 2016 году во всем мире было произведено 1 миллиард тонн доменного чугуна. Экономика доменных печей такова, что более крупные агрегаты имеют более низкую себестоимость единицы продукции, поэтому наблюдается тенденция к производству все более и более крупных печей. Современные доменные печи производят более 10 000 тонн в сутки.

Для получения общей информации о товарном чугуне посетите страницу чугуна.

Современные доменные печи производят более 10 000 тонн в сутки.

Процесс в доменной печи

Доменная печь представляет собой противоточный реактор для газа / твердых веществ, в котором нисходящий столб шихты [кокс, железная руда и флюсы / добавки] вступает в реакцию с восходящими горячими газами.Процесс является непрерывным, сырье регулярно загружается в верхнюю часть печи, а расплавленный чугун и шлак выпускаются из нижней части печи через равные промежутки времени.

Ключевые этапы процесса:

• верхняя часть печи – свободная влага отводится от шихтовых материалов, гидраты и карбонаты отделяются.
• нижняя часть шахты доменной печи – косвенное восстановление оксидов железа оксидом углерода и водородом происходит при 700-1000 ° С.
• Область Bosh печи, где шихта начинает размягчаться и плавиться – прямое восстановление оксидов железа [и других] и карбонизация коксом происходит при 1000–1600 ° C. Расплавленное железо и шлак начинают стекать на дно печи [под].

Между чушкой и подом расположены фурмы [медные сопла с водяным охлаждением], через которые в топку вдувается дутьевой воздух – воздух для горения, предварительно нагретый до 900–1300 ° C, часто обогащенный кислородом.Непосредственно перед фурмами находится зона горения, самая горячая часть печи, 1850–2200 ° C, где кокс реагирует с кислородом и паром в дутье с образованием окиси углерода и водорода [а также тепла] и железа. и шлак полностью плавится.

Расплавленный чугун и шлак собираются в поде печи. Менее плотный шлак плавает поверх чугуна. Шлак и железо выпускаются через определенные промежутки времени через отдельные летки. При производстве товарного чугуна чугун разливают в слитки; на металлургических комбинатах жидкий чугун или чугун в торпедных тележках-ковшах перемещается в сталеплавильные печи.Шлак поступает в шлаковые карьеры для дальнейшей переработки в полезные материалы, например, сырье для производства цемента, дорожного строительства и т. Д.

Машина для разливки чугуна (любезно предоставлено Paul Wurth)

Реакции в доменной печи

Основные реакции:

2C + O ₂ → 2CO

C + H ₂ O → CO + H ₂

CO ₂ + C → 2CO

3Fe ₂ O ₃ + CO → CO ₂ + 2Fe ₃ O ₄

Fe ₃ O ₄ + CO → CO ₂ + 3FeO

FeO + CO → Fe + CO ₂

При загрузке доменной печи шихта добавляется слоями.Загрузка осуществляется либо с помощью элеватора, в котором ковш поднимается и опускается наверху печи для опорожнения непосредственно в печь [колокольная система], либо с помощью конвейерных лент к верхней части печи, где материалы загружаются в бункер, прикрепленный к верхней части печи [система без колпака], а оттуда в печь. С помощью вращающегося желоба можно добиться очень равномерного распределения шихты по печи. Система без колпака имеет дополнительное преимущество, заключающееся в том, что во время загрузки теряется меньше энергоемкого доменного газа.

Добавки и флюсы служат для преобразования отходов или пустых пород в шихте [в основном кремнезема и глинозема] в шлак с низкой температурой плавления, который также растворяет коксовую золу и удаляет серу. Например:

CaCO ₃ → CaO + CO ₂

CaO + SiO ₂ → CaSiO ₃

FeS + CaO + C → CaS + FeO + CO

Сама доменная печь представляет собой стальную шахту облицованы огнеупорными, огнеупорными материалами.Самая горячая часть печи, где температура стенок превышает 300 ° C, имеет водяное охлаждение. Вся конструкция поддерживается снаружи стальным каркасом.

Доменный газ, выходящий из верхней части печи, представляет собой смесь двуокиси углерода, окиси углерода, водорода и азота и имеет теплотворную способность от 3200 до 4000 кДж / м³. После очистки он используется для различных целей, в том числе для нагрева дутьевых печей [«кауперов»], на предприятиях по агломерации железной руды и для выработки электроэнергии.Кредит на этот газ – важный фактор в снижении эксплуатационных расходов доменной печи.

Посмотрите видео ниже, чтобы увидеть:

• макет завода «Уральская Сталь» в России
• Производство передельного чугуна из вторсырья компанией DK Recycling в Германии

Для более подробного изучения процесса доменной печи, мы предлагаем ссылку на следующее:

Производство, формовка и обработка стали, 11-е издание, опубликовано Ассоциацией металлургических технологий.

