Kako koristiti visoku peć. Čemu služi visoka peć? Konstrukcija, princip rada i uređaj visoke peći

Moderna civilizacija neraskidivo je povezana s razvojem proizvodne tehnologije, što je nemoguće bez poboljšanja alata i materijala koji se koriste za njihovu izradu.

Među svim materijalima prirodnog podrijetla ili koje je stvorio čovjek, najznačajnije mjesto zauzimaju željezni metali - legura željeza i ugljika uz prisustvo drugih elemenata.

Legure koje sadrže 2-5% ugljika klasificiraju se kao lijevano željezo; one koje sadrže manje od 2% ugljika klasificiraju se kao čelik. Za taljenje metala koristi se posebna tehnologija visoke peći.

ABC proizvodnje

Visoko taljenje je proces proizvodnje lijevanog željeza iz željezne rude prerađene u visokim pećima ili, kako ih još nazivaju, visokim pećima.

Glavni materijali potrebni u procesu takve proizvodnje su:

• gorivo u obliku koksa dobivenog iz ugljena;
• željezna ruda, koja je izravna sirovina za proizvodnju;
• fluks – posebni dodaci od vapnenca, pijeska i drugih materijala.

Željezna ruda ulazi u visoke peći u obliku komadića sitnih stijena sraslih zajedno - aglomerata ili peleta, u obliku rudnih grudica. Sirovina se unosi u gornji dio visoke peći sloj po sloj, naizmjence sa slojevima koksa i sloj po sloj dodavanjem fluksa.

Bilješka: fluks je neophodan kako bi jalovina i razne nečistoće, koje se nazivaju troska, plutale.

Troska koja pluta na površini vrućeg lijevanog željeza se cijedi prije nego se metal stvrdne. Materijal koji se puni za taljenje lijevanog željeza, a sastoji se od željezne rude, koksa i topitelja, naziva se punjenje.

Visoka peć, koja ima profil sličan tornju sa širokim postoljem, iznutra je obložena vatrostalnim materijalom - šamotom.

Glavni elementi dizajna su:

• ramena;
• para;
• ognjište;
• rudnik
• rog

Parna komora je najširi dio visoke peći. On topi rudu i topilicu, što rezultira troskom. Kako bi se spriječio utjecaj visokih temperatura na zidove i kućište peći, koriste se rashladni uređaji s cirkulacijom vode.

Okno visoke peći izgrađeno je u obliku stošca koji se pri dnu širi – ovakva konstrukcija visoke peći omogućuje slobodno padanje šarže tijekom procesa taljenja. Stvaranje lijevanog željeza, koje se spušta u peć tijekom procesa taljenja, događa se u pari i ramenima. Za zadržavanje čvrstog punjenja u pari i oknu ramena imaju oblik stošca, s proširenjem prema vrhu.

Kako radi

Šarža se ulijeva u visoku peć kroz peć u kontinuiranim obrocima.

Kako bi se osigurao kontinuitet rada, u blizini visoke peći postavljeno je skladište za pelete (sinter), fluks i koks - bunker namijenjen za pripremu punjenja.

Dovod sirovina u bunkere, kao i dovod šarže do uređaja za punjenje na vrhu, vrši se kontinuirano pomoću transportera.

Tonući pod svojom masom, šarža ulazi u središnji dio ložišta, gdje se pod utjecajem vrućih plinova koji nastaju izgaranjem koksa zagrijava materijal željezne rude, a preostali plinovi izlaze kroz vrh.

U ložištu, koje se nalazi na dnu ložišta, nalaze se uređaji za dovod strujanja toplog zraka pod pritiskom - tuyeres. Tuyers imaju prozore sa staklom otpornim na toplinu, što omogućuje vizualnu kontrolu procesa.

Bilješka: Radi zaštite od visokih temperatura, uređaji se hlade vodom kroz unutarnje kanale.

Koks spaljen u kovačnici proizvodi temperaturu potrebnu za taljenje rude, koja prelazi +2000 stupnjeva.

Tijekom procesa izgaranja, koks i kisik spajaju se u ugljični dioksid.

Učinak visoke temperature na ugljični dioksid pretvara ga u ugljični monoksid, koji oduzima rudu i smanjuje željezo. Proces stvaranja lijevanog željeza događa se nakon što željezo prođe kroz slojeve vrućeg koksa. Kao rezultat ovog procesa, željezo je zasićeno ugljikom.

Nakon što se lijevano željezo nakupilo u kovačnici, tekući metal se ispušta kroz rupe koje se nalaze ispod - slavine. Prije svega, troska se ispušta kroz gornji otvor za slavinu, a zatim se lijevano željezo ispušta kroz donji otvor za slavinu. Lijevano željezo se posebnim kanalima ulijeva u lonce postavljene na željezničkim peronima i transportira na daljnju preradu.

Lijevačko željezo, koje će se kasnije koristiti za izradu odljevaka, ulazi u stroj za lijevanje i skrućenjem se pretvara u poluge – ingote.

Za proizvodnju čelika koristi se lijevano željezo, koje se naziva pretvorbeno željezo - čini do 80% proizvodnje.

