Мартеновская печь устройство и работа

Предлагаем ознакомиться с ответами на вопросы по теме: "Мартеновская печь устройство и работа" от профессионалов для людей. Если в статье не найдете ответ на свой вопрос, то можно обратиться к дежурному специалисту.

Назначение и устройство отдельных элементов печи

Все строение мартеновской печи делится на верхнее и нижнее . Верхнее строение расположено над площадкой мартеновского цеха, которую сооружают для обслуживания печи на высоте 5—7 м над уровнем пола металлургического цеха.

Верхнее строение состоит из собственно рабочего пространства печи и головок с отходящими вниз вертикальными каналами. Нижняя часть расположена под рабочей площадкой и состоит из шлаковиков, регенеративных камер с насадками и боровов с перекидными устройствами .

Источник: http://emchezgia.ru/marteny/3_ustroistvo_elementov_martenovskoi_pechi.php

Устройство и работа мартеновской печи. Кислый мартеновский процесс.

Мартеновская печь – пламенная отражательная регенеративная печь. Она имеет рабочее плавильное пространство, ограниченное снизу подиной , сверху сводом, а с боков передней и задней стенками. Подина имеет форму ванны с откосами по направлению к стенкам печи. Футеровка печи может быть основной и кислой. Если в процессе плавки стали в шлаке преобладают основные окислы, процесс называют основным мартеновским процессом, а если кислые – кислым. Основную мартеновскую печь футеруют магнезитовым кирпичом, на который набивают магнезитовый порошок. Кислую мартеновскую печь футеруют динасовым кирпичом, а подину набивают смесью из кварцевого песка.

Свод мартеновской печи делают из динасового кирпича или магнезитохромитового кирпича. В передней стенке печи имеются загрузочные окна для шихты и флюса, а в задней – отверстие для выпуска готовой стали.

Характеристикой рабочего пространства является площадь пода печи, которую условно подсчитывают на уровне порогов загрузочных окон. Головки печи служат для смешения топлива (мазута или газа) и подачи этой смеси в плавильное пространство.

Для подогрева воздуха или газа при работе на низкокалорийном газе печь имеет две пары регенераторов . Регенератор – это камера, в которой размещена насадка из огнеупорного кирпича в клетку. Отходящие из печи газы имеют температуру 1500…1600 оС. Попадая в регенераторы, газы нагревают насадку до 1250…1280 оС.

Через один из регенераторов, например, правый, подают воздух по каналам 5, который, проходя через насадку, нагревается до температуры 1100…1200 оС и поступает в головку печи, где смешивается с топливом. На выходе из головки образуется факел, направленный на шихту. Отходящие газы проходят через противоположную головку (левую), очистные устройства (шлаковики), служащие для отделения от газа частиц шлака и пыли, и направляются во второй (левый) регенератор, нагревая его насадку. Охлажденные газы покидают печь через дымовую трубу .

После охлаждения насадки правого регенератора переключают клапаны, и поток газов в печи изменяет направление: через нагретые левый регенератор и головку в печь поступает воздух, а правый нагревается теплотой отходящих газов.

Факел имеет температуру 1750…1800оС и нагревает рабочее пространство печи и шихту и способствует окислению примесей шихты при плавке.

Кислый мартеновский процесс

Этим способом выплавляют качественные стали. Поскольку в печах с кислой футеровкой нельзя навести основной шлак для удаления фосфора и серы, то применяют шихту с низким содержанием этих составляющих. Стали, выплавляемые в кислых мартеновских печах, содержат меньше водорода и кислорода, неметаллических включений, чем выплавленные в основных печах. Поэтому кислая сталь имеет более высокие механические свойства, особенно ударную вязкость и пластичность, и ее используют для особо ответственных деталей: коленчатых валов крупных двигателей, роторов мощных турбин, шарикоподшипников.

Основные технико-экономические показатели производства стали в мартеновских печах следующие: производительность печи, определяемая съемом стали с 1м2 площади пода в сутки (т/м2 в сутки) и расход топлива на 1 т выплавляемой стали (кг/т). Средний съем стали с 1 м2 площади пода в сутки составляет 10 т/м2, а расход условного топлива – до 80 кг/т.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: На стипендию можно купить что-нибудь, но не больше. 9220 —

| 7340 — или читать все.

185.189.13.12 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Источник: http://studopedia.ru/19_293045_ustroystvo-i-rabota-martenovskoy-pechi-kisliy-martenovskiy-protsess.html

Конструкция двухванных мартеновских печей

Конструкторы двухванных мартеновских печей предложили, помимо интенсивной продувки ванны кислородом, утилизировать хотя бы часть тепла выделяющихся газов для нагрева шихты. При этом используется как физическое тепло отходящих газов, так и тепло, выделяющееся при окислении СО до СО2. Даже частичная утилизация тепла отходящих газов позволяет повысить долю металлического лома в шихте до 40—45 %.

