Металлургиялық пештер

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 18 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі Шығыс Қазақстан облысы Д. Серікбаев атындағы мемлекеттік техникалық университеті.
Химия, металлургия жыне байыту кафедрасы

Реферат
тақырыбы: Металлургиялық пештер

Орындаған: 16-ОПК-1 группасының студенті Манажанов А.Е
Тексерген: Рамазанова Р.А.

Өскемен қаласы 2017ж.

Жоспар
1 Домна пеші ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 3
2 Домна пешінің жалпы сипаттамасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...4
2.1 Домна пешінің пішіні. Пішіннің негізгі өлшемдері және оның құрам бөліктері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...7
3 Мартен пеші ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 9
3.1 Пештің бастиектері ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...11
3.2 Тік арналар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .11
3.3 Қож жинағыштар ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .11
3.4 Пеш көмейлері ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 12
3.5 Мартен пешінің металл қаңқасы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .12
4 Мартендік бадқыту технологиясы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .13
5 Мартен пешінің отыны ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..16
6 Индукциялық пештер ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .18
6.1 Индукциялық пештерде балқыту технологиясы ... ... ... ... ... ... ... ... 19
6.2 Негізгі шегендеуі бар пеште балқыту ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .21
6.3 Қышқыл шегендеуі бар пештердегі балқыту ... ... ... ... ... ... ... ... ... .21
Қорытында ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .25
Пайдаланылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... 26

Кіріспе
Бүкіл әлемде темір мен оның қорытпаларын табиғи шикзаттан тікелей алудың нәтижелі тәсілдерін табу бойынша қарқынды жұмыс жүргізілуде. Мұндай процестерді домнадан тыс, тікелей, металдау процестері деп атайды. Қазіргі уақытқа дейін рудаларды тікелей тотықсыздандырудың бірнеше тәсілдері жасалған және қолданылады.
Қолданылуы бойынша темір металдар арасында ерекше орынға ие. Темірмен және оның қорытпаларымен материал мәдениетінің дамуы, қоғамдық өндірістің барлық саласындағы техникалық прогресс тығыз байланысты.
Домна процесінің одан әрі дамуы көлемнің ұлғаюына, анағұрлым тиімді бейінге көшуіне, домна пештерінің конструкцияларын жетілдіруге , процесті механикаландыру және автоматтандыруға байланысты.
Болат өндірісін жедел және экономикалық арттырудың негізгі жолдары оттекті-конвертерлік процесс пен электр металлургиясының дамуы болып табылады. Электр металлургиясы оттекті-конвертерлік процесспен қатар болат өндірісінің анағұрлым перспективалы тәсілі болып табылады. Осындай процесс, электр пештерінде балқытуға болатын темір кеуегін (90-95 % Fe) ала отырып, рудадан темірді тікелей тотықсыздандыру процестерінің дамуымен байланысты, жалпы металлургиялық циклға енеді.
Электрлік болат балқыту пештерінде болатты балқыту металл сынығының айтарлықтай көлемін кайта өңдеуге мүмкіндік береді. Болат және ферроқорытпалардың электр металлургиясы доғалы пештерде болат балқытудың бұрыннан келе жатқан тәсілін жетілдіру мен жаңа вакуумдық доғалы, электр қожды , плазмалы доғалы және электрондық сәулелі қайта балқытудың пайда болуы нәтижесінде жоғарғы дамуға ие болды. Болат балқыту процестерінің өзіне тән ерекшелігі болатты құйма қалыптарға үздіксіз құюдың анағұрлым жетілдірілген әдістерін кеңінен пайдалану және металл өнімдерінің сапасына қойылатын талаптарды арттыру болып табылады.