Prerađeno sirovo željezo transportira se u ljevaonicu čelika s konverterima, otvorenim ložištima ili električnim pećima. U modernim, ogromnim visokim pećima, ne koriste se samo tokovi vrućeg zraka za podržavanje procesa izgaranja, već i čisti kisik, koji se koristi zajedno s prirodnim plinom.

Ova tehnologija omogućuje potrošnju manje koksa, ali je tehnološki složenija. Stoga se za upravljanje proizvodnim procesom i izbor optimalnih načina taljenja koriste računala koja mogu istovremeno analizirati rad svih sustava.

Pogledajte edukativni video koji opisuje princip rada i nijanse visoke peći:

Namjena visoke peći je provođenje procesa taljenja ferolegura i lijevanog željeza. Za proizvodnju ovih materijala koriste se sirovine željezne rude. Povijest podrijetla naziva takve opreme seže u 14. stoljeće. Pojam “domena” potječe od riječi puhanje. Prve peći pojavile su se u Europi, a zatim su nakon 16. stoljeća stigle u Rusiju.

Konstrukcija visoke peći je sljedeća: peć je postavljena na temelj, a čelično kućište pokriva vanjsku stranu. Temelj je prilično visok, njegov površinski, toplinski otporni dio naziva se panj. Kućište obično ima debljinu od 4 do 6 cm, unutar njega, duž zidova, nalaze se proizvodi otporni na vatru. Na vrhu temelja nalazi se greben, koji je izložen hidrostatskom tlaku otopljene mase i visokim temperaturama. Hrpe deverike smještene unutar kućišta okružuju posebne hladnjake. Predstavljeni su pločama od lijevanog željeza sa zavojnicama kroz koje cirkulira voda.

Oprema nezaobilazna u crnoj metalurgiji

Proizvodnja visokih peći jedan je od teških zadataka u području metalurgije. Ali u isto vrijeme, ovaj dizajn datira više od jednog stoljeća. S razvojem znanstvenog i tehnološkog napretka, dizajn peći se malo promijenio, počeli su se dodavati elementi i dijelovi koji su omogućili znatno ubrzanje proizvodnog procesa. Osim toga, mnogi načini rada koje je teško kontrolirati u modernim pećima su automatizirani.

Rad visokih peći važna je komponenta moderne industrije željeza i čelika. U modernoj proizvodnji koristi se samo oprema s visokom razinom produktivnosti. Osim toga, napredne visoke peći opremljene su sustavima automatizacije. Uloga automatizacije je regulirati, kontrolirati i bilježiti glavne karakteristike procesa taljenja. Moderna peć može kontrolirati razinu na kojoj se šarža ulijeva, dovod rude, temperaturu puhanja i tlak plina.

Produktivnost takvih peći raste, moglo bi se reći, u korak s vremenom. Poboljšanja sustava taljenja omogućuju nekoliko puta povećanje produktivnosti opreme.

Dijagram visoke peći daje vizualnu ideju o tome kako radi. Ovdje možete vidjeti kako se dizajn opreme mijenja u područjima s visokim temperaturama. Također, uzimajući u obzir dijagram, možete vidjeti gdje se komponente sirovina ulijevaju i do koje razine.

Procesi u visokoj peći odvijaju se po strogo utvrđenom redoslijedu. Sama peć ima okomiti oblik, usporediv s tipom osovine. Visina može malo varirati, ali ne prelazi 35 m. Promjer strukture obično je 2,5 - 3 puta manji. Proces se odvija u određenom slijedu. Prvo se obnavlja željezo. Zatim se obnavljaju drugi elementi - fosfor, sumpor i drugi. Nastala troska, koja je već značajno izmijenila svoje komponente, teče prema dolje i nakuplja se u području ložišta. Kemijski sastav troske određuje sastav lijevanog željeza.

Princip rada opreme

Princip rada visoke peći izražava se u nekoliko fizikalnih i kemijskih operacija. Prisutnost ovih operacija određena je temperaturnim područjem same peći i opterećenjem materijala. Općenito, mogu se razlikovati sljedeći procesi:

• proces razgradnje vapnenca, što rezultira stvaranjem ugljičnog anhidrida i kalcijevog oksida;
• restauracija željeza i drugih elemenata;
• karburizacija željeza;
• taljenje metala;
• stvaranje i topljenje troske;
• izgaranje goriva i drugo.

Grijač zraka visoke peći je uređaj u kojem se zrak prethodno zagrijava. Taj se zrak zatim dovodi u peć. Ranija oprema za taljenje lijevanog željeza nije imala takav element kao što je grijač zraka. Razvoj uređaja omogućio je značajno smanjenje troškova goriva.

Šarža u modernom smislu je mješavina koksa, sinter željezne rude i topljenih sirovina. Prije procesa taljenja šarža se posebno priprema. Najprije se zdrobi, a zatim prosije. Nakon prosijavanja veliki komadi se šalju na ponovno drobljenje.