В нашей стране первые двухванные печи были установлены в 1965 г., в последствии в России и Украине работало более десяти двухванных печей. Двухванные мартеновские печи представляют собой плавильные агрегаты с двумя ваннами, двумя головками, двумя вертикальными каналами, двумя шлаковиками и системой боровов и перекидных клапанов .

Принцип работы двухванной мартеновской печи заключается в том, что в то время как в одной (I) ванне идет продувка металла кислородом, в другой (II) твердая шихта (металлолом, добавочные материалы) подогревается теплом отходящих от первой ванны газов (рис. 1). Производительность печи при таком методе работы возрастает.

Рисунок 1. Схема двухванной мартеновской печи:
1 — ванна; 2 — ванна; 3 — кислородные фурмы; 4 — топливо-кислородные горелки

Обычную плавку в двухванной печи (с интенсивной продувкой ванны кислородом, начинающейся сразу после заливки жидкого чугуна) можно условно разделить на два периода:

  • твердый — завалка лома, руды, известняка и их прогрев;
  • жидкий — заливка чугуна, продувка ванны и окисление ее примесей, раскисление, легирование и выпуск.

Организация проведения плавки в двухванной печи примерно такая же как и в обычной мартеновской печи. Часовая производительность при замене мартеновской печи двухванной должна возрастать.

Источник: http://emchezgia.ru/marteny/12_konstruktsiya_dvuhvannyh_pechyei.php

Читайте так же:  Внешнее совместительство в трудовой книжке образец

Работа мартеновской печи

Работа мартеновской печи На рис. 1 схематически показана мартеновская печь в тот момент, когда топливо (газ) и воздух поступают с правой стороны печи. Проходя через предварительно нагретые насадки регенераторов (воздух через воздушный регенератор, газ через газовый), воздух и газ нагреваются до 1000-1200 °С и в нагретом состоянии через головку попадают в мартеновскую печь.

Холодный воздух и газ направляются через хорошо нагретые левые регенераторы, а продукты сгорания уходят в правую сторону мартеновской печи, постепенно нагревая остывшие правые регенераторы, затем цикл повторяют. Через некоторое время наступает момент, когда направление движения газов опять изменяется и т.д.

Рисунок 2. Схема перекидных устройств мартеновской печи:
1, 7 — газовые клапаны (перекидные клапаны на пути движения газа; 2, 8 — задвижки (шиберы) на каналах (боровах) от газовых регенераторов; 3, 4 — воздушные клапаны; 5, б — задвижки на клапанах от воздушных регенераторов; Р — регулировочная задвижка (шибер); 10 — задвижки на борове трубы; 11 — задвижки на борове к котлу утилизатору; 12 — регулирующие колонки

При нагреве поступающих в печь газа и воздуха обеспечивается достаточно высокая температура факела (> 1800 °С). Чем выше удается повысить температуру поступающих в мартеновскую печь газа и воздуха, тем выше температура факела и тем лучше работает печь. Повысить температуру факела можно и другим способом — заменить весь воздух или часть его кислородом. Тогда в формуле t = Н/Ст уменьшается знаменатель (уменьшается т) и соответственно возрастает температура. На каждый объем подаваемого с воздухом кислорода поступает 3,762 объемов балластного азота. Обогащение воздуха кислородом приводит к уменьшению количества продуктов сгорания (при том же количестве теплоты, выделенной топливом) и соответственно повышается температура.

Повышая постепенно степень обогащения (вплоть до полной замены воздуха кислородом), можно добиться достаточно высокой температуры факела без предварительного подогрева газа и воздуха (или смеси воздуха и кислорода). В этом случае регенераторы оказываются ненужными.

В мартеновской печи газы попадают сначала в шлаковик, а уже затем в регенератор. Шлаковики служат для улавливания плавильной пыли и шлаковых частиц, уносимых продуктами сгорания из рабочего пространства, и тем самым предохраняют насадки регенератора от засорения. Сечение шлаковика гораздо больше сечения вертикального канала, поэтому при попадании дымовых газов в шлаковик их скорость резко уменьшается и, кроме того, меняется направление движения газов. Это приводит к тому, что значительная часть (50-75 %) плавильной пыли оседает в шлаковиках.

Из рабочего пространства мартеновской печи дымовые газы выходят с температурой 1680-1750 °С, из шлаковика в регенератор — с температурой 1500-1550 °С. Пройдя насадку регенератора, они охлаждаются до 500-700 °С. Обычно стремятся использовать тепло отходящих газов, направляя их по системе боровов в котелутилизатор.

Если по каким-либо причинам котелутилизатор не установлен или находится на ремонте, дымовые газы по боровам направляют в трубу.

В зависимости от вида топлива и его теплоты сгорания мартеновские печи могут иметь две пары регенераторов — для подогрева воздуха и газа (при отоплении печи газом с невысокой теплотой сгорания) или одну пару регенераторов (если печь отапливается топливом с высокой теплотой сгорания, подогрев которого не нужен или трудно осуществим).

В зависимости от вместимости мартеновские печи делят на печи малой (менее 125 т), средней (125-300 т) и большой (более 300 т) вместимости. Выпуск металла из большегрузных печей производится обычно одновременно в два ковша (в исключительных случаях- в три).