Доменная печь и печи | Eurotherm by Schneider Electric

Доменная печь

Доменная печь обеспечивает сырье для производства стали.Железо, произведенное в доменной печи, содержит высокую долю углерода, обычно 4%, и не имеет каких-либо добавок, необходимых для придания стали ее различных особых свойств.

Ранний процесс производства чугуна

Сырье для производства чугуна, железная руда, известняк и кокс обычно находили рядом с литейным цехом. Месторождения железной руды в горах Уэльса, которые были видны и собирались над землей, были известны как пятна.

Плавка железной руды требовала большого количества тепла, и была необходима печь, чтобы удерживать материалы и выдерживать высокие температуры.Первые печи были каменными и облицованы огнеупорным кирпичом. Неочищенный расплавленный чугун собирался на дне печи и выпускался в резервуары, называемые чушками. Выражение “чугун” до сих пор используется в современном сталеплавильном производстве.

Принципы производства чугуна и стали изменились очень мало, за исключением того, что современные доменные печи намного большего размера включают гораздо больше автоматического управления для увеличения производительности и эффективности печи.

Строительство доменных печей

В 1950-х и начале 1960-х годов доменные печи Великобритании выгодно отличались от доменных печей других стран.Диаметр пода в этот период варьировался от 8 до 9,5 метров, с производительностью от 1800 до 2000 тонн в день и рабочим объемом около 1500 м.

Производительность доменной печи была выражена как:

Производительность (т / день)

Рабочий объем (м3)

Подстановка вышеуказанных цифр дает коэффициент производительности от 1,3 до 1,5.

К середине 1960-х годов японцы добились значительных успехов в проектировании доменных печей. Суточная производительность увеличена с 3000 до более 11000 тонн при диаметре пода 14 метров и рабочем объеме от 4000 до 5000 м3.Коэффициенты производительности для этих печей варьировались от 2,0 до 2,5.

Сравнивая эти цифры с данными по Великобритании, становится ясно, что увеличение диаметра доменной печи с 8 до 14 метров увеличило производительность печи только на 50% или около того.

Понимание влияния других параметров на процесс производства чугуна значительно повысило производительность и эффективность. Примеры:

• влияние расхода топлива, включая температуру дутья, эффективность газа и обогащение кислородом
• объем дутья и верхнее давление газа
• качество шихты и аэродинамические факторы
• доступность (время использования печи по сравнению со временем, когда она может быть использована)

Великобритания, как правило, не следовала японскому подходу к строительству более крупных печей, но British Steel в Redcar может похвастаться самой большой печью Великобритании высотой 14 метров.При номинальной мощности 10 000 тонн в день он фактически произвел 11 135 тонн в день. Его готовность составляет 97,1%, включая плановые остановки, и 99,9%, если плановые остановки исключены.

