Co je to výroba ve vysoké peci?

vysokopecní výroba železa) – výroba litiny redukčním tavením železné rudy nebo aglomerací koncentrátů železné rudy ve vysokých pecích. Vysokopecní výroba je dílčím odvětvím mistrovství světa. Výroba ve vysokých pecích vznikla jako výsledek vývoje procesu, který existoval po několik tisíciletí, získávání kryogenního železa v sýrařských pecích přímo ze železné rudy za použití dřevěného uhlí jako paliva. Postupné zvyšování výšky sýrových pecí a výkonu dmychadel vedlo ke vzniku vysokých pecí (šachtových pecí), ve kterých se vedle těsta vyráběla tekutá litina jako nežádoucí produkt vytékající z kohoutku. díra spolu se struskou. První vysoké pece se objevily v Evropě v polovině 1630. století, v Rusku – kolem roku 1701, poblíž Tuly a Kashiry. Na Uralu byla první litina vyrobena v roce 1; a v polovině 1913. stol. Díky rozvoji uralské metalurgie se Rusko dostalo na 4,2. místo na světě, které si drželo až do počátku 5. století. V roce 1940 Rusko vyrobilo 15 milionu tun surového železa a zařadilo se na 3. místo na světě. V roce 1947 vyrobil SSSR 2 milionů tun litiny (1970. místo na světě), od roku 1 se SSSR umístil na XNUMX. místě ve výrobě litiny (po USA) a v roce XNUMX obsadil XNUMX. místo na světě. Na rozvoji vysokopecní výroby v Rusku a SSSR se významně podíleli ruští metalurgové M.A.Pavlov, M.K.Kurako, I.P. Moderní vysokopecní výroba se vyznačuje použitím vysoce mechanizovaných a automatizovaných jednotek a vyspělé technologie.
Významnými etapami rozvoje vysokopecní výroby byly: používání uhelného koksu místo dřevěného uhlí (1735, A. Derby); parní dmychadlo (1766, I.I. Polzunov); horký výbuch (1828, J. Nelson); ohřívač vzduchu regeneračního typu s ohnivzdornou tryskou (1857, E. Cowper); kónické plnicí zařízení (1850, Parry) s otočným rozdělovačem náplně (1907, McKee); tavený aglomerát (1936 – 1939, hutní závody pojmenované po F. E. Dzeržinském a Magnitogorské železárny a ocelárny); zvýšení tlaku plynu v peci (navrženo v roce 1871 G. Bessemerem, poprvé realizováno v roce 1940 I. I. Korobovem); vstřikování plynných a kapalných uhlovodíkových paliv (v roce 1838 navrhl Barnet, v roce 1957 byla technologie realizována v průmyslovém měřítku 3. I. Nekrasov a další); bezkuželové plnicí zařízení s otočným tácem (1972, firma Paul Wurth).
Výchozí materiály (vsázka) při výrobě vysokých pecí jsou: železné a manganové rudy, aglomeráty, pelety, dále palivo a tavidla. Sintr (cca 70 %) je široce používán ve vysokopecní vsázce v Rusku, která obsahuje 50-60 % Fe s bazicitou CaO/SiO₂ = 1,1-1,5; Používání tavených pelet se rozšiřuje. Hlavním palivem v moderních vysokých pecích je koks, který je částečně nahrazen plynným, kapalným nebo pevným palivem vháněným do nístěje vysoké pece.
Hlavní druhy litiny tavené ve vysokých pecích: surové železo pro výrobu oceli v ocelárnách; slévárna, používaná pro litinové odlitky; speciální litiny. Vedlejší produkty vysokopecní výroby: vysokopecní plyn, který se po očištění od prachu používá k ohřevu dýmu v ohřívačích vzduchu, dále v továrních kotelnách, v koksárenských, spékacích a některých dalších dílnách; vysokopecní struska se používá především v průmyslu stavebních hmot; kouřový prach odstraněný z pece a zachycený systémem čištění plynu, obsahující 30 – 40 % Fe, se vrací do vsázky vysoké pece aglomerací. Vysokopecní provoz závodu s plným metalurgickým cyklem má zpravidla minimálně 2 vysoké pece s ohřívači vzduchu a systémem čištění plynu. U řady hutních provozů je součástí vysokopecní dílny rudný dvůr, kde je skladována hlavní zásoba železné rudy. Vysokopecní dílna se vyznačuje nepřetržitou výrobou a velkým počtem nákladních přeprav. Moderní vysokopecní dílna zpracuje denně až 30 – 40 tisíc tun železnorudných materiálů a 8 – 10 tisíc tun koksu.
V Rusku je specifická produktivita vysokých pecí charakterizována koeficientem využití užitečného objemu (kipo), tj. poměrem užitečného objemu v m 3 k denní tavbě surového železa méně často se používá opačný ukazatel – the denní tavení surového železa na 1 m 3 užitného objemu pece. V USA, Japonsku a západoevropských zemích je měrná produktivita vysokých pecí charakterizována tavením litiny na 1 m 3 pracovního objemu [t/(m 3 • den)] nebo na 1 m 2 kříže. -průřezová plocha topeniště [t/(m 2 -den)]. Tavicí produkty jsou odváděny do železných a struskových pánví odpichovými otvory umístěnými ve spodní části nístěje. Vysokopecní dílna disponuje také licími stroji pro lití tekuté litiny do ingotů – ingotů malé hmotnosti (od 18 do 35 kg). Vysokopecní plyn produkovaný v peci je odváděn výstupy plynu umístěnými v kupole pece. Intenzifikace a zvýšení účinnosti vysokopecní výroby je usnadněno: zlepšením kvality surovin a koksu; tlak plynu v pracovním prostoru vysoké pece; použití vysoce zahřátého výbuchu, obohacení výbuchu kyslíkem spolu se vstřikováním dalšího pevného, ​​kapalného nebo plynného paliva; aplikace komplexní automatizace vysokých pecí.
V roce 1997 se v Rusku vytavilo 37327 64 tis. tun surového železa (vytížení kapacity cca 0,660 %) s průměrným CIPO = XNUMX.
Viz také:
– Výroba
— výroba elektrické oceli
— výroba válcování trubek
– výroba oceli
– výroba válcování
– nepřetržitá výroba
— výroba hardwaru
— výroba na otevřeném ohni
– slévárna
— výroba kování a lisování
— výroba měničů
— výroba koksu
— uzavřená výroba
— slévárna trubek