Под вместимостью обычно понимают массу загруженной в печь металлошихты. Массу вводимых в печь по ходу плавки добавочных материалов при этом не учитывают.

Источник: http://emchezgia.ru/marteny/2_rabota_martenovskoi_pechi.php

Мартеновская печь

Свое название мартеновская печь получила по имени изобретателя – металлурга французского происхождения Пьера Мартена, какой в 1864 году придумал новое устройство для выплавки стали. Принципиально новая конструкция существенно расширяла возможности сталелитейного производства, поэтому получила активное распространение. Мартеновское изобретение относят по классу к отражательной регенеративной конструкции. Мартен состоит из следующих элементов:

ванны, где происходит плавка. Обычно она выкладывается огнеупорным кирпичом.

сферического свода, расположенного над ванной. Его основное назначение – отражать продукты горения, тепло, направляя их обратно к ванне с плавящимся металлом.

Соблюдение принципов конвекции позволяет обеспечить равномерное распределение жара по емкости. Мартеновские печи употребляют мазут или газообразное топливо. Если раньше предпочтение отдавалось смеси коксовых, доменных газов, то теперь широко потребляется горючий природный газ. По технологии, прежде чем оказаться в печке, воздух, газы следует нагреть в четырех регенераторах. Это специальные камеры, которые выкладываются огнеупорным кирпичом. Оттуда нагретые воздух, газы устремляются в верхнюю составляющую мартена, где подлежат смешиванию и сгоранию. Максимальная температура мартеновской печи – 2000°С. Столь высокий порог необходим, чтобы обеспечить полное плавление металла.

В мартеновской передней стенке, чтобы загружать сырье, спроектированы завалочные окна. Они закрываются стальными толстыми задвижками. Задняя стенка имеет выпускное отверстие, что направляет в ковш готовую сталь. В течение выплавки выпускное отверстие забивают своеобразной «пробкой» из глины огнеупорной.

Современный мартен выглядит как горизонтально вытянутая камера. Ее строят из кирпича огнеупорного. Пространство плавильное для работы снизу ограничено подиной, сбоку – задними, передними стенками, сверху сводом. Подина по форме напоминает емкость ванны, откосы, направление которых ведет к стенкам печке. В передней стене есть загрузочные окна, чтобы подавать флюс, шихту, в задней – проем для выхода готовой стали. (См. также: Железные печи для бани)

Основанием всего агрегата служит фундамент для мартеновских печей, с составом из:

подошвы, которая располагается ниже отметки заводского пола,

пня – наружной части.

Это мощный армированный железобетонный массив, способный выдерживать динамические удары и значительные нагрузки.

Процесс выплавки

Принцип действия мартеновской печи – окислительная выплавка железосодержащих материалов. Загруженный чугун, флюсы, стальной лом, руда железная, непростыми физико-химическими процессами контактируют с газовым пространством печи, металл освобождается от шлаков.

Читайте так же:  Алименты в америке при разводе

Первый этап означает, что загружается шихта – холодный материал. Она помещается в мульды (ящики из стали). Мульды захватываются завалочной машиной, сквозь завалочное окно материал поступает в печку. Мульды переворачиваются и высыпают содержимое. После загрузки заслонки над завалочными окнами опускаются, в мартен накачивается предельное количество воздуха, газа. Это позволяет быстро нагреть и расплавить шихту. (См. также: Карта сайта 2)

Далее из миксера – внушительного по размерам хранилища, в который сливают чугун, расплавленный в доменных печах, – ковшами к печам распределяется доменный чугун. Металл подается в жидком виде. Поочередно мостовым краном ковши подымаются, и под наклоном по желобу в печь льется чугун. Выплавка стали – процесс многочасовый, сталевар длинным металлическим приспособлением («ложкой») несколько раз зачерпывает немного металла для отправки в экспресс-лабораторию цеха. Там проводится анализ, предоставляющий сталевару оперативные данные по содержанию в выплавке серы, марганца, углерода, фосфора, кремния. Сталевар добавляет в сплав недостающие ингредиенты, чтобы сталь стала запланированного химического состава.

Последним этапом выплавки идет рафинирование – очищение выплавки от ненужных примесей, раскисление – ликвидация из стали кислорода. Сталевар для этого добавляет раскислители:

Мартеновские печи эксплуатируются непрерывно, круглосуточно. Их ресурс равняется 400-600 плавкам, затем требуется остановка для капитального ремонта.

Вариации мартеновского процесса

Процесс тепловой обработки стали различается по составу используемой шихты на:

Скрап-процесс получается, если шихта собрана из лома стального, именуемого скрапом, 25-45% предельного чушкового чугуна. Такая технология актуальна для заводов, где не предусмотрены доменные печи, зато много в наличии лома из металла. Скрап-рудный процесс означает, что шихта на 55-75% обеспечена жидким чугуном, к которому присоединяют железную руду, скрап. Такая технология востребована на заводах металлургии с печами доменными.