Rezultat procesa izgaranja je povećanje temperature. Najviša temperatura može doseći više od 2000 stupnjeva Celzijusa. Procesi se odvijaju pod pritiskom vrućih plinova. Kada se dižu, ti se plinovi hlade na 300-400 stupnjeva u blizini kokošnika.

Namjena peći

Proizvodnja sirovog željeza u visokoj peći važna je grana industrije željeza i čelika. Ovaj rad zahtijeva ne samo potrebu za korištenjem posebne opreme, već i pažljivo pridržavanje određenih tehnologija. Taljenje se izvodi u visokoj peći iz otpadnih stijena i rudne tvari. Rudna tvar može biti crvena, smeđa, spar, magnetska željezna ruda ili ruda mangana.

Redukcija željeza jedna je od glavnih faza proizvodnje lijevanog željeza. Kao rezultat ovog procesa, željezo postaje tvrdo. Zatim se uranja u paru, koja potiče otapanje ugljika u glačalu. Tako nastaje lijevano željezo. U vrućem dijelu peći počinje se topiti samo lijevano željezo, polako se spuštajući u donji dio.

Načelo rada visoke peći ovisi o vrsti ovog glomaznog uređaja. Postoje koksare i peći na drveni ugljen. Prvi rade na koksu, drugi na drvenom ugljenu. Oknasta peć je predviđena za kontinuirani rad. Oblik ove opreme su dva stošca, presavijena sa širokim stranama u podnožju. Između ovih stožaca nalazi se dio ložišta koji ima cilindričan oblik – para.

Industrijska visoka peć, nazvana talionica, dizajnirana je za prijenos prerađenog materijala iz jednog stanja u drugo. Dakle, čvrsto stanje postupno, pod utjecajem temperature iznad tališta, prelazi u tekuće stanje. Materijal doveden u tekuće stanje može biti u visećem stanju, kao iu kristalizatoru, lončiću, rudničkoj kovačnici ili kupki na ognjištu. Industrijske visoke peći koriste se za proizvodnju metala iz ruda. U njima se odvijaju procesi taljenja obojenih metala i čelika, topljenje stakla i drugi.

Popravak visokih peći može se izvesti na više načina. Veliki popravci se izvode po potrebi ili u vezi s planiranim velikim popravcima. Upravo u tom razdoblju obustavlja se kontinuirani proces rada. Veliki popravci podijeljeni su u tri vrste kategorija. U prvoj kategoriji popravka, tekući proizvodi taljenja moraju se potpuno osloboditi iz peći i mora se izvršiti temeljit pregled cjelokupne opreme. Druga kategorija označava prosječni popravak sa zamjenom nekih elemenata. Treća kategorija popravka uključuje promjenu uređaja za punjenje i podešavanje zaštite visoke peći.

U ovom članku govorit ću o najvažnijem elementu suvremene proizvodnje ferolegura i lijevanog željeza, visokoj peći. To je glavna oprema visoke peći, pa mislim da su svi zainteresirani naučiti nešto o komponentama visoke peći i principu rada.

Kao sirovina koristi se željezna ruda, a glavni proizvod proizvodnje visokih peći je lijevano željezo, koje je našlo svoju primjenu u raznim područjima djelatnosti: proizvodnji automobila, proizvodnji sanitarija, posuđa od lijevanog željeza itd.

Moderna civilizacija neraskidivo je povezana s razvojem proizvodne tehnologije, što je nemoguće bez poboljšanja alata i materijala koji se koriste za njihovu izradu.

Među svim materijalima prirodnog podrijetla ili koje je stvorio čovjek, najznačajnije mjesto zauzimaju željezni metali - legura željeza i ugljika uz prisustvo drugih elemenata.

Legure koje sadrže 2-5% ugljika klasificiraju se kao lijevano željezo; one koje sadrže manje od 2% ugljika klasificiraju se kao čelik. Za taljenje metala koristi se posebna tehnologija visoke peći.

Visoko taljenje je proces proizvodnje lijevanog željeza iz željezne rude prerađene u visokim pećima ili, kako ih još nazivaju, visokim pećima.

Glavni materijali potrebni u procesu takve proizvodnje su:

• gorivo u obliku koksa dobivenog iz ugljena;
• željezna ruda, koja je izravna sirovina za proizvodnju;
• fluks – posebni dodaci od vapnenca, pijeska i drugih materijala.

Visoka peć je uređaj za proizvodnju lijevanog željeza redukcijskim taljenjem željezne rude ili koncentrata.

Glavna oprema radionice visoke peći je visoka peć - okrugla osovinska peć obložena vatrostalnim zidom.

Za zaštitu kućišta peći od topline koriste se rashladni uređaji. Kućište peći i uređaj za ložište peći ugrađeni su na temelj i poduprti stupovima.

Polazni materijal za taljenje naziva se punjenje i sastoji se od željezne rude, manganove rude, sinter i peleta. Šarža se dovodi do vrha peći skipovima ili trakastim transporterom. Skips se ispušta u peć kroz prihvatni lijevak. Zrak se dovodi kroz grijače zraka, produkt taljenja izlazi kroz slavine u lonce koji se nalaze u donjem dijelu.

