2.3. Обладнання мартенівського процесу

Мартенівський процес-це ведення плавки на поду полум.яної відбитної печі із попереднім нагріванням повітря і газу. Для виконання процесу використовується різноманітне обладнання, що розташоване в різних прольотах.

В залежності від місткості, тобто маси завантаженної метало шихти, мартеновські печі розподіляють на агрегати: малі (до125т), середні (125…300т) і великі (більше 300т). Випуск металу із великовантажних печей (600…900т) виконують одночасно в два ковші.

Рис.2.29. Пристрій для заміру температури ванни та відбора проб металу без повалки конвертеру

Конструкція й робота мартенівської печі. Мартенівська піч – агрегат реверсійної дії, у котрому напрямок руху вихідних газів у печі періодично змінюється. Гази, що відходять з печі мають температуру t = 1800…1900ºС. Вони, проходячи через насадки, нагрівають повітря й газ до t = 1000…1200ºС і охолоджуються до 500 ºС. до температури. Після остигання насадок регенератора до температури, що унеможливує нагрів газу, проводять перекидку клапанів і направляють гарячі вихідні гази на холодну насадку.

Устрій печі наведено на рис. 2.30.

ºС

Рис. 2.30. Устрій печі:

1 – піч; 2- завантажувальні вікна;3 - головка печі; 4 - повітряний регенератор; 5 – газовий регенератор; 6 – перекидний клапан;7 – повітряний і газовий шибер; 8 – димар.

2.3.1. Основне технологічне обладнання мартенівської печі

Мартенівська піч включає верхню й нижню частину.

Верхня частина складається із робочого простору печі та головок з вихідними каналами.

Нижня частина печі включає шлаковики, регенеративні камери з насадками та борови з перекидним обладнанням.

Робочий простір печі наведений на рис.2.30.

Рис. 2.31. Устрій робочого простору печі:

1 - склепіння; 2 – подина; 3 – головка; 4 - вертикальні канали.

У задній стінці печі розташоване стале випускний отвір. У передній стінці встановлені завалочні вікна. Робочий простір печі перебуває в найбільш важких умовах: витримує різкі теплові й механічні удари, хімічний вплив рідкого металу й шлаків, високі температури.

Склепіння печі виконується підвісним, що значно полегшує ремонт і

заміну футеровки, спрощується доступ до робочого простору печі. Проте при цьому ускладнюється й здорожується конструкція печі. Склепіння працює в більш сприятливих умовах, ніж інші елементи печі.

Головки розташовуються з торців печі й від устрію головки залежить режим роботи печі. Через головки подають повітря й паливо (рис.2.31).

Рис. 2.32. Устрій головки печі:

1 - вертикальний канал; 2 - форсунка; 3 – смолоскип.

Вимоги до головки:

- добра настильність смолоскипа по всій довжині ванни;

- мінімальний опір при відводі продуктів згоряння;

- гарне перемішування палива й повітря для забезпечення повного згоряння.

Шлаковики. Гази, що відходять по вертикальних каналах попадають у шлаковики, де осідає до 75 % грубого пилу ,а дрібний пил виноситься в регенератори (рис.2.33).

Регенератор. Обсяг насадки регенераторів і площа поверхні взаємозалежні з обсягом газів, що відходять. Ці величини знаходять з допомогою спеціального теплотехнічного розрахунку. Від них залежать основні показники роботи печі: продуктивність Рп і витрати палива.

Насадки виконують із вогнетривкої цегли, покладеної у спеціальному порядку. Як показують дослідження, в найбільш важких умовах працюють верхні шари насадок, де підвищений рівень температури і ступінь осідання пилу. В зв’язку з цим їх викладають з термостійкої магнезитохромітової цегли. Нижні шари насадок працюють при нижчих температурах (1000…1200ºС) і їх викладають з більш дешевої і міцної шамотної цегли.

Рис. 2.33. Рух вихідних газів в нижній частині печі:

1 - вертикальний канал; 2 –шлаковик; 3 – регенератор; 4 – боров.

Двохванна мартенівська піч. Двохванні печі, або двохванні сталеплавильні агрегати (ДСА) запропоновані для вдосконалення мартенівського процесу.

Недолік звичайної мартенівської печі:

- наявність регенератору, який забивається пилом при нагріванні вихідними газами, що значно знижує теплопередачу від насадок ;

- ремонт і заміна регенераторів-складний і громіздкий процес.

У двохванної печі немає регенераторів. Тепло гарячих вихідних газів з першої ванни використовується в другій додатковій ванні для нагрівання шихти. Устрій ДСА представлено на рис.2.34.

Принцип дії печізаснован на тому, що гази, які відходять з ванни (1) нагрівають тверду шихту в ванні (2). Після здійснення циклу процес повторюється у зворотному порядку.

Переваги печі: висока продуктивність; менша трудомісткість ремонтів; можливість розміщення нових печей в існуючих габаритах.

Рис. 2.34. Схема двохванної печі:

1, 2 – ванни печі; 3 - шлаковик; 4 – головка; 5 –паливно-кисневі пальники; 6 – кисневі фурми.

Недоліки печі: низька ефективність тепловіддачі; можливість підсмоктування холодного повітря.

Футеровка мартенівської печі складається з верхньої (вище рівня робочої площадки) і нижньої будови. До верхньої будови відносяться подина, передня й задня стінки, відкоси, склепіння і головки, вертикальні канали. Нижня будова – шлаковики, регенератори, насадки регенераторів і димовий тракт.

Подину печі виконують багатошаровою: ізолюючий шар – кілька рядів шамотної цегли, арматурний шар – периклазові вироби й робочий шар подини, який в основних печах роблять монолітним шляхом наварки або набивання його магнезитовим порошком. Задню й передню стінки основної печі викладають із магнезитової цегли до рівня шлаку, а вище – з магнезитохромітової; кислої печі – з динасової. Склепіння (зведення) печі виконують распорно-підвісним зі спеціальної периклазохромітової або периклазошпінелідної цегли. Стіни й склепіння головок, а також вертикальні канали викладають із периклазохромітової цегли. Так само футерують і стіни шлаковиків.

У найбільш важких умовах працюють верхні ряди насадок регенераторів, їх викладають із форстеритової цегли. Середні й нижні ряди насадок - із шамотної цегли.