Encyklopedický slovník hutnictví. – M.: Intermet Engineering. Šéfredaktor N.P. Ljakishev. 2000.

• vysokopecní železářství
• operace odlévání trubek

Vysoká pec je tavicí pec používaná k tavení kovových rud, především železa a mědi.

První vysoké pece: historie vzhledu

První vysoké pece se objevily v západní Evropě kolem poloviny 14. století.

Již ve starověku se lidé naučili získávat železo v sýrárnách. Pro tyto účely zcela postačovaly tavitelné rudy nalezené na povrchu země. Již ve středověku však rapidně vzrostla potřeba železa a vyvstala potřeba využívat žáruvzdorné rudy.

K extrakci železa z takové rudy byla zapotřebí velmi vysoká teplota tavení. Teplota může být zvýšena zvýšením výšky pece nebo zvýšením foukání. Tak byla sýrová pec nahrazena novou tavicí pecí zvanou stukofen. Vyšší a mnohem dokonalejší štuk byl začátkem na cestě k vytvoření vysoké pece. Navzdory tomu, že se proces získávání železa z rudy nezměnil, došlo k jasnému pokroku. Uzavřená šachta ve stukofenu umožnila koncentrovat teplo a díky výšce dosahující 3,5 m se tavba stala rovnoměrnější a ucelenější a zvýšila se míra využití rudy.

Časem žáruvzdorné rudy vyžadovaly silnější tryskání. Do konce 14. století byly tavicí pece zdokonaleny o hydromotory, které poháněly kožené měchy. Díky tomu zesílilo foukání, které ovlivnilo celý proces. Teplota v peci se tak zvýšila, že když se železo z rudy redukovalo, většina se začala měnit na litinu. To řemeslníky zprvu nemile překvapilo, protože nový kov se nedal kovat, nedal svařit, byl křehký a nehodí se z něj vyrábět odolné nástroje nebo ostré zbraně.

První vysoká pec se objevila v roce 1630 ve městě Tula.

Teplota vysoké pece

Nejvyšší teplota trouby je v horní části topeniště. Tam se vyvíjí až do 2250 °C. Jak se pohybujete nahoru, teplo klesá a nahoře dosahuje 270 °C. V různých výškách ve vysoké peci se ustavuje určitá teplota, díky které dochází k chemickým procesům přeměny rudy na kov. Na konci dne nemůžete zvednout litinu holýma rukama. Jeho teplota je 1400 °C.

Výbušný přívod do vysoké pece

Foukání – Přívod vzduchu speciálními foukacími stroji do průmyslových pecí, pecí atd. aby se urychlily procesy v nich probíhající.

Moderní nucený provoz výkonných vysokých pecí vyžaduje zásobovat je tryskáním o odpovídajícím tlaku a teplotě. První dva z těchto parametrů zajišťují dmychadla a poslední provoz ohřívačů vzduchu.

Vysokopecní ohřívač (možnosti názvu: ohřívač vzduchu, regenerátor, cowper) je zařízení pro ohřev vzduchu (studený dmychadlo vycházející z dmychadla) před jeho přivedením do vysoké pece. Zavedení ohřívačů vzduchu se stalo nejefektivnějším způsobem úspory paliva (koksu) v celé historii výroby vysokých pecí.

Princip činnosti vysoké pece

Nejprve se litina taví ze železných rud ve speciálních pecích zvaných vysoké pece. Proto se proces výroby litiny ze železných rud nazývá vysokopecní proces.

Vysoká pec má velké množství speciálních zařízení a mechanismů, které zajišťují kontinuitu procesu. Většina mechanismů funguje automaticky. Můžete se podívat na schéma výše!

Směs rudy, koksu a tavidla se připravuje v určitém poměru pro plnění do vysoké pece. Tato směs se nazývá směs. Speciální výtah – skip pohybující se po nakloněných drahách – přivádí vsázku do horní části vysoké pece, odkud vstupuje do pece přes zavážecí zařízení.

Pro udržení intenzivního spalování naloženého koksu je potřeba velké množství vzduchu. Vzduch je do pece přiváděn speciálními otvory ve spodní části pece, které se nazývají otvory dmychadel. Aby vzduch prorazil vysoký sloupec vsázky a pronikl do všech částí topeniště a také aby bylo zajištěno dostatečné množství kyslíku pro shoření veškerého paliva, je do topeniště vháněn vzduch pod tlak 1-2 ati. Vzduch se ohřívá na teplotu 600-800°, protože vstřikování velkého množství studeného vzduchu snižuje teplotu uvnitř pece, v důsledku čehož se proces tavení rudy zpomaluje.

Vzduch se ohřívá v ohřívačích vzduchu, které jsou postaveny vedle vysoké pece. Ohřívače vzduchu jsou ohřívány vysokopecním (pecním) plynem získaným při tavení litiny. Vysokopecní plyn se předběžně čistí od prachu ve speciálních zařízeních na čištění plynu. Produkty spalování z ohřívačů vzduchu jsou odváděny komínem.

Tekutá litina vyrobená v peci je spouštěna do její spodní části, odkud je periodicky vypouštěna otvorem zvaným litinový odpichový otvor. Ve speciálních velkokapacitních pánvích se litina z vysoké pece dopravuje do oceláren ke zpracování na ocel nebo do licího stroje na výrobu surového železa.
Gang, tavidla a palivový popel tvoří v peci tekutou strusku, která má nižší měrnou hmotnost než litina, a proto se nachází nad tekutou litinou. Struska je odváděna z pece odpichovým otvorem strusky a posílána ke zpracování a dalšímu využití jako stavební materiál nebo na skládku strusky.

Vysoká pec pracuje kontinuálně na protiproudém principu: výchozí materiály jsou nakládány shora, postupně klesají dolů, mění se na litinu a strusku a plyny zahřáté ve spodní zóně pece stoupají vzhůru, aby se setkaly s výchozími materiály. Pec má vnější ocelový plášť, nazývaný plášť, a vnitřní zdivo neboli vyzdívku. Vyzdívka musí stabilně odolávat opotřebení třením průběžně klesajících sloupců surovin, odolávat vysokým teplotám, aniž by došlo k roztavení nebo deformaci. K vyzdívce se proto používají kvalitní šamotové cihly.