Suvremene visoke peći opremljene su centraliziranim sustavom upravljanja i nadzora koji omogućuje snimanje pokazatelja instrumenata i složenih pokazatelja rada visoke peći - potrošnja koksa po 1 toni sirovog željeza i dnevna produktivnost visoke peći u tonama.

Koristi se dodatno gorivo, što smanjuje potrošnju koksa i trošak lijevanog željeza. Poboljšanje dizajna visoke peći ima za cilj povećanje snage (volumena), poboljšanje pripreme sirovina i uvođenje novih progresivnih tehnologija visokih performansi.

Sirovo željezo se tali u visokim pećima, koje su osovinske peći. Bit procesa proizvodnje lijevanog željeza u visokim pećima je redukcija željeznih oksida uključenih u rudu s plinovitim (CO, H2) i krutim (C) redukcijskim agensima koji nastaju tijekom izgaranja goriva u peći.

Proces taljenja u visokim pećima je kontinuiran. Izvorni materijali (sinter, peleti, koks) ubacuju se u peć odozgo, a zagrijani zrak i plinovito, tekuće ili praškasto gorivo dovode se u donji dio.

Plinovi dobiveni izgaranjem goriva prolaze kroz stupac punjenja i daju mu svoju toplinsku energiju. Silazni naboj se zagrijava, reducira i zatim topi.

Većina koksa izgara u donjoj polovici peći, čime se dobiva izvor topline, a dio koksa troši se na redukciju i pougljičenje željeza.

Visoka peć je moćna i visoko produktivna jedinica koja troši veliku količinu materijala. Moderna visoka peć troši oko 20.000 tona šarže dnevno i proizvodi oko 12.000 tona sirovog željeza dnevno.

Sastavni dijelovi visoke peći

Visoka peć je jedinica koja kontinuirano radi i sastoji se od sljedećih zona:

• Vruća eksplozija.
• Zona taljenja (ramena i ognjište).
• Zona redukcije FeO (para).
• Zona redukcije Fe2O3 (rudnik).
• Zona predgrijavanja (vatrište).
• Utovar materijala željezne rude, vapnenca i koksa.
• Eksplozivni plin.
• Kolona materijala željezne rude, vapnenca i koksa.
• Oslobađanje troske.
• Proizvodnja tekućeg lijevanog željeza.
• Skupljanje otpadnih plinova.

Unutarnji obris okomitog presjeka visoke peći naziva se profil peći.

Radni prostor peći uključuje:

• ognjište;
• rudnik;
• para;
• ramena;
• rog

kološnik.

Gornji (uski) dio peći naziva se vrhom. Gornji dio ima uređaj za punjenje za punjenje šarže (rude, goriva, topitelja) i cijevi za odvod plina kroz koje se iz visoke peći odvode plinovi koji se nazivaju visokopećni ili vršni plinovi. Dio peći između vrha i pare naziva se okno.

Dio peći, okrenut prema gore sa skraćenim stošcem i podržava punjenje u pari zajedno sa punjenjem i vrhom, naziva se ramenima. U ovom dijelu peći dolazi do prilično oštrog smanjenja volumena napunjenih materijala kao rezultat izgaranja koksa i stvaranja tekućih proizvoda taljenja.

Osovina čini najveći dio ukupne visine i volumena peći. Profil osovine, koji je krnji stožac koji se širi prema dnu, osigurava ravnomjerno spuštanje i labavljenje materijala punjenja.

Značajna visina okna omogućuje toplinsku i kemijsku obradu materijala uzdižućim vrućim plinovima.

Ovo je srednji cilindrični dio radnog prostora peći, koji ima najveći promjer. Parenje stvara dodatno povećanje volumena peći i eliminira moguća kašnjenja materijala za punjenje.

Ramena.

Ovo je dio profila peći koji se nalazi ispod parne komore i krnji je stožac sa svojom širokom bazom okrenutom prema parnoj komori. Obrnuto sužavanje ramena odgovara smanjenju volumena otopljenih materijala tijekom stvaranja lijevanog željeza i troske.

Donji dio peći, koji ima oblik cilindra, u kojem se nakupljaju proizvodi taljenja - tekuće željezo i troska, naziva se kovačnica. Peć ima rupe radijalno smještene na jednakoj udaljenosti jedna od druge (10-16, ovisno o veličini visoke peći).

U te se rupe umeću cijevi od crvenog bakra, bronce ili aluminija s dvostrukom stijenkom. Te se rupe nazivaju tuyeres.

Vrući zrak zagrijan u grijačima zraka (bačvarima) upuhuje se kroz tuyere pomoću ventilatora ili puhala. Tuyere se hlade vodom koja cirkulira u prostoru između stijenki cijevi.

Dodatni elementi visoke peći

Tijekom procesa rada potrebni su pomoćni uređaji i mehanizmi koji osiguravaju visokokvalitetno taljenje lijevanog željeza. Potrebni su uređaji za podizanje i utovar sirovina u peć.