Различают футеровку печи. Когда при плавке возобладают основные оксиды, футеровка называется основной, когда кислые – кислой. Значительную часть стали изготавливают в мартенах по технологии основной футеровки. В ванну направляются железная руда, известняк, когда произошел подогрев, добавляется скрап. Как он нагрелся, вливается жидкий чугун. Выплавка отличается окислением чугунных примесей: фосфора, кремния, углерода (частично), марганца. Из-за этого получается шлак со значительной долей марганца, оксидов железа (называется железистый шлак). При основной футеровке получаются:

сталь конструкционная углеродистая,

среднелегированная (хромистая, марганцовистая).

Получить высоколегированную сталь, сплав из основного процесса в мартене невозможно. Кислая футеровка позволяет выплавить высшего качества сталь. В качестве исходника используется шихта, в какой содержание серы, фосфора низкое. Такая сталь на выходе содержит меньше кислорода, водорода, неметаллических включений, обладает улучшенными механическими показателями, как ударной вязкостью, пластичностью. Такой материал нужен для создания ответственных деталей: роторов у мощных турбин, коленчатых валов для крупных двигателей, шарикоподшипников. Кислая футеровка добивается высокого качества стальных изделий.

К технико-экономическим показателям основного плана при обработке стали мартенами относят:

производительность (средний съем стали с квадратного метра подовой площади за сутки, ориентировочно 10 т),

расход потребляемого топлива для тонны выплавляемой стали (традиционное значение 80 кг).

Чем крупнее в масштабах комплекса мартенов, тем выше их эффективность.

Особенности технологии

Преимущества мартеновских печей:

возможность переплавки в сталь металлического лома (предшественники, вроде конверторов бессемеровских были на такое неспособны);

контроль качества металла;

возможность вносить необходимые добавки, получать на выходе сталь разных марок и свойств;

высокая гибкость производства;

большая лояльность к исходному сырью;

возможность применения технологии во многих производственных масштабах;

относительно простой контроль, управление процессом;

невысокая стоимость передела производства;

высокое качество выплавки.

Все вышеназванные достоинства привели к массовому распространению такого способа выплавки в XIX веке. На протяжении практически ста лет применение мартеновских печей обеспечивало до 80% производства стали всего мира.

Сейчас технология дорабатывается и модифицируется. Например, возникли двух ванные печи, какие позволяют ликвидировать регенераторы. В таких конструкциях применяют чистый кислород, не воздух. Как результат – увеличение количества тепла, лучшая производительность (примерно в 2-4 раза), уменьшенный топливный расход (около 10-15 раз).

Однако современный мир ставит жесткие условия, которые мартеновская технология выполнить не может, как постепенно устаревающая. Недостатки мартеновских печей:

пониженная экономичность сравнительно к кислородно-конверторной технологии;

повышенный угар металла.

качество стали хуже;

большие затраты по ремонту;

длительный процесс выплавки, особенно сопоставимо с электрической плавкой;

высокий расход огнеупоров;

неудовлетворительное количество загрязняющих среду отходов;

граничащие с нарушением современных норм условия труда;

низкая производительность труда;

В шестидесятых годах прошлого века появилась новая кислородно-конвертерная выплавка и электрическая плавка, более выгодная мартеновского способу. Результатом стало прекращение строительства мартенов в мире. С 1970 года ни одна конструкция не была возведена. Оставшиеся производства постепенно подходят к граничным срокам своей эксплуатации, поэтому мировая плавка стали по-мартеновски постоянно уменьшается (до 2%).

Источник: http://otopimdom.ru/martenovskaya-pech/

Принцип и технология плавления в мартеновской печи

Представляю вашему вниманию статью о мартеновской печи и принципе её работы. Каждый стремится узнать что-то новое и полезное, то что интересно, познавательно и может расширить наш кругозор. Поэтому рассмотрим процесс и технологию производства стали в мартеновской печи более детально.

Устройство мартеновской печи

Мартеновская печь по устройству и принципу работы является пламенной отражательной регенеративной печью. В плавильном пространстве сжигается газообразное топливо или мазут. Высокая температура для получения стали в расплавленном состоянии обеспечивается регенерацией тепла печных газов.

Современная мартеновская печь представляет собой вытянутую в горизонтальном направлении камеру, сложенную из огнеупорного кирпича.

Видео (кликните для воспроизведения).

Рабочее плавильное пространство ограничено снизу подиной, сверху сводом, а с боков передней и задней стенками. Подина имеет форму ванны с откосами по направлению к стенкам печи. В передней стенке имеются загрузочные окна для подачи шихты и флюса, а в задней – отверстие для выпуска готовой стали.

Для подогрева воздуха и газа при работе на низкокалорийном газе печь имеет два регенератора.

Читайте так же:  Взыскание дебиторской задолженности через налоговую

Регенератор – камера, в которой размещена насадка – огнеупорный кирпич, выложенный в клетку, предназначен для нагрева воздуха и газов.