сталелитейный завод

Чугун и сталь: поездка на сталелитейный завод Pure железо, полученное электролизом сульфата железа решение, имеет ограниченное использование. Коммерческое железо неизменно содержит небольшое количество углерода и других примеси, изменяющие его физические свойства, значительно улучшен за счет дальнейшего добавления углерода и другие легирующие элементы.Безусловно, наибольшее количество железа используется в обработанных формах, таких как кованое железо, чугун и сталь. На изображении ниже показано, как железо «отливают» в формы, которые, когда остынут, будут называться «чугун». Железо отливка из песка, возможно добывается в Мичигане. Различия между разными типами железа и сталь иногда сбивает с толку из-за номенклатуры использовал.Сталь в целом представляет собой сплав железа и углерода, часто с примесью других элементов. Некоторые сплавы которые коммерчески называются утюгами, содержат больше углерода чем товарные стали. В современном сталеплавильном производстве занято взрыва. печи , подобные показанной ниже, которые просто доработки печей старых слесари-металлисты. Процесс рафинирования жидкого чугуна с взрывов воздуха совершил британский изобретатель. Сэр Генри Бессемер, который разработал печь Бессемера, или конвертер, в 1855 г.С 1960-х годов несколько так называемых мини-заводов производили сталь из металлолома в электропечах. Несмотря на то что такие заводы являются важным компонентом производства стали в США. производства, гигантские сталелитейные заводы, которые производят сталь непосредственно из железной руды остаются необходимыми для первоначального производство стали. Источник: Неизвестно Сталь – это переработанный продукт, в котором используется свиней. железо в качестве основного сырья. Производство чугуна Основные материалы, используемые для производства чугуна железная руда , кокс и Известняк . Кокс тяжелый, пористый остаток, оставшийся после деструктивной перегонки каменный уголь. Используется как восстановитель при плавке свиней. железо и в качестве топлива кокс черно-серый и имеет металлический блеск. Он состоит в основном из углерода, обычно около 92%.При использовании в качестве топлива имеет высокую теплотворная способность 13 800 БТЕ / фунт. Кокс был впервые произведен как побочный продукт при производстве осветительный газ. Рост сталелитейной промышленности, тем не менее, вызвал рост спроса на металлургический кокс, что делает неизбежным производство кокса как основной продукт, а не побочный продукт. В самый ранний метод коксования угля заключался в том, чтобы просто складывать его в большие кучи на открытом воздухе, оставляя ряд горизонтальных и вертикальные дымоходы через сваи.Эти дымоходы были заполненный деревом, который был зажжен и который, в свою очередь, зажег уголь. Когда большинство летучих элементов в уголь отогнали, пламя погасло; в тогда огонь будет частично задушен угольной пылью, и кучу сбрызнуть водой. Кокс сжигается как топливо для нагрева доменная печь; при горении кокс выделяет углерод монооксид, который соединяется с оксидами железа в руде, превращая их в металлическое железо.Это основная химическая реакция в доменной печи; у него есть уравнение: Fe2O3 + 3CO = 3CO2 + 2Fe. Известняк в печи используется как дополнительный источник окиси углерода и как «поток» к в сочетании с неплавким кремнеземом, присутствующим в руде, образуют легкоплавкий силикат кальция. Без известняка, силикат железа будет образовываться, что приведет к потере металлическое железо.Силикат кальция плюс другие примеси образуют шлак, который плавает поверх расплавленного металла на дно печи. Обыкновенный чушковый чугун, произведенный доменные печи содержат около 92% железа, 3-4% углерода, 0,5-3% кремния и следы марганца, фосфор и сера. Чугун Чугун – это исследование противоречий. Это символ прочность, достаточно прочная, чтобы выдержать массивную промышленную здание и слабость, достаточно хрупкое, чтобы разбиться, когда упавший.Прирученный в литейной печи до расплавленной массы, этот минерал, извлеченный из земли, послушно течет в замысловатые детали песчаной формы. Еще в 3500 году до нашей эры египтяне добывают железо из метеоритов, единственная форма, в которой оно существует как чистый элемент. Но прошло еще 1500 лет чтобы выяснить, как его переплавить – извлечь из руды, где он живет как окисленное соединение. Железо наверно было литым впервые вскоре после этого.Европейцы начали литье чугуна в 15 веке, но черный металл оставалось редким и драгоценным веществом почти 300 лет, потому что для плавки чугуна требовалось огромное количество древесина для топлива. В 1600-х годах Англия зашла так далеко, что запретить производство чугуна для защиты своих лесов. Пока что по иронии судьбы, именно англичанин сделал возможным современное господство железа. В 1709 году он открыл этот кокс, испеченный уголь, который горит сильнее, чем дерево или уголь, может быть использован для эффективной плавки железа, а затем нагрева это до 2,800F, что делает его пригодным для заброса. С содержанием углерода 2-4,5%, литые железо более хрупкое и подвержено ржавчине, чем его низкоуглеродистое (менее 0,03%) кованый двоюродный брат, кованое железо. Но процесс литья лучше подходит для массового производства чем кузнечное дело, поэтому звезда литого металла взошла метеорически во время промышленной революции. Из от сковороды до паровых машин, от ванны до слива трубы, чугун оказал влияние на все аспекты жизни людей.Здесь был универсальный, прочный, легко формуемый материал. Архитектурный расцвет чугуна закончился развитием стали, более прочной и более прочный материал, который представляет собой сплав на основе железа с очень низкое содержание углерода (от 0,015 до 0,5%). Сегодняшний литейные заводы производят чугун в основном из вторичного лома сталь или лом, смешанный с чугуном – плавленый, углеродистое железо. Выбрасывая металлолом, они создают смесь железа, углерода и минералов, таких как кремний и марганец, который содержится в современных чугунных сплавах. Расплавленный в электропечи, железо заливается в форму для песка из деревянного узоры. Изготовление выкройки – занятие высококвалифицированное. Литейные предприятия нанимают команды дизайнеров для создания на компьютеры, точные копии оригинальных деталей, затем вырезать рисунки из дерева вручную. Узор резной немного больше, чем предполагаемый продукт, чтобы учесть усадка при охлаждении. Деревянный узор вставлен в дерево. форма, заполненная песком, наполненным глиной, чтобы получилась половина одной формы; чтобы сделать вторую половину, еще одну засыпанную песком форма упакована вокруг выступающего рисунка, который потом удалили.Жидкий чугун поступает в форму через тигель, большой ковш, который перемещается по рельсам или крану из печи. Литейщик ковш добела жидкость в форму или, при большой отливке, наливает ее прямо из тигля. После того, как утюг остынет и затвердевает, обычно в течение нескольких часов, отливка ломается и рабочие-литейщики сносят последние песчинки с металлической дробью. Из-за своей хрупкости чугун после охлаждения не должно иметь формы. Рецепт на сталь Вот рецепт типичного «партия» жидкого чугуна. На каждую тонну жидкого чугуна нужно: 2600 фунтов железной руды или железорудных окатышей, 1000 фунтов кокса, и несколько сотен фунтов флюса (шлака, кальцит, доломит, известняк и др.). Кальцит или доломит используется для производства стали. В некоторых случаях сгорел известь (полученная путем нагревания кальцита или доломита) – это заменены.