Visoka peć zahtijeva stalno održavanje, posebno kod proizvodnje troske i lijevanog željeza. U tu svrhu ljevaonice su opremljene mostnim dizalicama.

Zagrijavanje zraka za rad peći, visoku temperaturu taljenja s manje zraka osiguravaju grijači zraka. Na primjer, u peć s korisnim volumenom od 2000 m³, takva oprema mora opskrbljivati ​​3800 m³ zraka u minuti, čija je temperatura 1200 stupnjeva.

Para koju stvara zrak koji ulazi u grijač zraka mora biti stalno vlažna. Vrijednost ovog pokazatelja regulirana je automatskim sustavom.

Komprimirani zrak, koji je neophodan za sagorijevanje goriva, ulazi u ložište zahvaljujući puhalima. Njegov tlak na vrhu modernih peći doseže 25 MPa. Plin visoke peći pročišćava se pomoću pročistača plina.

Namjena visoke peći i princip rada

Proizvodnja sirovog željeza u visokoj peći važna je grana industrije željeza i čelika.

Ovaj rad zahtijeva ne samo potrebu za korištenjem posebne opreme, već i pažljivo pridržavanje određenih tehnologija.

Taljenje se izvodi u visokoj peći iz otpadnih stijena i rudne tvari.

Rudna tvar može biti crvena, smeđa, spar, magnetska željezna ruda ili ruda mangana.

Redukcija željeza jedna je od glavnih faza proizvodnje lijevanog željeza.

Kao rezultat ovog procesa, željezo postaje tvrdo. Zatim se uranja u paru, koja potiče otapanje ugljika u glačalu. Tako nastaje lijevano željezo. U vrućem dijelu peći počinje se topiti samo lijevano željezo, polako se spuštajući u donji dio.

Načelo rada visoke peći ovisi o vrsti ovog glomaznog uređaja.

Postoje peći na koks i ugljen.

Prvi rade na koksu, drugi na drvenom ugljenu.

Oknasta peć je predviđena za kontinuirani rad. Oblik ove opreme su dva stošca, presavijena sa širokim stranama u podnožju. Između ovih stožaca nalazi se dio ložišta koji ima cilindričan oblik – para.

Princip rada visoke peći izražava se u nekoliko fizikalnih i kemijskih operacija. Prisutnost ovih operacija određena je temperaturnim područjem same peći i opterećenjem materijala.

Općenito, mogu se razlikovati sljedeći procesi:

• proces razgradnje vapnenca, što rezultira stvaranjem ugljičnog anhidrida i kalcijevog oksida;
• restauracija željeza i drugih elemenata;
• karburizacija željeza;
• taljenje metala;
• stvaranje i topljenje troske;
• izgaranje goriva i drugo.

Grijač zraka visoke peći je uređaj u kojem se zrak prethodno zagrijava. Taj se zrak zatim dovodi u peć.

Ranija oprema za taljenje lijevanog željeza nije imala takav element kao što je grijač zraka. Razvoj uređaja omogućio je značajno smanjenje troškova goriva.

Princip rada visoke peći temelji se na složenim fizikalnim i kemijskim procesima.

Razlikuju se sljedeće operacije:

• izgaranje goriva;
• obnavljanje željeza;
• razgradnja vapnenca na kalcijev oksid i ugljikov anhidrid;
• zasićenje željeza ugljikom;
• taljenje metala;
• topljenje troske itd.

U najopćenitijem smislu, taljenje u visokim pećima je proizvodnja sirovog željeza iz sirovina željezne rude.

Glavni materijali s kojima se može taliti lijevano željezo su:

• gorivo - koks;
• željezna ruda je sirovina od koje se tali lijevano željezo;
• fluks – posebni dodaci od pijeska, vapnenca i nekih drugih materijala.

Šarža ulazi u peć u obliku malih stopljenih komadića - peleta ili aglomerata. Supstanca rude može biti manganova ruda ili razne varijacije željezne rude. Sirovine se ulijevaju u peć u slojevima, naizmjenično sa slojevima topitelja i koksa.

Troska isplivava na površinu vrućeg lijevanog željeza. Nečistoće se odvode prije nego se tekući metal stvrdne.

Opskrba sirovinama, kao i rad peći, mora biti kontinuirana. Konzistentnost procesa osiguravaju posebni transporteri. Ulazeći u peć kroz opisane elemente, šarža prolazi niz tehnoloških procesa.

Spaljivanje koksa daje potrebnu temperaturu, koja ne smije pasti ispod 2000 stupnjeva. Izgaranje potiče spajanje kisika i ugljena. Istodobno se stvara ugljični dioksid. Pod utjecajem visoke temperature, potonji postaje ugljični monoksid. Zahvaljujući tome, željezo se obnavlja.

Lijevano željezo postaje lijevano željezo nakon što željezo prođe kroz rastaljeni koks. Da bi rezultat postao moguć, željezo mora biti zasićeno ugljikom. Lijevano željezo uključuje legure koje sadrže 2-5% ugljika.