В конструкции печи выделяют две основные части:

  • верхнее строение печи, состоящее из рабочего пространства и головок, расположенных на двух его концах и служащих попеременно для подачи газообразного топлива и воздуха, предварительно подогретого (подогретых) в регенераторе, и для отвода продуктов горения;
  • нижнее строение печи, состоящее из шлаковиков для собирания пыли и шлаков, уносимых дымовыми газами, и регенераторов, аккумулирующих теплоту продуктов горения, с последующей её отдачей воздуху.

Мартеновский способ выплавки стали в свое время позволил из доступного сырья получать конструкционную и спецсталь как на больших, так и на малых металлургических предприятиях.

Мартеновская печь относится к типу отражательных печей.

Ванна, где идет плавка, выложена огнеупорным кирпичом. Над ванной — сферический свод. Продукты горения топлива, а вместе с ними и тепло отражаются от свода и направляются в ванну, где и расплавляют металл. Такая конструкция обеспечивает равномерное распределение тепла по всей площади ванны.

Принцип работы мартеновской печи

Принцип работы мартеновской печи основан на любопытном свойстве сплавов, называемых эвтектическими или просто эвтектиками.

Иногда эвтектики называют твердыми растворами, но это неверно. В растворе вещества смешиваются на молекулярном или субмолекулярном (кластерном) уровне, а микроструктура эвтектик хорошо видна под обычным оптическим микроскопом.

Эвтектики широко используются в промышленности и в быту: латунь, бронза, свинцово-оловянные припои это эвтектические сплавы 2-х и более металлов.

Чугун и простая конструкционная сталь представляют собой эвтектики железа и углерода, а легированная сталь – сложную эвтектику их же с легирующими присадками.

В зависимости от состава шихты, используемой при плавке, различают разновидности мартеновского процесса:

  • скрап-процесс, при котором шихта состоит из стального лома (скрапа) и 25-45 % чушкового передельного чугуна, процесс применяют на заводах, где нет доменных печей, но много металлолома;
  • скрап-рудный процесс, при котором шихта состоит из жидкого чугуна (55-75 %), скрапа и железной руды, процесс применяют на металлургических заводах, имеющих доменные печи.

Большинство печей стационарные.

Качающиеся обычно применяются для переработки фосфористых чугунов, так как при этом требуется несколько раз«скачивать» богатый фосфором шлак, что легче осуществлять на качающихся печах. Они могут отапливаться жидким (мазутом) или газообразным (природный, смешанный, генераторный газ) топливом.

Смешанный газ(коксовый и доменный) и генераторный газ, обладающие недостаточной теплотой сгорания, перед поступлением в рабочее пространство подогреваются в регенераторах примерно до 1150 градусов.

Природный газ и мазут используются без подогрева.

Кислород, служащий для интенсификации горения топлива, вводится через фурмы, помещенные в головках печи, а подаваемый для продувки ванны — через фурмы, опускаемые в отверстия в своде.

Некоторое количество топлива может поступать вместе с кислородом в рабочее пространство печи с помощью топливо-кислородных горелок, также опускаемых через свод.

Печи, отапливаемые низкокалорийными видами газообразного топлива, имеют две пары шлаковиков и две пары регенераторов (для подогрева газа и подогрева воздуха), располагаемых попарно соответственно под каждой головкой печи; отапливаемые мазутом или природным газом имеют под каждой головкой по одному шлаковику и одному регенератору — только для подогрева воздуха.

Несмотря на наличие регенераторов, отходящие газы перед дымовой трубой имеют температуру 400-800 градусов.

Для утилизации этого тепла за печью устанавливают котлы-утилизаторы. Печи оборудованы контрольно-измерительной аппаратурой, позволяющей не только контролировать их работу, но и автоматически поддерживать заданный тепловой режим в различные периоды плавки.

Технология плавления в мартеновской печи

Периоды процесса получения стали в мартеновской печи длятся от пяти до восьми часов (при скоростном сталеварении — до 4,5—5,5 часа) и состоят из этапов:

Плавление начинается ещё до окончания загрузки печи. Плавление стараются проводить при максимальной температуре, чтобы препятствовать растворению в металле газов и не допустить излишнего окисления. В этот период интенсивно окисляются кремний, марганец, железо, фосфор, образуется большое количество закиси железа.

Во время плавления в результате реакций окисления примесей формируется шлак. К моменту полного расплавления всей шихты отбирается проба металла на химический анализ.

После спуска первичного шлака и наводки нового с помощью извести в металле достигается нужное содержание фосфора. Если его содержание превышает допустимое, то операция спуска и наводки нового шлака повторяется несколько раз.

Кипение и окисление.

Период кипения предназначен для доведения состава металла (главным образом по содержанию углерода) до требуемого и нагрева металла до температур, обеспечивающих дальнейшую разливку.

Главной реакцией этого периода является реакция окисления углерода. Образующаяся окись углерода в виде газовых пузырей всплывает через толщу металла, проходит шлак и удаляется в атмосферу печи.

Процесс выделения пузырей углерода создает впечатление кипения.