Известь в камне или негашеная известь (когда плавятся в доменных печах, кислородных печах или электрические печи) сочетается с примесями в руды или чугуна с образованием шлака, который, поскольку он зажигалка плавает поверх расплавленного металла. Взять несколько минут и “пройдитесь” по процессу сталеплавильное производство, как хорошо показано в 12-шаговом диаграммы ниже. Обратите внимание на сталелитейный завод внизу с его доменными печами и сырье для них: груды железорудных окатышей выгружаются с грузового корабля, И груды известняковый щебень для производства флюса. Источник: Фотография Рэнди Шетцла, профессора географии, штат Мичиган. Государственный университет На изображении ниже показана разгрузка грузового судна в районе Великих озер. железорудные окатыши на заводе Algoma Steel в Sault Ste. Мари, Онтарио. Обратите внимание на большие груды гранул. на берегу, и две большие доменные печи в фон. Источник: Фотография Рэнди Шетцла, профессора географии, штат Мичиган. Государственный университет Типичная доменная печь состоит из стального цилиндра. оболочка, облицованная неметаллическим веществом, таким как огнеупорный кирпич.Оболочка сужается вверху и у снизу и является самым широким в точке примерно в четверти ширины расстояние от дна. Нижняя часть печь, называемая чушкой, оснащена несколькими трубчатые отверстия или фурмы, через которые дуть воздух принудительно. Около дна чуши дырка насквозь. который течет расплав передельного чугуна, когда печь с резьбой, а над этим отверстием еще одно для слива шлак.Верх топки около 27 м (около 90 футов) в высоту, имеет вентиляционные отверстия для выхода газов, и пара круглых бункеров, закрытых колоколообразные клапаны, через которые вводится заряд в топку. Материалы доведены до хопперы в небольших карьерных самосвалах, которые поднимаются по наклонному внешний скиповый подъемник. Доменные печи работают непрерывно и никогда не закрываются.Сырье для подачи в печь (см. рецепт выше) делится на количество мелких зарядов, которые вводятся в печь с интервалами от 10 до 15 минут. Отводится шлак из верхней части расплава примерно раз в 2 часа, а само расплавленное железо отводится или выпускается около пяти раз в день. Воздух, используемый для подачи взрыва при взрыве. печь предварительно нагревается до температур между приблизительно 540 ° и 870 ° C (приблизительно 1000 ° и 1600 ° F).Важное событие в сфере взрыва Печная технология, опрессовка печей, была введен после Второй мировой войны. По “дросселированию” поток газа из топки, давление внутри печи может накапливаться до 1,7 атм и более. Техника нагнетания позволяет лучше сжигание кокса и увеличение выхода чугуна. В производительность многих доменных печей может быть увеличена на 25% на герметизация.Экспериментальные установки также имеют Показано, что производительность доменных печей может быть увеличена. обогащая воздушный поток кислородом. Источник: Неизвестный Процесс врезки доменной печи (разлив расплавленного чугуна, и разливать их в небольшие прямоугольные блоки, известные как «свиньи») состоит из стука вытащить глиняную пробку из железного отверстия около дна и позволяя расплавленному металлу течь в облицованный глиной бегунка, а затем в большой, облицованный кирпичом металлический контейнер, который может быть ковшом или железнодорожным вагоном способен вместить до 100 тонн металла.Любой шлак который может вытекать из печи вместе с металлом снимается выключить, прежде чем он достигнет контейнера. Контейнер расплавленный чугун затем транспортируется на сталеплавильный завод. магазин. Машина внизу – заклинатель для свиней, который принимает расплавленное железо в прямоугольные емкости, и позволяет ему затвердеть в «свиней». Свинья литейная машина ниже делает свиней весом 10 фунтов, приблизительно 5 дюймов x 6 дюймов x 3 дюйма. Машина длиной 165 футов (50 м) может забросить 150 тонн расплавленное железо примерно за девяносто минут для суточной производительности свыше 1500 тонн. Вот еще одна операция разливки чушек (внизу), на которой утюг врезается в торпедную тележку-ковш, которая затем транспортирует его в машину для разливки чушек. Вы можете увидеть ковшовые вагоны, которые по сути представляют собой сборочную линию формы, которые движутся как расплавленное железо, здесь разливаются из доменной печи, выгружается в них. Источник: Неизвестно Самый старый процесс производства стали в в больших количествах, Бессемеровский процесс, использовал высокая грушевидная печь, называемая конвертером Бессемера, который можно было наклонить вбок для зарядки и заливки. Через расплавленный металл; его кислород химически соединился с примесями и унес их. В основном кислородном процессе сталь также очищается в печи грушевидной формы, которая наклоняется боком для зарядки и заливки.Однако воздух был заменен потоком под высоким давлением почти чистого кислород. Затем расплавленный чугун отливают в различные форм. В нашем примере мы обсудим, как сталь, отливаемая в прямоугольные слитки или слябы (см. ниже) перерабатывается в листовую сталь. Источник: Неизвестно Сталь Сталь продается самых разных размеров и форм. такие как стержни, трубы, рельсы, тройники, швеллеры и Двутавры.Эти профили производятся на сталелитейных заводах прокатка и иное формование нагретых слитков на требуемая форма. Обработка стали также улучшает качество стали за счет улучшения ее кристаллической структура и делает металл более жестким. Основной процесс обрабатываемой стали называется горячей прокаткой. Особенно применима горячая прокатка к слиткам, подобным показанному выше. При горячей прокатке литой слиток сначала нагревают до ярко-красного тепла (2300 F) в печь, называемая ямой для замачивания, которая затем проходит между ряд пар металлических роликов, которые прижимают его к желаемый размер и форма.Расстояние между роликов уменьшается для каждой последующей пары по мере того, как сталь имеет удлиненную форму и уменьшенную толщину. Мельницы непрерывного действия рулонять стальные полосы и листы шириной до 2,4 м (8 футов). Такие станы быстро обрабатывают тонколистовую сталь, прежде чем он остывает и становится неработоспособным. Плита горячей стали над Толщина 11 см (около 4,5 дюймов) пропускается через серию ролики, которые постепенно уменьшают его толщину до 0.127 см (0,05 дюйма) и увеличьте его длину с 4 м (13 футов) до 370 м (1210 футов). Ролики могут создавать давление до 3500 тонн на квадратный дюйм; Для поворота роликов используются двигатели мощностью 5000-10 000 л.с. Стальной слиток в конечном итоге передается многим роликовые мельницы, уменьшающие его до нужной толщины. В ролики станов, используемых для производства железнодорожных рельсов и т. д. структурные формы, такие как двутавровые балки, двутавровые балки и углы, рифленый для придания требуемой формы. Современное производство требует большого количество тонколистовой стали. Подумайте обо всех продукты, которые вы используете каждый день, в которых используется листовая сталь: автомобили, бытовая техника, здания, столы, грузовики, столы, канистры, коробки и т. д.! все они начинались как рулоны стали как показано ниже. Источник: Неизвестно Многие сталелитейные заводы Мичигана производят в основном стальной прокат. Сталь прокатывается «холодно», то есть прокатывается при комнатной температуре. и не при высоких температурах. В итоге оптимальная толщина сталь получается, как на участке выхода барабана. И, наконец, сталь «в путь», на его путь к автомобильному кузову или сборочному заводу. Источник: Фотография Рэнди Шетцла, профессора географии, штат Мичиган. Государственный университет Части текста на этой странице имеют было взято из “Этого старого дома” журнал. Этот материал составлен только для образовательных целей, и не могут быть воспроизведены без разрешения. Один экземпляр может быть напечатан за персональное использование. Пожалуйста, свяжитесь с Рэндаллом Шетцлом ([email protected]) для получения дополнительной информации или разрешений.

CCTN Design анонсировала проект музея регенерации доменной печи Shougang № 3

CCTN Design из Китая анонсировала проект Музея возрождения Шуган №3 Доменная печь. Регенерация городского типа акупунктуры в этом проекте не только способствует энергичному обновлению городской жизни и всего парка в больших масштабах, но и положительно реагирует на изначальную социальную проблему.

Доменные печи №3 – вид с высоты птичьего полета

Говорят, что Shougang Group является флагманом национальной промышленности Пекина, однако в процессе урбанизации Shougang произвел полное перемещение, чтобы удовлетворить необходимость корректировки общая планировочная и производственная структура города.

Согласно описанию проекта, «Музей регенерации доменной печи Шуган № 3 – это первый проект регенерации доменной печи и вспомогательного оборудования в Китае. Проект представляет стратегию, предусматривающую статическую защиту и динамическую регенерацию.» Печать вверх по старому », то есть скромно обработать промышленные останки и сохранить уникальную урбанистическую память об этой земле;« Убрать лишнее », то есть предусмотрительно убрать ненужные постройки, открыть коридор диалога между промышленностью и природой; новый », то есть создавать общественное пространство, внедрять функции для стимулирования энергии и превращаться в совершенно новую часть городской жизни.Это мощный катализатор; статическая защита трансформируется в динамическую регенерацию. Большой потенциал возникает из-за отказа от традиционного промышленного пространства из-за дизайнерского вмешательства. Отброшенная и устаревшая «пустота» возрождается; ярко выделяется разнообразная «полная» общественной жизни ».

Вход в подводный выставочный зал Люди в выставочный бассейн

Интерьер подводной выставки

Стена за пределами подводного выставочного зала-витрины Шугангс сто лет истории

«В проекте на дне вспомогательной охлаждающей ванны доменной печи имплантировано место для парковки.Таким образом, решаются общие проблемы с парковкой, когда промышленность остается. Через размещенный вместе с ним выставочный зал подводного искусства люди могут окунуться в озеро, чтобы интерпретировать столетнюю историю Шугана, взаимодействовать с произведениями искусства в выставочном зале, а также вести воздушный диалог с доменными печами № 3, стоящими вдали. , – пояснили архитекторы.

Показать бассейн и пристройку

Интерьер пристройки D доменной печи №3

Навес печи №3 доменные печи 13,6 метра (перспективный чертеж)

Перспективный чертеж доменных печей № 3 Платформа литейного цеха 9,7 метра

Они также добавили, что «визуализировано большое количество оригинального художественного пространства доменной печи. в городской выставочный зал. Четыре сервисные платформы с разной высотой внутри маркизы печи и оригинальная платформа литого дома работают как основное пространство, обеспечивая шокирующую индустрию, оставшуюся впечатления. Достаточное пространство взаимодействия человека и природы, порождающее городскую деятельность, никогда не появлялось на этом клочке земли.В воздухе появляются такие функции, как над скай-баром, шоу-площадка, выпуск новых продуктов, научное образование, социальное взаимодействие и культурная сцена. Высотная платформа, необходимая для этого процесса, представляет собой мощный многомерный стереогород. Разнообразное городское поведение органично переплетается с оригинальной архитектурой множеством маршрутов. В результате индустриализация в конечном итоге трансформируется в урбанизм ».

Запечатайте старое

Удалите лишнее

Создайте новое

Индустриализация трансформируется в урбанизм

Функциональный анализ

Генеральный план

Анализ местоположения

Генерация логики

Анализ направления

Городская жизнь

Факты о проекте:

Строительная площадка: Mountain Plant в северной части Шоуган Пекин

Время создания: 2016.10-2017,4

Срок сдачи: планируется завершить в начале 2019 года (к 100-летию Шугана)

Масштаб проекта: 49800 кв.м, где надземная часть – 11100 кв.м, а подземная часть – 38700 кв.м.

Владелец проекта: Beijing Shougang Construction Investment Co., Ltd.

Команда разработчиков и менеджеров собственника: Ван Шичжун, Лю Хуа, Цзинь Хунли, Сюй Янь, Чай Дэвэнь, Дун Цюаньси

Дизайн подразделение: CCTN Design, Shougang CCTN, Shougang International Engineering Co., ООО

План (дизайн CCTN) : Бо Хунтао, Лю Пэнфэй, Чжан Ян, Гао Вэй, Фань Дандан, Кан Ци, Чжоу Минсю

Группа разработчиков строительных чертежей:

Архитектура (дизайн CCTN) : Бо Хунтао, Чжао Цзякан, Чжан Ян, Гао Вэй, Чжан Чжикун, Чжу Сюэюнь, Кан Ци, Ли Кэхуэй, Тан Сируй, Пан Тайлун, Чжоу Минсю, Чжао Мэнмэн, Ни Цзыю

Механическая и электрическая структура (Shougang International Engineering Co. , ООО+ CCTN Design):

-Shougang International Engineering Co., Ltd. : Ли Ян, Хоу Цзунда, Юань Вэньбин, Чен Ган, Нин Чжиган, Инь Юнган, Цзи Юнпин, Чжан Сючжэнь, Чэнь Силей, Ли Хунфэй, Ю Лифэн

-CCTN Дизайн: Чжоу Лэ, Го Фачэн, Ван Чао, Сунь Юэ, Ван Сянжун, Ван Мэн, Чжэн Хао, Ли Юнжэнь, Чжан Лисинь, Ху Яншо, Цай Сяохань, Ю Минсонг, Су Вэньцзин, Хэ Чжиюн, Ду Син

Изображение вверху: Южный фасад здания No.3 доменная печь

Все изображения © Chen He

> via CCTN Design

CCTN Design превращает бывшую доменную печь в Пекине в музей

CCTN Design превращает бывшую доменную печь в Пекине в музей

Китайское архитектурное бюро CCTN Design разработало амбициозный проект регенерации, направленный на преобразование бывшей доменной печи в Пекине в оживленный музей и культурный центр.
По завершении в 2019 году проект станет первой реконструкцией заброшенного сталелитейного завода в Китае.