Nakon što se gotovi metal nakupi u kovačnici, ispušta se kroz otvore za slavine. Troska se najprije ispušta kroz gornji otvor, a zatim se lijevano željezo ispušta kroz donji otvor. Potonji se odvodi kroz kanale u kante i šalje na naknadnu obradu.

Proizvodi visoke peći

Proizvodi taljenja u visokim pećima su:

• lijevano željezo;
• troska;
• visoki pećni (gornji) plin.

Lijevano željezo

Sirovo željezo je glavni proizvod proizvodnje visokih peći, a troska i plin iz visokih peći su nusproizvodi.

Lijevano željezo taljeno u visokim pećima, ovisno o načinu daljnje uporabe, dijeli se u tri skupine:

• pretvorbeni materijali koji se koriste za preradu u čelik;
• ljevaonice za izradu odljevaka od lijevanog željeza u strojogradnji;
• posebne (ferolegure) koje se koriste za deoksidaciju čelika u proizvodnji čelika.

Lijevano željezo je višekomponentna legura željeza s ugljikom, manganom, silicijem, fosforom i sumporom.

Lijevano željezo također sadrži tragove vodika, dušika i kisika. Legirano lijevano željezo može sadržavati krom, nikal, vanadij, volfram i titan, čija količina ovisi o sastavu ruda koje se tale.

Sirovo željezo namijenjeno je preradi u čelik.

Takav lijevano željezo karakterizira činjenica da je ugljik u njemu (2,2-4%) u kemijski vezanom stanju.

Lomna površina lijevanog željeza je bijela.

Ovisno o sastavu i načinu obrade razlikuju se:

• lijevano željezo s otvorenim ognjištem koje sadrži fosfor od 0,15 do 0,30% i sumpor do 0,07%;
• Bessemer, koji sadrži fosfor 0,07% i sumpor do 0,069%;
• Tomasovsky, koji sadrži fosfor 1,6% i sumpor do 0,08%.

Sirovo željezo se dijeli u tri vrste:

• Konverzijski koks (klase M1, M2, M3, B1, B2).
• Pretvorbeni koks fosfor (MF1, MF2, MF3).
• Visokokvalitetni pigmentni koks (PVK1, PVK2, PVK3).

Nakon izlaska iz visoke peći, lijevano željezo se ulijeva u svinje i hladno šalje u pogone za izgradnju strojeva, gdje se ponovno tali u posebnim kupolnim pećima u lijevane dijelove strojeva.

Ljevačko koksno željezo tali se u sedam klasa: LK1-LK7.

Svaka klasa je podijeljena u tri skupine na temelju sadržaja mangana, pet klasa na temelju sadržaja fosfora i pet kategorija na temelju sadržaja sumpora.

Fosforna lijevana željeza.

Posebnu skupinu čine fosforni ljevovi koji sadrže do 2% P, a ovisno o sadržaju fosfora koriste se različite tehnologije za preradu takvih lijeva u čelik.

Lijevačko željezo.

Ova vrsta lijevanog željeza namijenjena je za proizvodnju lijevanih proizvoda u talionicama željeza. Karakteristična značajka ovih lijevanih željeza je njihov visok sadržaj silicija (2,75 - 3,75% Si), au nekim slučajevima i fosfora. To se objašnjava činjenicom da ti elementi rastaljenom lijevanom željezu daju visoku pokretljivost tekućine ili sposobnost da dobro ispuni kalup za lijevanje.

Ljevačko željezo se nakon pretapanja u strojevima za proizvodnju fazonskih odljevaka koristi.

Lijevano željezo koristi se za izradu lijevanih proizvoda:

• cijevi;
• radijatori;
• armature za vodu;
• stanine;
• blokovi;
• zupčanici, itd.

Takav lijevano željezo ima sivu boju kada se lomi. U njemu je dio ugljika u slobodnom stanju, u obliku grafita. Sivi lijev obično sadrži 1,25-4,25% silicija, 2,5-4% ugljika, 0,5-1,3% mangana, 0,1-1,2% fosfora i malu količinu sumpora.

Mangan daje lijevanom željezu njegovu tvrdoću i krtost.

Silicij, naprotiv, smanjuje tvrdoću lijevanog željeza, čineći odljevke izrađene od takvog lijevanog željeza lakima za obradu.

Fosfor čini lijevano željezo topljivim i dobro ispunjava tanke dijelove kalupa.

Odljevci od lijevanog željeza koji sadrže veliku količinu fosfora dobro se odupiru abraziji, ali istovremeno imaju povećanu krhkost.

Sumpor daje lijevanom željezu gusto talište i smanjuje njegova mehanička svojstva.

Specijalno lijevano željezo (ferolegure).

To su legure željeza s visokim udjelom silicija, mangana i drugih elemenata, koje se koriste kao dezoksidanti ili aditivi u proizvodnji čelika i ljevaonicama željeza.

To uključuje:

• feromangan (70 – 75% Mn i do 2% Si);
• ferosilicij (9 – 13% Si i do 3% Mn);
• zrcalni lijev (10 – 15% Mn i do 2% Si).

Posljednjih godina smanjeno je taljenje ferolegura u visokim pećima zbog neekonomičnosti obrade. Isplativije je taljenje ferolegura u električnim pećima.