Этот процесс позволяет перемещать всю толщу металла, приводит к выравниванию химического состава металла, а также ускоряет процесс нагрева металла по всей высоте ванны и очищает металл от находящихся в нем газов и неметаллических включений. В этот же период происходит реакция удаления серы из металла.

Кислород для окисления углерода может попадать в металл тремя способами:

  • обычно самый медленный – диффузией из атмосферы печи через слой шлака;
  • присадкой в ванну железной руды, желательно в виде кусков агломерата или в виде окатышей;
  • самый интенсивный – продувкой металла через водоохлаждаемые кислородные или воздушные фурмы, обычно располагаемые в своде печи.

Если к окончанию плавки в стали растворено большое количество закиси железа, это придаёт стали хрупкость в горячем состоянии — красноломкость.

Для удаления кислорода сталь раскисляют ферросилицием, ферромарганцем или алюминием. Иногда для проверки раскалённый кусок стали подвергают ковке — при плохой раскисленности образуются трещины.

При необходимости, после раскисления вводят легирующие элементы: ферротитан, феррохром, высококремнистый ферросилиций, чистый никель и другие. После окончания плавки сталь выпускают в ковш.

Для ускорения процесса и повышения производительности на 15—25 % используют кислород. Его вводят при плавке двумя способами:

  • обогащая факел пламени в период завалки и расплавления шихтовых материалов;
  • продувая через жидкую ванну в период выгорания углерода.
Читайте так же:  Оквэд взыскание дебиторской задолженности

Работа мартеновских печей в значительное степени автоматизированa.

В целом мартеновский процесс делят на периоды:

  • Заправка печи (осмотр и исправление дефектов кладки подины и порогов окон);
  • Завалка и прогрев твердых материалов шихты;
  • Заливка жидкого чугуна (скрап-рудный процесс) или завалка твердого чугуна (скрап-процесс);
  • Плавление (догрев до температуры плавления твердых материалов, расплавление и перегрев металла над температурой ликвидуса на 30-40 °С);

Доводка плавки (окончательная рафинировка металла и перегрев расплава по отношению к температуре плавления на 55-60 °С).

Период обычно состоит из двух этапов:полировка или рудное кипение, т.е. кипение при добавках железной руды и чистое кипение, т.е. кипение без добавок;

  • Раскисление и легирование металла (может проводиться как в печи, так и в ковше во время выпуска стали);
  • Выпуск металла и шлака.
  • Для экономии топлива в мартеновских печах и улучшения их экологических характеристик можно рекомендовать следующее:

    • интенсификация теплообмена в рабочем пространстве печи путём повышения температуры факела (использование кислорода) и повышения светимости факела (добавка к газовому факелу мазута или угольной пыли, самокарбюрация);
    • широкое использование кислорода при разогреве твердой шихты газокислородными горелками и при продувке кислородом ванны в периоды плавления и доводки;
    • использование кислородно-водяной смеси или многосопловых кислородных фурм для продувки жидкой ванны, что приводит к резкому сокращению пылеобразования;
    • использование испарительного охлаждения для элементов печи: рам завалочных окон, пятовых балок и др. Преимущества испарительного охлаждения: сокращение расхода воды по сравнению с водяным охлаждением в 60 раз, резкое сокращение простоев печи на ремонты, получение большого количества пара (6-7 т/ч с одной крупной печи);
    • применение в скрап-процессе взамен твердого чугуна жидкого чугуна, выплавляемого в вагранках. Это позволяет приблизить показатели скрап-процесса к показателям скрап-рудного процесса;
    • утилизация физической теплоты продуктов горения для подогрева воздуха перед регенератором (в рекуператоре) или для получения пара (в котле-утилизаторе).

    Источник: http://bestpechi.ru/martenovskaya-pech

    Мартеновские печи, их устройство и монтаж

    Мартеновские печи относятся к классу агрегатов с отражательной регенеративной функцией.

    Конструкция состоит из таких элементов:

    • Резервуар, в котором происходит плавка. Чаще всего он выложен специальным кирпичом;
    • Сферический свод, который находится над емкостью. Его предназначение заключается в отражении продуктов горения во время плавки.
    • Тепло направляется обратно к плавящемуся в ванной металлу, а температура поддерживается на необходимой отметке. Максимальная – 2 000 о С. Только при таком пороге происходит полноценная плавка.

    Равномерное распределение жара по ванне происходит за счет соблюдения правил конвекции.

    Топят мартеновские печи газообразным топливом, кроме которого агрегат употребляет еще и мазут. В наше время для таких агрегатов используется природный газ, но раньше это были доменный или коксовый.

    Для загрузки сырья используются особые завалочные окна, которые закрываются толстыми задвижками из стали. Благодаря выпуклой форме задней стенки выпускного отверстия, получается направлять готовую сталь непосредственно в ковш. Во время плавки окно закрывается огнеупорной глиной.

    Претерпев массу изменений в своей конструкции, современная мартеновская печь имеет вид камеры, вытянутой горизонтально. Строится она из кирпича, но плавильное пространство, в котором происходит основная работа, ограничено подиной, по бокам стенками, а сверху сводом. Подина повторяет своей формой емкость, в которой происходит процесс плавки.

    Спереди расположены загрузочные окна, а сзади выход для получения готового металла.

    Фундамент для мартеновской печи состоит из следующих элементов:

    • подошва, располагающаяся немного ниже заводского пола;
    • пень – наружная часть основания.

    В целом он является мощным армированным массивом из железобетона, который способен выдержать удары с динамикой и высокие нагрузки.

    Описание работы

    Плавильная печь такого типа перерабатывает лом и передельный чугун в сталь конкретного химического состава.

    В зависимости от материалов, мартеновский метод плавки стали делится на два типа:

    Определение с футеровкой полностью зависит от состава шлака, который предполагаемо получится в процессе плавки.

    Ключевой принцип действия заключается во вдувании раскаленного газообразного вещества (воздух с газом) в печь. Низкий сводчатый потолок отражает жар и направляет его на плавящийся металл, своеобразно аккумулируя.

    Прежде чем попасть в печку, газ проходит через 4 регенератора, где нагревается. Из специальных камер, выложенных огнеупорным кирпичом, нагретый газ перемещается в верхнюю часть печи, где смешивается и сгорает. Действие происходит попеременно: нагрев регенератора продувкой, продувка холодным воздухом.

    Мартеновская методика сильно зависит от состава шихты, которая применяется во время расплава и различает такие способы выплавки:

    Разница заключается в процентном соотношении составляющих.

    Реалии XXI века

    Очень долго мартеновские печи не покидали своего пьедестала, но с недавних пор их стали вытеснять:

    • 63% – кислородно-конвертерные;
    • 30% – электроплавки;
    • 7% – мартеновские.

    Статистика приведена в мировых производственных масштабах.

    Начиная с конца 70-х, мартеновские печи больше не производятся. Потому заводы, где еще можно найти таких «старушек», которые, по каким-то причинам не могут заменить их на более современную альтернативу, ремонтируют.

    В России осталось около 16 заводов, которые все еще используют мартеновские печи.

    Ремонтные работы

    Могут ли современные специалисты качественно выполнить ремонтные работы агрегата, который давно «вышел из моды». Оказывается, что да, но компании, предоставляющие такие услуги, выполняют их неохотно, если только это не масштабная реконструкция, во время которой выполняется:

    • замена огнеупорных элементов кладки;
    • ремонт свода, стен, подины;
    • очистка газоходов;
    • замена всех стоек и балок;
    • замена плит – выпускного отверстия, подпороговых, средних, облицовочных;
    • замена всех желобов и балок;
    • установка современных частотных преобразователей;
    • ремонтные работы площадки;
    • восстановление системы КИПиА.

    Практически полное преобразование с частичной модификацией.

    Нынешние способы плавки более выгодны, но появились они благодаря мартеновскому. Ликвидация таких печь начнется с отметки в 2% функционирующих агрегатов в мировом масштабе. Только тогда они официально станут считаться устаревшими.

    Источник: http://kaminipech.ru/blog/pechi-ustrojstvo-montazh-martenovskih-pechej.html/

    Принцип работы печи: доменной, мартеновской, конвекционной

    Принцип работы доменной печи


    Рис. 1 – Вид доменного цеха.
    Читайте так же:  Ответы на санминимум

    Рассмотрим, что такое доменная печь. Выплавку чугуна в крупных масштабах невозможно осуществить без мощных, габаритных печей. Доменная печь – это большой и сложный комплекс, который обслуживается большим количеством вспомогательных систем (Рис. 1). Доменная печь является вертикальной конструкцией, характеризующейся конусообразным форменным исполнением, нижняя часть которого расширяется. Печь шахтного типа, работающая на противотоке, предназначена для плавильных процессов.

    Для непосредственной эксплуатации доменной печи необходим следующий спектр материалов:

    • Железная руда или обогащенный рудный материал;
    • Кокс каменноугольного происхождения;
    • Известняковый флюс.

    Данные компоненты подаются порциями в верхний конструкционный элемент печи, где происходит процесс их оседания и последующей переработки. Далее производится спуск шлака и выпуск расплавленного чугуна (Рис. 2).


    Рис. 2 – Схема производства чугуна в домне

    Принцип работы печи доменного типа базируется на непрерывном процессе. Это и обусловливает высокие показатели производительности. Работа осуществляется в круглосуточном порядке. Ремонтно-восстановительные работы производятся каждые 3-12 лет. Суммарная продолжительность эксплуатационного периода приравнивается к 100 годам, а при должном уровне обслуживания – и больше.

    Устройство доменной печи

    Доменная печь — габаритное сооружение, которое в высоту может достигать 70 м и весом около 35000 т. Снаружи печь покрыта стальным кожухом с толщиной стенок от 4 см, который постоянно охлаждается при помощи холодильных камер с циркулирующей в них водой. Изнутри домна выложена огнеупорным кирпичом. Вся конструкция установлена на прочный железобетонный фундамент.