---

Доменная печь является частью крупного промышленного комплекса, управляемого китайской государственной сталелитейной компанией Shougang Group , чьи предприятия были перенесены за пределы Пекина перед Олимпийскими играми 2008 года, что сделало металлургический завод вышедшим из употребления.

Затем Shougang решил преобразовать часть старого завода, а именно одну из трех доменных печей вместе с прудом-охладителем, в культурный комплекс, поручив CCTN спроектировать его.
Чтобы справиться с такой сложной схемой, китайское архитектурное бюро разработало очень гениальное решение, которое сочетает в себе реставрацию и адаптивное повторное использование огромной доменной печи с созданием новых пространств для выставок искусства, мультикультурных программ и помещений для посетителей.

В то время как огромная доменная печь и ее здание будут тщательно отреставрированы , чтобы продемонстрировать 100-летнее промышленное прошлое участка, шесть площадок обслуживания старой печи будут преобразованы в выставочные, образовательные и концертные помещения.
Рядом с доменной печью CCTN спроектировала четыре земляных здания , которые будут содержать различные функции, включая временный выставочный зал, ресторан и магазин.
Наконец, – «подводный» круглый павильон , 60 метров / 197 футов в поперечнике, будет построен в середине пруда-охладителя. Павильон, в котором разместится художественная выставочная галерея, будет соединен со зданием печи 150-метровой (492-футовой) опорой.
Проект восстановления также включает парк с тропами, тротуарами и общественными площадями.

Визуализация интерьеров доменного цеха

Внешний вид и внутренний вид новостройки, прилегающей к печи .

Внутренние виды павильона «подводного» искусства.

---

При проектировании комплекса архитекторы вдохновлялись философскими принципами даосизма .

«В философской системе Лао Цзы и Чжуан Чжоу« Инь »и« Ян »взаимно усиливают и нейтрализуют друг друга, но при этом зависят друг от друга.В «Дао дэ цзин» Лао Цзы пишет «»: «Чтобы построить дома, необходимо открывать двери и окна. Только после того, как появятся эти пустые части, дом сможет реализовать свою функцию ». , который иллюстрирует отношение преобразования между «пустым и полным». В «О равенстве вещей» Чжуан Чжоу пишет: « Становится ли Чжуан Чжоу бабочкой или наоборот? Несомненно, между Чжуан Чжоу и бабочкой будет какая-то разница. Это называется преобразованием вещей. *, который дополнительно иллюстрирует философскую идею обратимости субъекта и объекта. Заброшенные промышленные останки открывают безграничные возможности для общественного использования ».

* Архитекторы цитируют знаменитую историю, в которой китайский философ Чжуан Чжоу (также известный как Чжуанцзы) , после того, как ему приснилось, что он бабочка, спрашивает себя, тот ли человек, которому приснилось, что он был бабочкой или бабочкой. снится, что он мужчина. (TLN)

Исходя из этих концепций, CCTN Design разработала трехточечную стратегию проектирования, сочетающую сохранение и восстановление.

«Запечатать старое», то есть скромно обработать промышленные останки и сохранить уникальную городскую память об этой земле; «Убрать лишнее», то есть предусмотрительно убрать ненужные постройки, открыть коридор диалога между промышленностью и природой; «Ткать новое», то есть создавать общественное пространство и внедрять функции, направленные на стимулирование бодрости и превращение в совершенно новую часть городской жизни. Это мощный катализатор; статическая защита трансформируется в динамическую регенерацию ».

Доменная печь Шуган №3 Музей, план участка.

Принципиальная схема, показывающая три фазы процесса проектирования (слева направо, сверху вниз): «Закрепление старого», «Удаление лишнего» и «Создание нового» и окончательная настройка.

Музей доменной печи Шуган № 3 Пекин, вид сверху

---

CCTN Design – это шанхайская дизайнерская фирма, основанная и возглавляемая Ченг Тайнингом , академиком Китайской инженерной академии. Она предоставляет услуги архитектурного проектирования, городского планирования, ландшафтного дизайна и дизайна интерьеров. Бо Хунтао , главный архитектор CCTN Design, был удостоен награды Китайского молодежного архитектора и премии Королевского института городского планирования Академии за выдающиеся достижения в 2017 году.

---

Данные проекта
Строительная площадка: Завод Shougang на горе Шицзин, Пекин
Планируемое завершение: начало 2019 г.
Размер проекта: 49 800 кв. М (536 000 кв. Футов)
Заказчик: Beijing Shougang Construction Investment Co., Ltd.
Дизайн и управление заказчиком Команда: Ван Шичжун, Лю Хуа, Цзинь Хунли, Сюй Янь, Чай Дэвэнь, Донг Цюаньси
Команда разработчиков: CCTN Design, Shougang CCTN, Shougang International Engineering Co., Ltd.
Plan (CCTN Design): Бо Хунтао, Лю Пэнфэй, Чжан Ян, Гао Вэй, Фань Дандан, Кан Ци, Чжоу Минсюй.
Архитектура (CCTN Design www.acctn.com): Бо Хунтао, Чжао Цзякан, Чжан Ян , Гао Вэй, Чжан Чжикун, Чжу Сюэюнь, Кан Ци, Ли Кэхуэй, Тан Сируй, Пан Тайлун, Чжоу Минсю, Чжао Мэнмэн, Ни Цзыюй
Машиностроение и электротехника: Shougang International Engineering Co., Ltd. + Дизайн CCTN

Вид на набережную вокруг охлаждающего бассейна

Все изображения любезно предоставлены CCTN Design

Модельный подход к доменному производству чугуна

Эксперты Hatch написали новую книгу, чтобы помочь инженерам разработать модель первых принципов процесса производства чугуна в доменной печи с использованием современных программных средств.

Миссиссауга, Канада – Компания Hatch рада объявить о публикации нового технического справочника Доменное производство чугуна: анализ, контроль и оптимизация, , авторами которого являются эксперты в нашем металлургическом бизнесе. В книге представлен новый отраслевой стандарт, в котором подробно описан фундаментальный подход к моделям баланса массы и энергии доменной печи – важное обновление подхода, впервые опубликованного в The Iron Доменная печь; Теория и практика (1979), стандартный справочник за последние сорок лет для доменных инженеров.

Доменная печь чугуна: анализ, контроль и оптимизация помогает другим инженерам создавать значимые модели, описывающие доменный процесс в промышленных масштабах. Он использует фундаментальный подход из первых принципов для подготовки баланса массы и энергии доменной печи в Microsoft Excel ™ и включает практическую информацию и технические основы, которые позволяют проводить более полные оценки, чем «практические правила», используемые в настоящее время в отрасли.

«Наша цель при написании книги состояла в том, чтобы обеспечить фундаментальное понимание, чтобы подготовить модель доменной печи, которая могла бы использоваться в промышленности, но также быть инструментом для обучения инженеров этому сложному металлургическому процессу», – сказал Ян Кэмерон, автор и руководитель Hatch. Металлург, черный для практики пирометаллургии.«Представленные концепции ценны, поскольку инженеры доменных печей развивают Индустрию 4.0, сочетая фундаментальные знания с технологиями искусственного интеллекта и машинного обучения».

На создание книги ушло более пяти лет, и в рамках работы над книгой он посетил более двадцати доменных печей в США, Канаде, Франции, Бразилии, Австралии, России, Японии, Китае, Нидерландах и Аргентине.

«Прелесть этой книги в том, что она берет сложную систему и разбивает ее на составляющие.Мы эффективно представляем модель от ее корней, и она учит людей строить аналогичные модели. Если что-то изменится через десять или двадцать лет, читатели должны – с помощью этой книги – иметь возможность изменить модель и наслоить ее, чтобы конкретизировать то, что происходит в доменной печи читателя, поскольку фундаментальные знания уже есть », – сказал Кайл Лефевр. , автор и инженер-технолог в сфере пирометаллургии Hatch.

Hatch обладает глубокими знаниями и опытом во всех аспектах проектирования и эксплуатации доменных печей.Будь то опыт в строительстве или замене футеровки доменной печи, оптимизации расхода топлива и производительности или внедрения технологий Индустрии 4.0, Hatch помогает нашим клиентам поддерживать конкурентные преимущества в своем металлургическом бизнесе. Участие в подобных инициативах – лишь один из способов, которыми Hatch работает, чтобы внести позитивные изменения в производителей наиболее широко используемого в мире металла – стали.

Чтобы узнать больше о нашем опыте в черной металлургии, посетите наш веб-сайт здесь.

Чтобы получить дополнительную информацию и / или приобрести копию книги, щелкните здесь.

Присоединяйтесь к нам на конференции AISTech на стенде № 1851, чтобы получить шанс выиграть подписанный экземпляр книги. Более подробная информация о конференции следующая. кликните сюда.

За дополнительной информацией обращайтесь:

Линдси Янка
Глобальный директор по связям с общественностью
Тел .: +1 905 403 4199
Эл. Почта: [email protected]

О люке

Наши инженеры могут спроектировать и построить все, что видят наши клиенты. Обладая более чем шестидесятилетним деловым и техническим опытом в горнодобывающей промышленности, энергетике и инфраструктуре, мы знаем ваш бизнес и понимаем, что ваши задачи быстро меняются.Мы быстро реагируем, предлагая более умные, эффективные и инновационные решения. Мы привлекаем наших 9000 сотрудников с опытом работы в более чем 150 странах, чтобы бросить вызов существующему положению вещей и внести позитивные изменения в жизнь наших клиентов, наших сотрудников и сообществ, которые мы обслуживаем.

Узнайте больше на www.hatch.com.

.