Šljaka

Šljaka je nusproizvod, vrlo je jeftin, kvalitetan građevinski materijal i koristi se za izradu cementa, betona, opeke i za temeljenje cesta.

Količina troske dobivena tijekom taljenja je vrlo velika (približno 60% težine lijevanog željeza koje se tali).

Troske su bazične ili kisele.

Kisela troska ima visoku čvrstoću. Ako se u tekućem obliku propuhuje parom ili zrakom, dobiva se vuna od zgure, koja je dobar izolator.

Visoka peć (gornji plin)

To je plin koji napušta peć kroz njen gornji dio - vrh.

Sastoji se od CO, H2, CO2, CH4 i N2. Nakon čišćenja prašine koju sadrži, plin se koristi kao gorivo za zagrijavanje zraka koji se upuhuje u visoku peć za grijanje kotlova i druge svrhe.

Budući da plin sadrži do 30% CO, to je gorivo koje se koristi nakon otprašivanja. Količina plina visoke peći je 2,5 puta veća po težini od količine lijevanog željeza. Toplina izgaranja je 3600-3900 kJ/m3.

Kada visoka peć radi na kombinirano puhanje prirodnim plinom, sadržaj vodika u vršnom plinu raste na 6-8, a ponekad i do 12%, dok se toplina izgaranja povećava na 4200 kJ/m3.

Oko 30-35% plina visoke peći koristi se u radionici visoke peći za zagrijavanje mlaznica grijača zraka. Ostatak plina koristi se u valjaonicama i termoelektranama te u termoelektranama.

Proces proizvodnje lijevanog željeza odvija se u visokim pećima.

Sirovi materijali visoke peći, uzeti u potrebnim omjerima, čine punjenje.

Lijevano željezo je primarni proizvod dobiven iz sirovina. Proizvodnja lijevanog željeza temelji se na ekstrakciji željeza iz ruda različitim redoks reakcijama. Kasnije se lijevano željezo koristi kao sirovina za proizvodnju čelika.

I kokakolu
7. Plin visoke peći
8. Kolona željezne rude, vapnenca i koksa
9. Otpuštanje troske
10. Proizvodnja tekućeg lijevanog željeza
11. Skupljanje otpadnih plinova

Visoka peć, visoka peć- velika metalurška, okomito smještena peć za taljenje šahtnog tipa za taljenje lijevanog željeza i ferolegura iz sirovina željezne rude. Najvažnija značajka procesa visoke peći je njegov kontinuitet tijekom cijele kampanje peći (od izgradnje peći do njezinog "velikog" popravka) i protustruja uzdižućih plinova sa stupom materijala koji se kontinuirano spušta i gradi odozgo s novim dijelovima punjenja.

Enciklopedijski YouTube

• 1 / 5

  Riječ "visoka peć" izvedena je iz staroslavenskog "dmenie" - eksplozija. Na drugim jezicima: engleski. visoka peć - puhačka peć, njem. Hochofen - visoka pećnica, francuski. haut fourneau - visoka peć. kit. 高炉 (gāolú) - visoka peć.

  Treba imati na umu da postoji temeljna razlika u značenju riječi "visoka peć" i "visoka peć": u visoku peć su primali (u obliku komada ili kritsa) komade reduciranog sirovog željeza (iz riječ "sirovo", odnosno nezagrijano visoko) željezo, au visokoj peći - tekuće lijevano željezo.

  Priča

  Prve visoke peći pojavile su se u Kini do 4. stoljeća.

  U Europi su se visoke peći pojavile u Vestfaliji u drugoj polovici 15. stoljeća. To je postalo moguće zahvaljujući mehanizaciji kovanja mijeha i povećanju temperature taljenja. Visina visoke peći dosegla je 5 metara. Prethodnici visokih peći bili su Stukofen i Blauofen.

  U gornjem dijelu ložišta nalaze se tujeri - otvori za dovod strujanja zagrijanog na visoku temperaturu - komprimirani zrak obogaćen kisikom i ugljikovodičnim gorivom.

  Na razini tuyera razvija se temperatura od oko 2000 °C. Kako se krećete prema gore, temperatura se smanjuje, a na vrhovima doseže 270 °C. Tako se u ložištu na različitim visinama uspostavljaju različite temperature, zbog čega su različiti kemijski procesi prijelaza rude u

  Moderna civilizacija neraskidivo je povezana s razvojem proizvodne tehnologije, što je nemoguće bez poboljšanja alata i materijala koji se koriste za njihovu izradu.

  Među svim materijalima prirodnog podrijetla ili koje je stvorio čovjek, najznačajnije mjesto zauzimaju željezni metali - legura željeza i ugljika uz prisustvo drugih elemenata.

  Legure koje sadrže 2-5% ugljika klasificiraju se kao lijevano željezo; one koje sadrže manje od 2% ugljika klasificiraju se kao čelik. Za taljenje metala koristi se posebna tehnologija visoke peći.