Домна пеші
Домна пеші, домна - темір кентасынан шойын қорытуға арналған шахталық темір кентасынан шойын пеш. Ол темір-бетонды іргетасқа орнатылған көлденең қимасы дөңгелек биік шахта түрінде жасалады. Домна пешінің сыртқы беті қалыңдығы 30 - 35 мм темірмен тысталған, ішкі беті отқа төзімді материалдармен (жоғары бөлігі шамот кірпішімен, ал төменгі бөлігі, негізінен, көміртекті болат блоктармен қаланған) астарланған. Пештің ішкі бетінің балқымауы үшін және пеш қорабын (қаптамасын) жоғары температурадан қорғау мақсатында домна пешінде суы айналып тұратын салқындатқыштар пайдаланылады. Пештің сыртқы қорабы мен колошниктің құрылғысы іргетасқа орнатылған бағаналарға бекітіледі. Шихта (кентас, агломерат, кокс, флюс, т.б.) пеш колошнигіне скиптермен (сусымалы материалдар салынатын ыдыс) беріледі. Ауа үрлеуіш машинадан шыққан үрлеу пешінің горнына (көрігіне, яғни пештің төменгі бөлігіне) айнала орналасқан қыздырғыштар (мұнда ауа 1000 - 1200 ⁰С-қа дейін қызады) мен фурмалық приборлар арқылы жіберіледі. Сонымен қатар пешке фурмалар арқылы қосымша отын да (табиғи газ, мазут немесе көмір тозаңы) енгізіледі. Қорыту өнімдері горнның төменгі бөлігінде орналасқан балқыма ағатын науалармен шойын және шлак тасығыш шөміштерге жіберіледі. Пеште пайда болатын колошник газы пеш күмбезінде орналасқан газ шығарғыштар арқылы әкетіледі. Шойын ағатын науаның осі мен кентас тиегіш үлкен конус жиегінің аралығы домна пешінің пайдалы биіктігі, ал оған сәйкес келетін көлем оның пайдалы көлемі деп аталады. Домна пеші үздіксіз жеті - он жыл бойы жұмыс істей алады. Қазіргі кездегі домна пештерінің биіктігі жүз метрге дейін жетіп, ал пайдалы көлемі 5000 м3-ден асып, тәулігіне 6000 т шойын қорыта алады. Қосалқы бөліктерін қоса есептегенде домна пеші күрделі инженерлік құрылыс болып табылады. Домна пештеріне қажетті шикізат - кентастарды ұсақтау, агломерат жасау, шихтаны тиеу, ауаны қыздыру және оны үрлеу, қорыту процесінің өнімдерін жинау, сақтау, тасымалдау процестері күрделі механизмдермен, автоматты құралдармен жабдықталған. Қазақстанда Теміртау қаласындағы Испат - Кармет акционерлік қоғамы құрамында төрт домна пеші бар.

Домна пешінің жалпы сипаттамасы.
Домна пеші- құрамында темір бар материалдан жасалған шойынды балқытуға арналған шахта пеші. Пештің өнімділігі оның өлшемдеріне байланысты .
Домна пеші қуатты және жоғары өнімді агрегат болып табылады, оның ішінде шихта мен үрлеудің көп мөлшері жұмсалады. Қазіргі заманғы ( өлшемдері бойынша үлкен)домна пеші тәулігіне 23000 т шихта, 18000 үрлеу, 1700т табиғи газ жұмсайды және 12000 т шойын, 4000 т қож және 27000 т мойындық газ береді. Сонымен, үлкен домна пешінде минут сайын 9 т жуық шойын балқытылады. Материалдардың соншалықты көп мөлшерінің үздіксіз берілуін және шығарылуын қамтамасыз ету үшін пеш конструкциялары өте қарапайым және өте сенімді болуы қажет. болатын , жоғары қарай қозғалатын газ жылуы есебінен қыздырылады. Көріктегі газдың температурасы 1900-2100⁰С , СО, Н2 мен N2 тұрады және шихта қабатында қозғалу кезінде оны қыздырып қана қоймайды, сонымен бірге темір оксидтерін (FeO, Fe2O3 және Fe3O4) Fe-ге дейін тотықсыздандырады.
Пештен кететін газдың температурасы 250-300 ⁰С және ол мойындық деп аталады. Мойындық газды шаңнан тазартып алған соң ол домналық деп аталатын болады . Домналық газ жану жылуы төмен 3,5-тен 5,5 МДжм3-ге дейінгі төмен калориялы отын болып табылады. Домна газының кұрамы үрлеуді оттекпен байытуға және табиғи газ берісіне байланысты: 24-32 % CO, 10-18% CO2, 43-59% N2, 0,2-0,6 % CH4, 1,0-13,0% H2. Негізінде газ домна ауа жылытқыштардың қондырмасын жасау үшін, сонымен қатар кокс пен табиғи газ қоспасында -қыздыратын, термиялық және басқа пештерді жылыту үшін пайдаланылады.
Домна пешінің төменгі бөлігінде тотықсыздандырылған темір балқиды және шойын түрінде көрікке 11 ағады, онда ол біртіндеп жинақталады . Темірдің, марганецтің, кремнийдің және т.б. балқытылған тотықтары әк тас пен бірге сұйық аққыш қожды құрайды . Қож тығыздығының шойын тығыздығынан аз болуынан , қож шойынның үстінде орналасады (қалқып жүреді). Көріктен шойын және кож периодты түрде , сәйкесінше шойын 12 және қож 14 ағын өзек арқылы шығарылады. Сұйық шойынның шығу температурсы 1420-1520 ⁰С. Домна пешінің қалыпты және жоғары өнімді жұмысы үшін қуатты ауа жылытқыштар 18 қажет.
Домна пешінің пішіні. Пішіннің негізгі өлшемдері және оның құрам бөліктері .
Отқа төзімді қалаумен шектелген тік осьтік қимадағы домна пешінің жұмыс кеңістігінің ішкі кескіні пішін деп аталады. Шеген қызуы пешті қолданысқа енгізу сәтінен басталатындықтан, оның пішіні тұрақты болып табылмайды. Домна пешінің пішіні геометриялық кескініне және технологиялық тағайындалуына байланысты негізгі бөліктерге бөләнеді. Домна пешінің жалпы түрі төмендегі суретте көрсетілген.
Пеш биіктігі бойынша келесі элементтерден тұрады : мойын, шахта , пеш қазан , кемершіктер, көрік және пеш табан. Мойында материалдарды толтыру деңгейі және материалдарды шахта қимасы бойынша үлестіру қалыптасады. Шахта шихтаны балұу температурасына дейін қыздыруға арналған. Сонымен қоса , шахтада темірді тотықсыздандыру процестері де жүреді.
Пеш қазан - пештің ең кең бөлігі, онда негізгі балқыту процестері жүреді. Пеш қазаннан төмен - кеміршіктер , олар аса қыздыруға және балқыма мен қожды пеш қазаннан көрікке жеткізу үшін қызмет етеді. Көрік пеш табанға - отқа төзімді қалауға тіреледі. Көрік балқыту өнімдері - шойын мен қожды жинау үшін қажет. Кемершіктер мен көрік шегінде үрлеуіштер орналасқан, олар арқылы ыстық үрлеу , кейде отын да (табиғи газ) беріледі.
Көрік жоғарғы және төменгі болып немесе сәйкесінше үрлеу аймағына және металл қабылдағышқа бөлінеді. Металл қабылдағыш табанын пеш табан деп атайды . Металл қабылдағыштың шойын ағын өзек табанынан төмен орналасқан бөлек зумпф немесе өлі қабат (биіктігі h ) деп аталады . Үнемі балқытудың сұйық өнімдерімен толтырылған бұл аймақ пеш табанды көрікте болатын процестер әсерінен өорғайды. H биіктігі көріктің hг биіктігіне кірмейді.
Пішіннің негізгі өлшемдері пештің пайдалы және толық биіктігі, оның жеке бөліктерінің (кемершіктер, көрік, пеш қазан, шахта , мойын) биіктігі және олардың диаметрлері болып табылады .П ішіннің көрсетілген бөліктерінің негізгі өлшемдері пештің жұмыс кеңістігін , яғни пештің шойын ағын осінен үлкен конус жиегіне дейінгі немесе шеткі түсірілген қалпында толтыру аппаратының үлкен конусының құйғышы бекітілген мойын каптамасының негізгі тірек сақинасының жоғарғы жиегіне дейінгі ара қашықтықты толық биіктік деп атайды.
Көрік биіктігі - шойын ағын өзек осінен кпмершіктердің төменгі жиегіне дейінгі ара қашықтық . Пеш қазан диаметрі пеш қимасы бойынша өтетін газ ағынының таралуын белгілі бір шамада анықтайды . Пеш қазан диаметрінің шамадан тыс ұлғаюы мен пештегі газ ағымының біркелкі таралмауын күшейтеді. Сондықтан ұтымды пішін пеш қазан диаметрінің 1,09-1,14-ке тең көрік диаметріне қатынасымен қамтамасыз етіледі.
Пеш қазан биіктігі пеш қазан мен мойынның диаметрлері тұрақты болғанда шахтаның көлбеу бұрышын анықтайды. Шахтаның көлбеу бұрышымен анықтайды. Мойын диаметрі пеш қазан диаметріне қатынасының шамасы 0,67-0,75 аралығында болуы тиіс. Шахтаның биіктігі бірдей болғанда осы қатынаспен оның көлбеу бұрышын анықталады. Шахта қабырғаларын көлбеулету шихта материалдары діңгегін қопсытуды қамтамасыз ету үшін және қыздыру кезінде материалдар көлемінің ұлғаюынан олардың ұалануын болдырмау үшін қажет.
Мойын биіктігі материалдардың пеште таралуына елеулі әсер етеді. Цилиндрлік мойынның бар болуы толтыру деңгейі өзгергенде материалдар таралуындағы біркелкісіздікті азайтуға мүмкіндік туғызады. Әр түрлі көлемді пештерге арналған мойынның биіктігі 2,5-тен 3,0 м дейінгі аралықта ауытқиды.
Көріктің берілшен биіктігі болғанда кемершіктер биіктігі онда пештің жұмы кеңістігі тарыла бастайтын горизонт орнын анықтайды. Тарылудың басталуы шихтаның рудалы бөлігінің сұйық күйге өтуі нәтижесінде балқу материалдарының азаюына сәйкес келуі тиіс. Қазіргі заманғы пештерде кемершіктер биіктігі 3,0-ден 3,7 м-ге дейінгі аралықта ауытқиды. Шахта биіктігі пеш қазан мен мойынның диаметрлері тұрақты және пеш қазанның берілген биіктігі болғанда оның қабырғаларының көлбеу бұрышын анықтайды.
Домна пешінің негізгі өлшемі пайдалы көлем болып табылады. Ресейде домна пештері типтік жобалар бойынша салынады, оларға сәйкес пайдалы көлемнің келесі шамалары көзделген, м3: 1033, 1386, 1513, 1719, 2002, 2700, 3000, 3200, 4500, 5000 және 5500. Өлшемдер арасындағы оңтайлы ара қатынастар пештер пайдалануының көп жылдық тәжірибесі негізінде тудырылған.
Әдетте толық биіктік пайдалы биіктіктің 1,085-тен 1,11 дейінгі аралығында өзгереді. Шахтаның көлбеу бұрышы α -82⁰ -85 ⁰ кемершіктердің көлбеу бұрышы β 79-81⁰ құрайды. Пайдалы биіктіктің пеш қазан диаметріне қатынасы 2,83-2,11 құрайды, ол пештің пайдалы көлемі артқан кезде азаяды. Мойын диаметрінің пеш қазан диаметріне қатынасы 0,62-0,7 және пеш қазан диаметрінің көрік диаметріне қатынасы 1,1-1,13 тең.

Мартен пеші
Мартен пешінің конструкциясы , пештің негізгі элементтері
Мартен пеші - шойын мен болат сынықтарынан болат балқытуға арналған жалынды регенеративтік пеш. Жоғары калориялы (табиғи газбен немесе мазутпен) және төмен калориялы отынмен (кокс-домна қоспасы) жағылатын мартен пештерінің 4 және 5 суреттерде келтірілген. 4 -суретте пештің және регенераторлардың жұмыс кеңістігінің құрылымы , ал 5- суретте пеш көмейлерінің және жылжымалы құрылғылардың сұлбасы толығырақ көрсетілген.
Пештің құрылымында екі негізгі бөлік: а) пештің, оның екі шетінде орналасқан және жану өнімдерін шығаруға арналған газ тәрізді отын мен ауаның берілуі және жану өнімдерін шығару үшін кезекпен қызмет ететін жұмыс кеңістігі мен бастиектерден тұратын жоғарғы құрылымы; б) пештің, түтін газдарымен әкетілетін шаң мен қожды жинауға арналған қож жинағыштардан, сондай-ақ, жану өнімдерінің жылуын кейін оны ауаға жіберумен шоғырлайтын регенераторлардан тұратын төменгі құрылымы бар.
Пештің жұмыс кеңістігі .
Мартен пешінің жұмыс кеңістігі шихтаны тиеуден бастап дайын металды шығаруға дейін технологиялық болат балқыту процесін іске асыруға арналған. Ол пеш түбімен, тоғыспасымен, алдыңғы және артқы қабырғаларымен , ал шет жақтарынан пештің бастиектерімен шектелген белгілі бір бейіндегі камераны білдіреді. (6- сурет).
Опырылымды ауыздарының табалдырықтарының деңгейінен төмен орналасқан және пештің түбінен , бойлық және көлденең қиябеттерден қалыптастырылған жұмыс кеңістігінің бөлігі астау пеші деп аталады.
Астаудың негізгі өлшемдеріне оның ұзындығы L, ені E және тереңдігі h жатады. Мартен пешінің жұмысын сипаттайтын мағызды шамасы төгетін ауыздарының табалдырықтары деңгейдегі табандардың ауданы болып табылады : S=L*E.
Астаудың көлемі балқытылған металдың барлық массасын және қалыңдығы 50-100 мм қождың қабатын сыйдыру керек:
V=S*h*k
Мұнда k- астаудың сыйымдылық коэффициенті, ол ұзындығын , енін және тереңдігін жүргізумен пайда болған параллелепипедтің қандай көлемін астаудың көлемі білдіретінін көрсетеді (k=0,45 - 0,70) .
Астаудың табаны келесі түрде орналасады: 10-15 мм қалыңдығымен металл табаққа қалыңдығы 20-30 мм табақшалы тасзығырды , одан әрі арнайы сұлба бойынша ерітіндісіз төселген периклазды қаланған қабатты (350-800 мм) салады.
Бойлық және көлденең қиябеттерді білдіретін астаудың қабырғалары ерітіндісіз периклазды кірпіштен қаланады. Қиябеттердің көлбеу бұрышы=45⁰ құрайды және материалды қалыптандыру ретінде пайдаланылатын құрғақ периклазды ұнтақ қиябетінің нақты бұрышына сәйкес келеді. Артқы бойлық қиябеттің төменгі бөлігінің ортасында болат шығару тесігі орналасады.
Қазіргі уақытта негізгі мартен пештерінде күмбездерді орналастыру үшін отқа төзімді материалдар ретінде термиялық төзімді периклаз- хромитті немесе периклаз-шпенелидті кірпішті қолданады. Бұл материалдар жоғары отқа төзімділікке, темір оксидтерінің әсеріне салыстырмалы жақсы кедергілікке ие .
Алайда көрсетілген материалдар(= 1560-1600 ⁰С) жүктеме астында деформация басында салыстырмалы төмен температураға, 2,8 тм3 жететін аса көлемді массаға ие. Кірпіштер жұмыс кеңістігінің температуралық жағдайларында өзара пісірілмейді және маңызды температуралық кеңдікке ие, бұл күмбез аркасы арасындағы жіктердің ашылуына әкеледі.
Пештің бастиектері
Пештің бастиектері жұмыс кеңістігінің шет жаөтарында орналасқан және жанатын өнімдердің жануы мен шығарылуы үшін отын, ауа беруге арналған . Пеш жұмысының реверсивтік сипатына байланысты бастиектері ауыспалы: бірде отын мен ауаның келуіне, бірде жану өнімдерінің қайтарылуына жұмыс істейді.
Тік (вертикаль) арналар
Тік арналар пештің жоғарғы құрылымын төменгімен біріктіре отырып, жылытылған ауаны бастиегіне беру және жанатын өнідерді қайтару үшін қызмет етеді. Олардың қиылысу ауданы түтін ағынының жылдамдықтарымен анықталад. Пішіні- ұзындығының еніне қатынасы екі арналы бастиектер үшін - 1,2-1,5 және бір арналы бастиектер үшін -0,5-0,6 тік бұрышты. Арналардың қалануына өз массасы ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.