    С помощью засыпного аппарата подаются необходимые материалы, которые по мере расплава опускаются вниз, а их место занимают новые порции. Образующиеся газы, имеющие высокую температуру, выводятся посредством трубопроводов и используются для нагрева свежего потока воздуха, который подается в доменную печь для наддува.


    Рис. 3 – Схематическое изображение доменной печи в разрезе, на котором указаны все основные производственные узлы.

    Устройство мартеновской печи

    Теперь давайте рассмотрим, что такое мартеновская печь. Эта печь по своему принципу действия и устройству относится к категории регенеративных пламенных печей. При непосредственной эксплуатации осуществляется процесс сжигания мазута и газообразного топлива. За счет регенерации избыточного тепла печных газов обеспечиваются номинальные показатели температуры, которые необходимы для получения стали в расплавленном виде.


    Рис. 4 – Процесс выплавки стали в мартеновском цеху.

    Конструкционная особенность мартеновской печи заключается в горизонтально направленной камере на основе огнеупорного кирпича. Нижняя часть печи ограничена подиной, сверху расположены своды. Сама подина выполнена в форме ванны с откосами в сторону стенок. Передняя стенка укомплектована загрузочными люками, которые используются для подачи флюса и шихты. В задней стенке имеется технологическое отверстие для приема готовой продукции.


    Рис. 5 – Схематическое изображение устройства мартеновской печи в разрезе.

    Как работает мартеновская печь


    Рис. 6 – Принцип работы мартеновской печи

    Главный принцип работы мартеновской печи основан на уникальном эвтектическом свойстве сплавов. Раскаленная смесь воздуха и горючего газа вдувается в печь с низким потолком, который жар отражает вниз (Рис. 6). Мартеновская печь может эксплуатироваться в нескольких производственных режимах, определение которых будет зависеть от состава шихты:

    • Скрап-процесс. В этом случае шихта основана на стальном ломе (скрап) на 35-45%. Данный производственный процесс будет актуален на заводах, где нет возможности установки доменных печей, но при этом есть много металлолома;
    • Скрап-рудный процесс. В таком процессе шихта основана на жидком чугуне (порядка 75%), железной руды и скрапа. Считается наиболее востребованным процессом на заводах, где установлены доменные печи.

    Большинство мартеновских печей имеет стационарное исполнение. В случае с качающимися печами, они нашли свое активное применение при работе с фосфористыми чугунами. Данная тенденция обусловливается тем фактом, что обогащенный фосфором шлак необходимо раскачивать.

    Процесс розжига печей качающегося типа осуществляется при помощи газообразного топлива или же мазута. Генераторный или смешанный газ, характеризующийся минимальными температурами сгорания, предварительно перед подачей в рабочую камеру подогревается в специализированных генераторах, температура в которых может варьироваться в диапазоне от 1000 до 1100 градусов.

    Что такое конвекционная печь

    Конвекционная печь – универсальное устройство, сочетающее в себе свойства пароварки и шкафа для жарки. Эта печь нашла обширную область своего непосредственного использования в современной кулинарии. Помимо бытового модельного ряда имеют место и промышленные аналоги, ширина, высота и длинна которых предоставляют возможность размещения объектов повышенных габаритов.


    Рис. 7 – Разновидность конвекционной печи.

    «Львиная» доля печей данного вида проектируется с целью непосредственного использования на кухне для приготовления выпечки и горячих блюд. В большинство моделей укомплектованы функции электрического гриля, принцип действия которых основан на использовании мощного нагревательного тэна. Данные нагревательные элементы располагаются в нижней и верхней части камеры.

    Конвекционная печь обладает возможностью регулировки пароувлажнения, что дает возможность ее использования в качестве пароварки. Столь обширный спектр использования конвекционной печи в совокупности с внушительным внутренним объемом стал причиной тому, что оборудование данного типа встречается практически в любом современном ресторане.

    Принцип работы конвекционной печи

    Из названия печи следует принцип работы печи, который основан на применении конвекционных процессов и возможности создания пара в герметичной камере. Конвекция является процессом теплообмена между разносторонне направленными потоками воздуха. Данный процесс обусловлен использованием производительного нагнетательного элемента (вентилятора), который располагается на задней крышке рабочей камеры. Данному процессу также способствуют 4 тэна.


    Рис. 8 – Схематическое изображение принципа работы конвекционной печи

    Конвекционные печи обладают возможностью регулировки уровня влажности. Это отличная альтернатива пароварки: варка, тушение, водяные бани, — вся эта многогранность функционального потенциала характерна исключительно конвекционной печи. При переключении тумблера в нулевую позицию автоматически включается функция гриль. При активации данного режима в рабочей камере начинает образовываться поток горячего воздуха, который идеально подходит для запекания.

    Видео (кликните для воспроизведения).

    Источник: http://principraboty.ru/princip-raboty-pechi-domennoy-martenovskoy-konvekcionnoy/

    Мартеновская печь устройство и работа
    Оценка 5 проголосовавших: 1

    ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

    Please enter your comment!
    Please enter your name here