  ABC proizvodnje

  Visoko taljenje je proces proizvodnje lijevanog željeza iz željezne rude prerađene u visokim pećima ili, kako ih još nazivaju, visokim pećima.

  Glavni materijali potrebni u procesu takve proizvodnje su:

  • gorivo u obliku koksa dobivenog iz ugljena;
  • željezna ruda, koja je izravna sirovina za proizvodnju;
  • fluks – posebni dodaci od vapnenca, pijeska i drugih materijala.

  Željezna ruda ulazi u visoke peći u obliku komadića sitnih stijena sraslih zajedno - aglomerata ili peleta, u obliku rudnih grudica. Sirovina se unosi u gornji dio visoke peći sloj po sloj, naizmjence sa slojevima koksa i sloj po sloj dodavanjem fluksa.

  Bilješka: fluks je neophodan kako bi jalovina i razne nečistoće, koje se nazivaju troska, plutale.

  Troska koja pluta na površini vrućeg lijevanog željeza se cijedi prije nego se metal stvrdne. Materijal koji se puni za taljenje lijevanog željeza, a sastoji se od željezne rude, koksa i topitelja, naziva se punjenje.

  Visoka peć, koja ima profil sličan tornju sa širokim postoljem, iznutra je obložena vatrostalnim materijalom - šamotom.

  Glavni elementi dizajna su:

  • ramena;
  • para;
  • ognjište;
  • rudnik
  • rog

  Parna komora je najširi dio visoke peći. On topi rudu i topilicu, što rezultira troskom. Kako bi se spriječio utjecaj visokih temperatura na zidove i kućište peći, koriste se rashladni uređaji s cirkulacijom vode.

  Okno visoke peći izgrađeno je u obliku stošca koji se pri dnu širi – ovakva konstrukcija visoke peći omogućuje slobodno padanje šarže tijekom procesa taljenja. Stvaranje lijevanog željeza, koje se spušta u peć tijekom procesa taljenja, događa se u pari i ramenima. Za zadržavanje čvrstog punjenja u pari i oknu ramena imaju oblik stošca, s proširenjem prema vrhu.

  Kako radi

  Šarža se ulijeva u visoku peć kroz peć u kontinuiranim obrocima.

  Kako bi se osigurao kontinuitet rada, u blizini visoke peći postavljeno je skladište za pelete (sinter), fluks i koks - bunker namijenjen za pripremu punjenja.

  Dovod sirovina u bunkere, kao i dovod šarže do uređaja za punjenje na vrhu, vrši se kontinuirano pomoću transportera.

  Tonući pod svojom masom, šarža ulazi u središnji dio ložišta, gdje se pod utjecajem vrućih plinova koji nastaju izgaranjem koksa zagrijava materijal željezne rude, a preostali plinovi izlaze kroz vrh.

  U ložištu, koje se nalazi na dnu ložišta, nalaze se uređaji za dovod strujanja toplog zraka pod pritiskom - tuyeres. Tuyers imaju prozore sa staklom otpornim na toplinu, što omogućuje vizualnu kontrolu procesa.

  Bilješka: Radi zaštite od visokih temperatura, uređaji se hlade vodom kroz unutarnje kanale.

  Koks spaljen u kovačnici proizvodi temperaturu potrebnu za taljenje rude, koja prelazi +2000 stupnjeva.

  Tijekom procesa izgaranja, koks i kisik spajaju se u ugljični dioksid.

  Učinak visoke temperature na ugljični dioksid pretvara ga u ugljični monoksid, koji oduzima rudu i smanjuje željezo. Proces stvaranja lijevanog željeza događa se nakon što željezo prođe kroz slojeve vrućeg koksa. Kao rezultat ovog procesa, željezo je zasićeno ugljikom.

  Nakon što se lijevano željezo nakupilo u kovačnici, tekući metal se ispušta kroz rupe koje se nalaze ispod - slavine. Prije svega, troska se ispušta kroz gornji otvor za slavinu, a zatim se lijevano željezo ispušta kroz donji otvor za slavinu. Lijevano željezo se posebnim kanalima ulijeva u lonce postavljene na željezničkim peronima i transportira na daljnju preradu.

  Lijevačko željezo, koje će se kasnije koristiti za izradu odljevaka, ulazi u stroj za lijevanje i skrućenjem se pretvara u poluge – ingote.

  Za proizvodnju čelika koristi se lijevano željezo, koje se naziva pretvorbeno željezo - čini do 80% proizvodnje.

  Prerađeno sirovo željezo transportira se u ljevaonicu čelika s konverterima, otvorenim ložištima ili električnim pećima. U modernim, ogromnim visokim pećima, ne koriste se samo tokovi vrućeg zraka za podržavanje procesa izgaranja, već i čisti kisik, koji se koristi zajedno s prirodnim plinom.

  Ova tehnologija omogućuje potrošnju manje koksa, ali je tehnološki složenija. Stoga se za upravljanje proizvodnim procesom i izbor optimalnih načina taljenja koriste računala koja mogu istovremeno analizirati rad svih sustava.

  Pogledajte edukativni video koji opisuje princip rada i nijanse visoke peći: