Υψικάμινος: πώς εμφανίστηκε, διάγραμμα, σχέδιο και εξαρτήματα, πώς λειτουργεί. Σχεδιασμός και λειτουργία υψικάμινου Βασικά υψικαμίνων εν συντομία

Χαρακτηριστικά της τήξης υψικάμινου

Η υψικάμινος είναι μια από τις κύριες μονάδες τήξης στη βιομηχανία σιδήρου και χάλυβα. Το κύριο τεχνολογικό του καθήκον είναι να λιώσει χυτοσίδηρο συγκεκριμένων χαρακτηριστικών και σύστασης. Στην εμφάνιση, μια υψικάμινος μοιάζει με πύργο στο ύψος ενός κτιρίου τριάντα ορόφων. Εξωτερικά είναι επενδεδυμένο με λαμαρίνα και εσωτερικά με πολλές στρώσεις πυρίμαχων τούβλων (πυροπηλό). Το φορτίο παραδίδεται στην ανώτερη βαθμίδα της υψικάμινου χρησιμοποιώντας ειδικούς ανυψωτήρες: οπτάνθρακας, ο οποίος είναι ένα πυροσυσσωματωμένο, εξαιρετικά σκληρό, πορώδες προϊόν άνθρακα επεξεργασίας άνθρακα σε υψηλή θερμοκρασία, ένα ασβεστολιθικό υλικό που βελτιώνει τις συνθήκες τήξης. Εκεί ανυψώνεται και το παρασκευασμένο σιδηρομετάλλευμα. Στη συνέχεια, μέσω μιας συσκευής που ονομάζεται καπναγωγός, όλο το παραδοθέν υλικό φορτώνεται στον κλίβανο σε στρώσεις. Από κάτω, μέσω ειδικών ακροφυσίων (tuyeres), τροφοδοτείται καύσιμο και μείγμα θερμού αέρα εμπλουτισμένο με οξυγόνο και αναμεμειγμένο με φυσικό αέριο.

Αρχή λειτουργίας

Η υψικάμινος, η αρχή λειτουργίας της οποίας βασίζεται στην καύση οπτάνθρακα σε υψηλή θερμοκρασία σε ατμόσφαιρα μέγιστου κορεσμού οξυγόνου, είναι μια μονάδα τήξης κάθετου άξονα. Για την επιτυχία της διαδικασίας της υψικαμίνου και για να περάσει καλά το φορτίο μέσα από το μείγμα αερίου και αέρα, απαιτείται προκαταρκτική προετοιμασία του μεταλλεύματος. Περιλαμβάνει τη σύντηξη υλικού μεταλλεύματος σε μεγάλα κέικ ή στρογγυλά σφαιρίδια. Υπό την επίδραση της δικής του μάζας, το φορτίο κατεβαίνει, περνώντας από ολόκληρη σχεδόν την υψικάμινο και στην πορεία πλένεται από αέρια που απελευθερώνονται κατά την καύση του υλικού οπτάνθρακα. Το κύριο μέρος της διαδικασίας τήξης λαμβάνει χώρα στο σφυρηλάτηση. Η φόρτιση θερμαίνεται επιπλέον με ζεστό αέρα, γεγονός που μπορεί να ελαχιστοποιήσει σημαντικά το κόστος του κωκ και επίσης να αυξήσει την παραγωγικότητα του κλιβάνου.

Από την ιστορία της υψικάμινου

Η δεύτερη χιλιετία π.Χ. μπορεί να θεωρηθεί η αρχή της εμφάνισης της σιδηρούχου μεταλλουργίας. Στην αρχή, οι φωτιές χρησιμοποιήθηκαν για την παραγωγή σιδήρου, αργότερα αντικαταστάθηκαν από λάκκους τήξης που ονομάζονταν καμίνους τυριών. Σε αυτά τοποθετήθηκαν μετάλλευμα και κάρβουνο. Το μείγμα αέρα που ήταν απαραίτητο για τη διατήρηση της διαδικασίας καύσης προμηθεύτηκε με φυσικό ρεύμα, το οποίο αργότερα αντικαταστάθηκε από φυσούνα με την ανάπτυξη της τεχνολογίας. Φυσικά, αυτή η μέθοδος δεν μπορούσε να παράγει μέταλλο υψηλής ποιότητας. Το σίδερο είχε την όψη μιας παχύρρευστης μάζας με άφθονα εγκλείσματα σκωρίας και υπολείμματα ατελώς καμένου κάρβουνου. Η χαμηλή περιεκτικότητα σε άνθρακα έκανε το μέταλλο μαλακό, τα προϊόντα που κατασκευάζονταν από αυτό λυγίζονταν εύκολα, θαμπώνονταν γρήγορα και ήταν πρακτικά αδύνατο να σκληρυνθούν. Με τους αιώνες, η διαδικασία τήξης βελτιωνόταν ολοένα και περισσότερο. Έτσι τα σφυρήλατα άρχισαν να μετατρέπονται σε μικρούς φούρνους, που επέτρεψαν την απόκτηση μετάλλου υψηλότερης ποιότητας. Η πρώτη υψικάμινος εμφανίστηκε στην Ευρώπη στις αρχές του 14ου - 15ου αιώνα. Τέτοιες μονάδες άρχισαν να κατασκευάζονται στην επαρχία Namur (Βέλγιο) και στην Αγγλία. Το κάρβουνο συνέχισε να χρησιμοποιείται ως καύσιμο, το οποίο, καθώς αυξανόταν η μεταλλουργική παραγωγή, οδήγησε στην αποψίλωση των δασών όλο και μεγαλύτερων περιοχών. Το 1735, ο Άγγλος εφευρέτης Abraham Derby χρησιμοποίησε επιτυχώς οπτάνθρακα, που δεν περιείχε ακαθαρσίες άλλων τύπων καυσίμων, στη διαδικασία της υψικάμινου. Αυτό βοήθησε όχι μόνο στην εξοικονόμηση σημαντικών δασικών πόρων, αλλά επίσης αύξησε σημαντικά την αποδοτικότητα και την παραγωγικότητα της παραγωγής τήξης. Οι σύγχρονες υψικάμινοι είναι σύνθετες και υψηλής τεχνολογίας κατασκευές που μπορούν να λιώσουν έως και 5000 - 5500 τόνους χυτοσιδήρου υψηλής ποιότητας την ημέρα. Όλες οι διαδικασίες προετοιμασίας και φόρτωσης υλικού φόρτισης σε αυτά είναι πλήρως μηχανοποιημένες.

Συσκευή

Η κατασκευή μιας υψικάμινου τύπου κατακόρυφου άξονα σχεδιάζεται λαμβάνοντας υπόψη το γεγονός ότι όσο αυξάνεται ο ωφέλιμος εσωτερικός όγκος της κατασκευής αυξάνεται και η απόδοσή της. Τώρα όλες οι μεγάλες επιχειρήσεις προσπαθούν να έχουν μονάδες με χωρητικότητα τουλάχιστον 2000 - 3500 m 3. Για παράδειγμα, ένας γίγαντας με όγκο 5000 m 3 εργάζεται στο μεταλλουργικό εργοστάσιο Krivorozhstal από το 1974. Ο αέρας σε τέτοιες μεγάλες μονάδες διοχετεύεται μέσω 14 - 36 ακροφυσίων λόγχης. Για τη θέρμανση του μείγματος αέρα χρησιμοποιούνται ειδικές ισχυρές ηλεκτρικές συσκευές. Κάθε υψικάμινος μεγάλης βιομηχανικής κλίμακας εξυπηρετείται από τρεις έως τέσσερις θερμαντήρες αέρα που ενεργοποιούνται αυτόματα. Επίσης, η λειτουργία της μονάδας διασφαλίζεται από πολυάριθμες βοηθητικές συσκευές, οι οποίες περιλαμβάνουν ειδικές θέσεις φόρτισης εξοπλισμένες με συσκευές εκφόρτωσης και φόρτωσης. Ανυψωτικές διαβάσεις τύπου bunker με ζυγαριά που έχουν σχεδιαστεί για αυτόματη ζύγιση φορτωμένων υλικών. μηχανισμοί ανύψωσης που παραδίδουν αυτοανατρεπόμενα τρόλεϊ στο μπλοκ φόρτωσης της κατασκευής. Για την κανονική λειτουργία ολόκληρου του συστήματος, υπάρχουν επίσης ειδικές συσκευές θέρμανσης που είναι απαραίτητες για την υλοποίηση της διαδικασίας ανατινάξεων υψηλής θερμοκρασίας, χυτήρια, σιδηροφόροι, σκουριοφόροι και μηχανές χύτευσης. Σε γενικές γραμμές, ένας σύγχρονος υψικάμινος είναι ένα είδος αυτοματοποιημένης μίνι επιχείρησης, που εξυπηρετείται από πολλούς ειδικούς διαφόρων προφίλ. Τέτοιες τεράστιες και πολύπλοκες δομές παραγωγής είναι συνεχείς μονάδες και λειτουργούν για αρκετά χρόνια χωρίς διακοπή μέχρι να φθαρεί η εσωτερική πυρίμαχη επένδυση.

Η υψικάμινος είναι μια κατασκευή μέσω της οποίας πραγματοποιείται η παραγωγή προϊόντων όπως ο χυτοσίδηρος, η σκωρία, το αέριο υψικαμίνου και η σκόνη. Η κύρια επιτυχία της παραγωγής υψικαμίνων θεωρείται ότι την κατάλληλη στιγμή άρχισαν να αναπτύσσονται η ηλεκτροδότηση, η μηχανοποίηση και ο αυτοματισμός, γεγονός που επηρέασε σημαντικά αυτόν τον τομέα δραστηριότητας. Αυτό συνέβαλε δηλαδή στη βελτίωση και δημιουργία ενός νέου πλήρους συστήματος μηχανισμών, ηλεκτροκίνησης και ηλεκτρικού αυτοματισμού στο ανώτερο σύστημα φόρτωσης, καθώς και στη διαδικασία συνεχούς μεταφορικής τροφοδοσίας φορτίου.

Τι είναι η παραγωγή υψικαμίνων

Η δομή μιας υψικάμινου αποτελείται από εξοπλισμό μέσω του οποίου το αέριο καθαρίζεται από τα δωμάτια κάτω από την αποθήκη, τα οποία χρειάζονται για τον υδραυλικό καθαρισμό. Διαθέτει επίσης μηχανές χύτευσης και προϊόντα υπεύθυνα για την επεξεργασία της σκωρίας.

Εάν απαιτούνται επισκευές σε εξαρτήματα υψικαμίνου, χρησιμοποιείται μόνο πυρίμαχο υλικό για την επισκευή:

• Θερμαντήρας αέρα;
• Αεραγωγός;
• Υδρορροές?
• Κουτάλες από χυτοσίδηρο.

Προκειμένου να ενταθεί η τήξη, μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένας φακός υψηλής ταχύτητας οξυ-καυσίμου ή ένας φακός πλάσματος. Επιπλέον, υπάρχει μια αυτοματοποιημένη εγκατάσταση εντός των υψικάμινων, λόγω της οποίας είναι δυνατός ο απομακρυσμένος έλεγχος των ζυγών, καθώς και η υδροσκόνη του χώρου κάτω από την αποθήκη, καλύπτοντας τις κουτάλες και τους αγωγούς μέσω των οποίων ρέει μέταλλο.

Στην παραγωγή υψικαμίνων χρησιμοποιούνται φυσικό αέριο, υγροποιημένη αμμοβολή με σταθερή υγρασία και υψικαμίνη που είναι εμπλουτισμένη με οξυγόνο.

Το ευρύτερο τμήμα μιας υψικάμινου

Ο σχεδιασμός μιας υψικάμινου αποτελείται από πολλά στοιχεία και δωμάτια, τα οποία περιγράφονται παραπάνω.

Αυτά περιλαμβάνουν:

• Εγκαταστάσεις υπό αποθήκη
• Κάδοι?
• Καροτσάκια?
• Μονοπάτια κλπ.

Υπάρχει ένα ευρύτερο μέρος σε μια υψικάμινο και ονομάζεται ατμός, που είναι το πιο ισχυρό μέρος στη δομή, και το πάνω μέρος ονομάζεται κορυφή. Η δομή του σφυρηλάτησης έχει επίσης έναν πυθμένα, ο οποίος ονομάζεται προεξοχή, για την τοποθέτηση του οποίου είναι αρχικά απαραίτητο να προετοιμαστεί μια τεράστια βάση από οπλισμένο σκυρόδεμα. Σκοπός του είναι να πραγματοποιήσει μια τέτοια διαδικασία όπως η συσσώρευση χυτοσιδήρου και σκωρίας. Μόλις συσσωρευτούν, στέλνονται μέσω ειδικών αγωγών μέσα από την κοιλότητα της οπής βρύσης και σε κουβάδες.

Δομή υψικαμίνου

Τα κύρια συστατικά μιας υψικάμινου περιλαμβάνουν την κορυφή, τον άξονα, τον θάλαμο ατμού, τους ώμους και την εστία.

Περισσότερες λεπτομέρειες για καθένα από αυτά:

1. Το επάνω μέρος, ή με άλλα λόγια, το πάνω μέρος του κλιβάνου, το οποίο είναι εξοπλισμένο με εξόδους αερίου σχεδιασμένες για την αφαίρεση του άνω αερίου, όπου η διαδικασία φόρτωσης πραγματοποιείται με τη χρήση μονάδων φόρτισης.
2. Ένας άξονας που βρίσκεται κάτω από την κορυφή, με τη μορφή κόλουρου κώνου, ο οποίος επεκτείνεται προς το κάτω μέρος, απλοποιώντας έτσι τη διαδικασία λήψης πρώτων υλών από την κοιλότητα της κορυφής και ο ίδιος ο άξονας προορίζεται για την παρασκευή πρώτων υλών από οξείδιο του μεταλλεύματος και για την αναγωγή του σιδήρου.
3. Raspar, που αναφέρθηκε προηγουμένως.
4. Ώμοι που μοιάζουν με κόλουρο κώνο, που διαστέλλονται προς την κορυφή και προορίζονται να ολοκληρώσουν τη διαδικασία σχηματισμού σκωρίας, καθώς και να αφήσουν μια μικρή ποσότητα ροής και στερεού καυσίμου σε αυτήν.
5. Ο κλίβανος, στον οποίο καίγεται το εισερχόμενο καύσιμο, απαιτείται επίσης για τη συσσώρευση χυτοσιδήρου και σκωρίας, που αρχικά έρχονται σε υγρή μορφή.

Για να καεί το καύσιμο απαιτείται αέρας, η θερμοκρασία του οποίου είναι η υψηλότερη που μπορεί να είναι σε μια δεδομένη παραγωγή. Το σχέδιο τροφοδοσίας είναι πολύ απλό, καθώς λαμβάνεται από το δρόμο μέσω εισαγωγών αέρα και στη συνέχεια εισέρχεται στον θερμαντήρα αέρα μέσω ενός δακτυλίου αεραγωγού λόγω ενός σωλήνα.

Διάγραμμα υψικαμίνου

Η αρχή λειτουργίας μιας υψικαμίνου θα περιγραφεί παρακάτω, αλλά μπορείτε να διαβάσετε για τις βοηθητικές συσκευές και τους μηχανισμούς με τους οποίους μπορεί να εξασφαλιστεί η τήξη χυτοσιδήρου υψηλής ποιότητας. Για να εξασφαλιστεί η σωστή παροχή καυσίμου, χρησιμοποιείται ειδικός εξοπλισμός, μέσω του οποίου οι πρώτες ύλες τοποθετούνται στην κοιλότητα του κλιβάνου χωρίς λάθη. Μια υψικάμινος απαιτεί συνεχή συντήρηση για να διασφαλιστεί ότι η σκωρία και ο χυτοσίδηρος παράγονται χωρίς ελαττώματα και επομένως η παραγωγή και το κόστος δεν επηρεάζονται. Για το σκοπό αυτό υπάρχει ειδικό χυτήριο στο οποίο είναι τοποθετημένος γερανός.

Για τη θέρμανση του αέρα στον κλίβανο, χρησιμοποιούνται ειδικοί θερμαντήρες αέρα, καθένας από τους οποίους ελέγχεται τακτικά και διαγιγνώσκεται για ελαττώματα.

Επιπλέον, υπάρχει ένα ειδικό σύστημα που υγραίνει τον ζεστό αέρα που εισέρχεται στον φούρνο. Αυτό απαιτείται για τη διαδικασία παραγωγής. Η εγκατάσταση είναι επίσης εξοπλισμένη με ειδικά μηχανήματα εμφύσησης που σας επιτρέπουν να συμπιέσετε τον αέρα που απαιτείται για την καύση του καυσίμου. Η πίεση στην κοιλότητα του λαιμού σε έναν σύγχρονο κλίβανο μπορεί να φτάσει τα 25 MPa. Υπάρχουν εγκαταστάσεις όπως συσκευές καθαρισμού αερίου που χρησιμοποιούνται για τον καθαρισμό αερίου υψικαμίνου.

Η παραγωγή υψικαμίνων θεωρείται σε ζήτηση ακόμη και τώρα από την έναρξή της στη Ρωσία και στον κόσμο συνολικά, καθώς χρησιμοποιούνται ακόμη προϊόντα έλασης μετάλλων, μέσω των οποίων πραγματοποιείται η κατασκευή διαφόρων κατασκευών.

Καύσιμο για υψικάμινο

Ένας κλίβανος για την παραγωγή χυτοσιδήρου λειτουργεί με πρώτες ύλες όπως ο οπτάνθρακας, ο οποίος εμφανίζεται σε ειδικούς φούρνους οπτανθρακοποίησης όπου τήκεται χυτοσίδηρος. Οπτάνθρακας παράγεται από ειδικό άνθρακα οπτανθρακοποίησης. Κατά κανόνα, σε ένα μεγάλο μεταλλουργικό εργοστάσιο, ο οπτάνθρακας παράγεται σε ειδικά εργαστήρια οπτανθρακοποίησης-χημικών, όπου κατά μέσο όρο υπάρχουν 50-70 φούρνοι ή θάλαμοι οπτανθρακοποίησης. Όλα συνδυάζονται σε έναν θάλαμο.

Η όλη διαδικασία είναι πλήρως αυτοματοποιημένη και η ουσία της έγκειται στο γεγονός ότι μια σύνθεση θρυμματισμένου άνθρακα οπτανθρακοποίησης και μη οπτανθρακοποίησης φορτώνεται στην κοιλότητα του θαλάμου και θερμαίνεται χωρίς πρόσβαση αέρα στους 1000 o C.

Ο θάλαμος θερμαίνεται από έξω. Για να διατηρείται η θερμοκρασία στο εσωτερικό της κοιλότητας του κλιβάνου σε επίπεδο 1000 o C, πρέπει να διατηρείται θερμοκρασία 1400 o C στο χώρο μεταξύ των θαλάμων. Η μπαταρία του φούρνου οπτάνθρακα θερμαίνεται με αέριο, το οποίο αναμιγνύεται με θερμαινόμενο αέρας. Κατά την οπτανθρακοποίηση, καθώς και όταν ο άνθρακας θερμαίνεται σε θερμοκρασία 100 o C, αρχίζει η αργή εξάτμιση της υγρασίας και στη συνέχεια όταν ο άνθρακας θερμαίνεται στους 350 o C, ξηραίνεται και αφαιρούνται οι πίσσα.

Όταν η θερμοκρασία ανεβαίνει στους 450 o C, τα σωματίδια στον άνθρακα οπτανθρακοποίησης αρχίζουν να μαλακώνουν και τα σωματίδια που λαμβάνονται με αυτή τη μέθοδο αρχίζουν να περιβάλλουν τα μη οπτανθρακοποιητικά μέρη του άνθρακα, που σχηματίζει μια συνεχή μάζα και στη συνέχεια ένα ενιαίο κράμα. Για να γίνει η σωστή και ποιοτική σύνθεση, απαιτείται πλήρης συμμόρφωση με όλα τα στάδια. Όταν η θερμότητα της μάζας φτάσει τους 480-650 o C, η μάζα αρχίζει να απελευθερώνει οργανικά αέρια προϊόντα ξηρής απόσταξης άνθρακα.

Μόλις το απελευθερωμένο αέριο διογκώσει μια στερεή μάζα άνθρακα, αρχίζει σταδιακά να την αφήνει, μετά από την οποία παραμένει σπογγώδης άνθρακας και μεγάλος αριθμός μικρών πόρων και ρωγμών, που είναι ημι-κοκ. Όταν η θερμοκρασία φτάσει τους 650-1000 ο C γίνεται κοκ με ασημί και ανοιχτό γκρι χρώμα.

Εάν χρησιμοποιήσετε σωστά την παραγωγή, λαμβάνετε έως και 750 οπτάνθρακες από 1 τόνο άνθρακα, καθώς και 300 m 3 αερίου φούρνου οπτάνθρακα και σχεδόν 35 κιλά λιθανθρακόπισσα. Συμπεριλαμβανομένων 12 κιλών βενζολίου και 3 κιλών αμμωνίας. Ο άνθρακας είναι μια εξαιρετική πηγή θερμότητας που χρησιμοποιείται σε ιδιωτικές κατοικίες για θέρμανση.

Πώς λειτουργεί μια υψικάμινος;

Το τι αποτελείται ένας υψικάμινος είναι αρκετά σαφές, αλλά πρέπει να κατανοήσετε ακριβώς πώς λειτουργεί.

Τεχνολογία εργασίας:

1. Ο σχεδιασμός του κλιβάνου είναι κατασκευασμένος με τέτοιο τρόπο ώστε το φορτίο να εισέρχεται στην κοιλότητα του μπολ μέσω μιας συσκευής πλήρωσης που μοιάζει με έναν μικρό κώνο στην όψη, η οποία βρίσκεται στην κορυφή.
2. Μετά από αυτό, ο πόρος μετακινείται από το μπολ στην κοιλότητα του μεγάλου κώνου και στη συνέχεια το φορτίο αποστέλλεται στον κλίβανο. Λόγω αυτού του συστήματος, το αέριο από την υψικάμινο δεν διεισδύει στην ατμόσφαιρα γύρω από το εργοστάσιο.
3. Μόλις φορτωθεί ο μικρός κώνος και το χωνί του, για να παραλάβετε τις πρώτες ύλες, πρέπει να περιστρέψετε τη δομή υπό γωνία 60 μοιρών, η οποία απαιτείται για να κατανεμηθεί το φορτίο όσο το δυνατόν πιο ομοιόμορφα.
4. Στη συνέχεια, λειτουργεί ο μεταλλουργικός κλίβανος και ο άξονας περνάει από τη διαδικασία τήξης και χαμηλώματος, γεγονός που δημιουργεί χώρο για ένα νέο τμήμα του πόρου.
5. Είναι ιδιαίτερα σημαντικό να διασφαλίζετε ότι ο χρήσιμος όγκος συμπληρώνεται συνεχώς.
6. Στις σύγχρονες υψικάμινους, ο χρήσιμος όγκος μπορεί να είναι 2000 - 50000 m2 και το ύψος φτάνει περίπου τα 35 m, που είναι πολύ περισσότερο από τη διάμετρο.

Ο σχεδιασμός ενός τέτοιου σχεδίου σχεδιάστηκε για κάποιο λόγο, καθώς η αρχή της λειτουργίας απαιτεί τη συνεχή κίνηση υλικού και αερίου το ένα προς το άλλο, λόγω της οποίας πραγματοποιείται ικανή παραγωγή χωρίς ελαττώματα. Ο σχεδιασμός της εστίας και της πλευράς είναι κατασκευασμένος από τούβλα που περιέχουν αλουμίνα. Μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν μπλοκ άνθρακα, που βρίσκονται μέσα σε χαλύβδινα περιβλήματα και ψύχονται από νερό που παρέχεται μέσω ενός υδραυλικού συστήματος από ένα ψυγείο που έχει κατασκευαστεί ειδικά για την υψικάμινο. Αυτό το είδος προφίλ εργασίας δεν είναι το Minecraft, πρέπει να είστε προσεκτικοί εδώ. Το αν θα χρησιμοποιήσετε μεγάλο ή μίνι φούρνο εξαρτάται από εσάς. Αλλά αυτός που το επινόησε σκέφτηκε τα πάντα μέχρι την παραμικρή λεπτομέρεια, πρέπει να βεβαιωθείτε ότι το tuyere είναι σε καλή κατάσταση λειτουργίας. (1 ψήφος)

10. Παραγωγή υγρού χυτοσιδήρου
11. Συλλογή καυσαερίων

Υψικάμινος, υψικάμινος- μια μεγάλη μεταλλουργική, κατακόρυφα τοποθετημένη κάμινος τήξης άξονα για την τήξη χυτοσιδήρου και σιδηροκράματα από πρώτες ύλες σιδηρομεταλλεύματος. Το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό της διαδικασίας υψικαμίνου είναι η συνέχειά της σε όλη τη διάρκεια της εκστρατείας του κλιβάνου (από την κατασκευή του κλιβάνου έως την επισκευή του) και η αντίθετη ροή ανερχόμενων αερίων tuyere με μια στήλη υλικών που συνεχώς κατεβαίνει και συσσωρεύεται από πάνω με νέα τμήματα της χρέωσης.

Οι πρώτες υψικάμινοι εμφανίστηκαν στην Ευρώπη στα μέσα του 14ου αιώνα, στη Ρωσία - γύρω από την πόλη.

Ετυμολογία

Η λέξη "υψικάμινος" προέρχεται από την παλαιά σλαβονική "dmenie" - υψικάμινο. Σε άλλες γλώσσες: Αγγλικά. υψικάμινος- φυσητήρας, γερμανικό. Hochofen- ψηλή σόμπα, φρ. haut fourneau- ψηλή σόμπα.

Θα πρέπει να ληφθεί υπόψη ότι υπάρχει μια θεμελιώδης διαφορά στην έννοια των λέξεων «υψικάμινος» και «υψικάμινος»: στην υψικάμινο έλαβαν (με τη μορφή τεμαχίων ή κριτς) κομμάτια μειωμένου ακατέργαστου σιδήρου (από η λέξη "ακατέργαστο", δηλαδή, μη θερμαινόμενο υψικάσμα) και στην υψικάμινο - υγρός χυτοσίδηρος.

Περιγραφή και διαδικασίες

Ο υψικάμινος είναι μια συσκευή τύπου άξονα συνεχούς λειτουργίας. Η φόρτωση γίνεται από πάνω, μέσω μιας τυπικής συσκευής φόρτωσης, η οποία είναι και η σφράγιση αερίου της υψικάμινου. Πλούσιο σιδηρομετάλλευμα (στο παρόν στάδιο, αποθέματα πλούσιου σιδηρομεταλλεύματος παραμένουν μόνο στην Αυστραλία και τη Βραζιλία), πυροσυσσωμάτωση ή σφαιρίδια ανακτώνται σε υψικάμινο. Μερικές φορές οι μπρικέτες χρησιμοποιούνται ως πρώτες ύλες μεταλλεύματος.

Η υψικάμινος αποτελείται από πέντε δομικά στοιχεία: το άνω κυλινδρικό τμήμα - το επάνω μέρος, απαραίτητο για τη φόρτωση και την αποτελεσματική κατανομή του φορτίου στον κλίβανο. το μεγαλύτερο σε ύψος διαστελλόμενο κωνικό τμήμα - ο άξονας, στον οποίο λαμβάνουν χώρα οι διαδικασίες θέρμανσης υλικών και μείωσης του σιδήρου από οξείδια. το ευρύτερο κυλινδρικό μέρος είναι το raspar, στο οποίο συμβαίνουν οι διαδικασίες μαλάκυνσης και τήξης του ανηγμένου σιδήρου. το κωνικό τμήμα - οι ώμοι, όπου σχηματίζεται ένα αναγωγικό αέριο - μονοξείδιο του άνθρακα. ένα κυλινδρικό μέρος - μια εστία, η οποία χρησιμεύει για τη συσσώρευση υγρών προϊόντων της διαδικασίας υψικάμινου - χυτοσίδηρο και σκωρία.

Στο πάνω μέρος της εστίας υπάρχουν αυλάκια - ανοίγματα παροχής φυσαλίδας που θερμαίνεται σε υψηλή θερμοκρασία - πεπιεσμένος αέρας εμπλουτισμένος με οξυγόνο και καύσιμο υδρογονάνθρακα.

Στο επίπεδο tuyere αναπτύσσεται μια θερμοκρασία περίπου 2000 °C. Καθώς κινείστε προς τα πάνω, η θερμοκρασία μειώνεται και στις κορυφές φτάνει τους 270 °C. Έτσι, δημιουργούνται διαφορετικές θερμοκρασίες στον κλίβανο σε διαφορετικά ύψη, λόγω των οποίων συμβαίνουν διαφορετικές χημικές διεργασίες μετάβασης του μεταλλεύματος σε μέταλλο.

Πηγές

• Επεξηγηματικό μεταλλουργικό λεξικό. Βασικοί όροι / Εκδ. V. I. Kumanina. - Μ.: Ρωσ. lang., 1989. - 446 p. - ISBN 5-200-00797-6.
• Efimenko G. G., Gimmelfarb A. A., Levchenko V. E.Μεταλλουργία από χυτοσίδηρο. - Kyiv: Vyshcha School, 1988. - 352 p.
• Fersman A. E.Ενδιαφέρουσα γεωχημεία. - Μ.: Detgiz, 1954. - 486 σελ.
• Ramm A. N.Σύγχρονη διαδικασία υψικάμινου. - Μόσχα.: Μεταλλουργία, 1980. - 303 σελ.
• Tovarovsky I.G.Τήξη υψικάμινου. 2η έκδοση - Dnepropetrovsk: "Thresholds", 2009. - 768 p.
• Andronov V.N.Εξόρυξη σιδηρούχων μετάλλων από φυσικές και τεχνολογικές πρώτες ύλες. Διαδικασία τομέα. - Donetsk: Nord-Press, 2009.-377 σελ. - ISBN 978-966-380-329-6.
• Γ.Ν. Elansky, B.V. Linchevsky, A.A. ΚαλμένεφΒασικές αρχές παραγωγής και επεξεργασίας μετάλλων. Μόσχα 2005

Ίδρυμα Wikimedia. 2010.

• Informix
• Ρούμπο, Φραντς Αλεξέεβιτς

Δείτε τι είναι ο "υψικάμινος" σε άλλα λεξικά:

ΥΨΙΚΑΜΙΝΟΣ- ΥΨΙΚΑΙΝΟΣ, κυλινδρικός κλίβανος τήξης. Χρησιμοποιείται για την τήξη μεταλλευμάτων, κυρίως σιδήρου και χαλκού. Το μετάλλευμα αναμιγνύεται με οπτάνθρακα και flux (στην τήξη χάλυβα είναι ασβεστόλιθος). Ένας αγωγός ζεστού νερού συνδέεται στο κάτω μέρος του κλιβάνου... ... Επιστημονικό και τεχνικό εγκυκλοπαιδικό λεξικό

ΥΨΙΚΑΜΙΝΟΣ- (υψικάμινος) φρεατοφόρος κλίβανος για την τήξη χυτοσιδήρου. Οι πρώτες ύλες (φόρτιση) πυροσυσσωμάτωση σιδηρομεταλλεύματος, σφαιρίδια, οπτάνθρακας, ροές τροφοδοτούνται στην κορυφή. Θερμαινόμενος αέρας, υγρό, αέριο ή κονιοποιημένο καύσιμο εισάγεται από κάτω (μέσω σωλήνων). Σε υψικάμινο...... Μεγάλο Εγκυκλοπαιδικό Λεξικό

ΥΨΙΚΑΜΙΝΟΣ- (υψικάμινος) φρεάτιος κλίβανος για την τήξη χυτοσιδήρου από σιδηρομετάλλευμα... Μεγάλη Πολυτεχνική Εγκυκλοπαίδεια

υψικάμινος- — EL υψικάμινος Ψηλός, κυλινδρικός κλίβανος τήξης για την αναγωγή σιδηρομεταλλεύματος σε χυτοσίδηρο. η έκρηξη αέρα που διοχετεύεται μέσω στερεού καυσίμου αυξάνει τον ρυθμό καύσης. (Πηγή: MGH)…… Οδηγός Τεχνικού Μεταφραστή

Ένας υψικάμινος ή υψικάμινος είναι ένα σύνθετο σύνολο τεχνολογικού εξοπλισμού που χρησιμοποιείται στη μεταλλουργική βιομηχανία για την παραγωγή σιδηρούχων μετάλλων. Στην πραγματικότητα, αυτή είναι μια μεγάλη δομή που περιλαμβάνει όχι μόνο έναν κλίβανο, αλλά και βοηθητικές μονάδες.

Κατάρρευση

Σε τι χρησιμεύει η υψικάμινος; Έχει έναν στόχο - να αποκτήσει χυτοσίδηρο, ο οποίος θα χρησιμοποιηθεί στη μεταλλουργία για την κατασκευή μηχανών, εξοπλισμού και άλλων προϊόντων που περιέχουν μέταλλα.

Αρχή λειτουργίας

Η αρχή λειτουργίας μιας υψικάμινου είναι η εξής: γομώσεις μεταλλεύματος με οπτάνθρακα και ροή ασβεστόλιθου φορτώνονται στον θάλαμο υποδοχής. Στο κάτω μέρος πραγματοποιείται περιοδική απελευθέρωση χυτοσιδήρου/σιδηροκράματα και χωριστά τηγμένης σκωρίας. Δεδομένου ότι το επίπεδο του υλικού στην υψικάμινο μειώνεται κατά την απελευθέρωση, απαιτείται ταυτόχρονη φόρτωση νέων παρτίδων φόρτισης.

Η διαδικασία λειτουργίας είναι σταθερή, η καύση διατηρείται με ελεγχόμενη παροχή οξυγόνου, γεγονός που εξασφαλίζει μεγαλύτερη απόδοση.

Ο σχεδιασμός της υψικάμινου εξασφαλίζει μια συνεχή διαδικασία επεξεργασίας μεταλλεύματος, η διάρκεια ζωής της υψικάμινου είναι 100 χρόνια, οι μεγάλες επισκευές πραγματοποιούνται κάθε 3-12 χρόνια.

Φωτογραφία υψικάμινου

Ποιος το επινόησε;

Ο σύγχρονος υψικάμινος εφευρέθηκε από τον J.B. Neilson, ο οποίος ήταν ο πρώτος που θέρμανε τον αέρα που τροφοδοτήθηκε στην υψικάμινο, κάτι που συνέβη το 1829, και το 1857 ο E.A. Cowper εισήγαγε ειδικούς αναγεννητικούς θερμαντήρες αέρα σε χρήση.

Αυτό κατέστησε δυνατή τη σημαντική μείωση της κατανάλωσης οπτάνθρακα κατά περισσότερο από το ένα τρίτο και την αύξηση της απόδοσης του κλιβάνου. Πριν από αυτό, οι πρώτες υψικάμινοι ήταν στην πραγματικότητα καμίνους φουσκώματος τυριού, δηλαδή φυσούσε μέσα τους μη εμπλουτισμένος και μη θερμαινόμενος αέρας.

Η χρήση καλοριφέρ, δηλαδή θερμαντήρες αέρα αναγέννησης, κατέστησε δυνατή όχι μόνο την αύξηση της απόδοσης της υψικαμίνου, αλλά και τη μείωση ή την πλήρη εξάλειψη της μόλυνσης, η οποία παρατηρήθηκε σε περίπτωση παραβιάσεων της τεχνολογίας. Μπορούμε να πούμε με ασφάλεια ότι αυτή η εφεύρεση κατέστησε δυνατή την τελειοποίηση της διαδικασίας. Οι σύγχρονες υψικάμινοι λειτουργούν ακριβώς με αυτήν την αρχή, αν και ο έλεγχος τους σήμερα είναι αυτοματοποιημένος και παρέχει μεγαλύτερη ασφάλεια.

Διαδικασία τομέα

Οι σύγχρονοι κλίβανοι τήξης χυτοσιδήρου παρέχουν περίπου το 80% της συνολικής ποσότητας χυτοσιδήρου· από τους χώρους χύτευσης παρέχεται αμέσως σε καταστήματα ηλεκτρικών τήξεων ή ανοιχτών εστιών, όπου το σιδηρούχο μέταλλο μετατρέπεται σε χάλυβα με τις απαιτούμενες ιδιότητες.

Ο χυτοσίδηρος παράγεται από χυτοσίδηρο, ο οποίος στη συνέχεια αποστέλλεται στους κατασκευαστές για χύτευση σε τρούλους. Για την αποστράγγιση της σκωρίας και του χυτοσιδήρου, χρησιμοποιούνται ειδικές τρύπες που ονομάζονται τάφους. Ωστόσο, σε σύγχρονους κλιβάνους, δεν χρησιμοποιείται ξεχωριστή, αλλά μια κοινή οπή βρύσης, χωρισμένη από μια ειδική ανθεκτική στη θερμότητα πλάκα σε κανάλια για την παροχή χυτοσιδήρου και σκωρίας.

Πώς λειτουργεί μια υψικάμινος;

Η διαδικασία της υψικαμίνου εξαρτάται εξ ολοκλήρου από την περίσσεια άνθρακα στην κοιλότητα του κλιβάνου· αποτελείται από θερμοχημικές αντιδράσεις που συμβαίνουν στο εσωτερικό όταν όλα τα εξαρτήματα φορτώνονται και θερμαίνονται.

Η θερμοκρασία σε έναν υψικάμινο μπορεί να είναι 200-250°C απευθείας κάτω από την κορυφή και έως 1850-2000°C στην ενεργή ζώνη - ατμό.

Όταν τροφοδοτείται ζεστός αέρας στον κλίβανο και αναφλέγεται οπτάνθρακας, αυξάνεται η θερμοκρασία στον υψικάμινο, αρχίζει η διαδικασία αποσύνθεσης της ροής, με αποτέλεσμα να αυξάνεται η περιεκτικότητα σε διοξείδιο του άνθρακα.

Όταν η στήλη του υλικού στο φορτίο μειώνεται, το μονοξείδιο του σιδήρου μειώνεται· στο κάτω μέρος της στήλης, ο καθαρός σίδηρος μειώνεται από το FeO, που ρέει στον κλίβανο.

Καθώς ο σίδηρος αποστραγγίζεται, έρχεται ενεργά σε επαφή με το διοξείδιο του άνθρακα, κορεσμός του μετάλλου και δίνοντάς του τις απαιτούμενες ιδιότητες. Η συνολική περιεκτικότητα σε άνθρακα του σιδήρου μπορεί να είναι τόσο χαμηλή όσο 1,7%.

Διαγράμματα υψικαμίνων

Διαγράμματα τομής υψικάμινου (διαφορετικές επιλογές):

Συσκευή υψικάμινου

Ο σχεδιασμός μιας υψικαμίνου είναι πολύ περίπλοκος· πρόκειται για ένα μεγάλο συγκρότημα που περιλαμβάνει τα ακόλουθα στοιχεία:

• ζώνη θερμής έκρηξης?
• ζώνη τήξης (περιλαμβάνει την εστία και τους ώμους).
• ατμός, δηλαδή η ζώνη όπου συμβαίνει η μείωση του FeO.
• ένα ορυχείο όπου εμφανίζεται μείωση Fe2O3.
• πυρκαγιά με προθέρμανση του υλικού.
• αέριο υψικαμίνου?
• την περιοχή όπου βρίσκεται η στήλη υλικού·
• Εξόδους για σκωρία και υγρό σίδηρο.
• συλλογή για τα απόβλητα αέρια.

Το ύψος μιας υψικάμινου μπορεί να φτάσει τα 40 m, το βάρος έως τους 35.000 τόνους, η χωρητικότητα του χώρου εργασίας εξαρτάται από τις παραμέτρους του συγκροτήματος.

Οι ακριβείς τιμές εξαρτώνται από το φορτίο της επιχείρησης και τον σκοπό της, τις απαιτήσεις για τον όγκο του παραγόμενου μετάλλου και άλλες παραμέτρους.

Μια πιο λεπτομερής έκδοση της συσκευής:

Βαθμοί επισκευής υψικαμίνων

Για να διατηρηθεί η κατάσταση λειτουργίας της υψικάμινου, εκτελούνται τακτικά μεγάλες επισκευές (κάθε 3-15 χρόνια). Χωρίζεται σε τρεις τύπους:

1. Η πρώτη κατηγορία περιλαμβάνει εργασίες για την παραγωγή προϊόντων τήξης και επιθεώρηση εξοπλισμού που εμπλέκεται στην τεχνολογική διαδικασία.
2. Η δεύτερη κατηγορία είναι η πλήρης αντικατάσταση στοιχείων εξοπλισμού που υπόκεινται σε μεσαίες εργασίες επισκευής.
3. Η τρίτη κατηγορία απαιτεί πλήρη αντικατάσταση της συσκευής, μετά την οποία πραγματοποιείται νέα πλήρωση πρώτων υλών με ίσιωμα των κορυφών.

Συστήματα και εξοπλισμός

Ένας υψικάμινος δεν είναι μόνο μια εγκατάσταση για την παραγωγή χυτοσιδήρου, αλλά και πολλά βοηθητικά εξαρτήματα. Αυτό είναι ένα σύστημα τροφοδοσίας και τροφοδοσίας οπτάνθρακα, αφαίρεση σκωρίας, λιωμένου σιδήρου και αερίων, σύστημα αυτόματου ελέγχου, καπάκια και πολλά άλλα.

Οι αρχές λειτουργίας του κλιβάνου παραμένουν οι ίδιες όπως πριν από αιώνες, αλλά τα σύγχρονα συστήματα υπολογιστών και η αυτοματοποίηση παραγωγής έχουν κάνει την υψικάμινο πιο αποτελεσματική και ασφαλέστερη.

Cowpers

Ο μοντέρνος σχεδιασμός μιας υψικάμινου περιλαμβάνει τη χρήση καυσαερίων για τη θέρμανση του παρεχόμενου αέρα. Πρόκειται για μια κυκλική εγκατάσταση κατασκευασμένη από ανθεκτικό στη θερμότητα υλικό, το οποίο θερμαίνει το ακροφύσιο μέχρι τους 1200°C.

Το cowper ενεργοποιεί το ακροφύσιο στους 800-900°C κατά την ψύξη, γεγονός που εξασφαλίζει τη συνέχεια της διαδικασίας, μειώνει την κατανάλωση οπτάνθρακα και αυξάνει τη συνολική απόδοση του σχεδιασμού.

Προηγουμένως, μια τέτοια συσκευή δεν χρησιμοποιήθηκε, αλλά ξεκινώντας από τον 19ο αιώνα. είναι απαραίτητα μέρος της υψικάμινου.

Ο αριθμός των μπαταριών cowper εξαρτάται από το μέγεθος του συγκροτήματος, αλλά συνήθως υπάρχουν τουλάχιστον τρεις, κάτι που γίνεται με την προσδοκία ενός πιθανού ατυχήματος και τη διατήρηση της λειτουργικότητας.

Κορυφαία συσκευή

Η συσκευή υψικάμινου - αυτό το μέρος είναι το πιο υπεύθυνο και σημαντικό, συμπεριλαμβανομένων τριών σφραγίδων αερίου που λειτουργούν σύμφωνα με ένα συμφωνημένο σχέδιο.

Ο κύκλος λειτουργίας αυτού του κόμβου μοιάζει με αυτό:

• στην αρχική θέση ο κώνος είναι ανυψωμένος, εμποδίζει την έξοδο, ο κάτω κώνος χαμηλώνει.
• το skip φορτώνει το μείγμα στον κλίβανο.
• η περιστρεφόμενη χοάνη γυρίζει και περνά την πρώτη ύλη μέσα από τα παράθυρα σε ένα μικρό κώνο.
• η χοάνη επιστρέφει στην αρχική της θέση, κλείνοντας τα παράθυρα.
• ο μικρός κώνος χαμηλώνεται, το φορτίο περνά στον ενδοκωνικό χώρο, μετά τον οποίο ο κώνος ανεβαίνει.
• ο μεγάλος κώνος παίρνει την αρχική του θέση, απελευθερώνοντας το φορτίο στην κοιλότητα της υψικάμινου για επεξεργασία.

Παραλείπω

Τα skips είναι ειδικά ανυψωτικά φορτίων. Με τη βοήθεια τέτοιων ανυψωτικών γαλότσου, οι πρώτες ύλες συλλαμβάνονται από το πηγάδι και μεταφέρονται προς τα πάνω κατά μήκος ενός κεκλιμένου ποδιού.

Στη συνέχεια, οι γαλότσες αναποδογυρίζονται, τροφοδοτώντας το φορτίο στην περιοχή φόρτωσης και επιστρέφουν κάτω για μια νέα μερίδα. Σήμερα αυτή η διαδικασία εκτελείται αυτόματα· για τον έλεγχο χρησιμοποιούνται ειδικές ηλεκτρονικές μονάδες.

Τουιέρες και τάφους

Το ακροφύσιο της λόγχης του κλιβάνου κατευθύνεται στην κοιλότητα του, μέσω της οποίας μπορείτε να παρατηρήσετε την πρόοδο της διαδικασίας τήξης. Για να γίνει αυτό, τα peeper με ανθεκτικό στη θερμότητα γυαλί τοποθετούνται μέσω ειδικών αεραγωγών. Στο κόψιμο, η πίεση μπορεί να φτάσει τα 2,1-2,625 MPa.

Οι τάφους χρησιμοποιούνται για την αποστράγγιση του χυτοσιδήρου και της σκωρίας· αμέσως μετά την απελευθέρωση, σφραγίζονται καλά με ειδικό πηλό. Παλαιότερα χρησιμοποιούνταν όπλα που κατασκευάζονταν με πυρήνα από πλαστικό πηλό· σήμερα χρησιμοποιούνται τηλεκατευθυνόμενα όπλα που μπορούν να προσεγγίσουν τη δομή από κοντά. Αυτή η λύση κατέστησε δυνατή τη μείωση του τραύματος και του ποσοστού ατυχημάτων της διαδικασίας και να την καταστήσει πιο αξιόπιστη.

Πώς να φτιάξετε έναν υψικάμινο με τα χέρια σας;

Αποχρώσεις

Η παραγωγή χυτοσιδήρου είναι μια εξαιρετικά κερδοφόρα επιχείρηση, αλλά είναι αδύνατο να οργανωθεί η παραγωγή σιδηρούχων μετάλλων χωρίς σοβαρές οικονομικές επενδύσεις. Φτιάξτο μόνος σου ο υψικάμινος σε «πρόχειρες συνθήκες» απλά δεν είναι εφικτός, κάτι που συνδέεται με πολλά χαρακτηριστικά:

• το εξαιρετικά υψηλό κόστος μιας υψικάμινου (μόνο μεγάλες εγκαταστάσεις μπορούν να αντέξουν οικονομικά τέτοια έξοδα).
• η πολυπλοκότητα του σχεδιασμού, παρά το γεγονός ότι ένα σχέδιο μιας υψικαμίνου μπορεί να βρεθεί σε δημόσιο τομέα (πάνω από το διάγραμμα), δεν θα είναι δυνατή η συναρμολόγηση μιας πλήρους μονάδας για την παραγωγή χυτοσιδήρου.
• τα άτομα και οι μεμονωμένοι επιχειρηματίες δεν μπορούν να ασχοληθούν με την παραγωγή χυτοσιδήρου, απλά κανείς δεν θα εκδώσει άδεια για αυτό.
• Τα κοιτάσματα πρώτων υλών για τη σιδηρούχα μεταλλουργία έχουν σχεδόν εξαντληθεί· δεν υπάρχουν σφαιρίδια ή πυροσυσσωμάτωση σε ελεύθερη πώληση.

Αλλά στο σπίτι, μπορείτε να συναρμολογήσετε έναν φούρνο απομίμησης (μίνι υψικάμινος), με τον οποίο μπορείτε να λιώσετε μέταλλο.

Αλλά αυτά τα έργα απαιτούν τη μέγιστη προσοχή και δεν συνιστώνται ανεπιφύλακτα ελλείψει εμπειρίας. Γιατί μπορεί να είναι απαραίτητο να γίνει μια τέτοια δομή; Τις περισσότερες φορές, πρόκειται για θέρμανση για ένα θερμοκήπιο ή εξοχικό σπίτι με το πιο αποδοτικά χρησιμοποιούμενο καύσιμο.

Εργαλεία και υλικά

Για να φτιάξετε μια δομή στο σπίτι, πρέπει να προετοιμάσετε:

• μεταλλικό βαρέλι (μπορεί να αντικατασταθεί με σωλήνα μεγαλύτερης διαμέτρου).
• δύο κομμάτια στρογγυλού σωλήνα με μικρότερη διάμετρο.
• τμήμα καναλιού?
• Λαμαρίνα χάλυβα?
• επίπεδο, σιδηροπρίονο, μεζούρα, σφυρί?
• μετατροπέας, σετ ηλεκτροδίων.
• τούβλα, αργιλικό κονίαμα (απαραίτητο για τη θεμελίωση της κατασκευής).

Όλες οι εργασίες πρέπει να εκτελούνται μόνο έξω, καθώς η διαδικασία είναι αρκετά βρώμικη και απαιτεί ελεύθερο χώρο.

Οδηγία βήμα προς βήμα

1. Η κορυφή του προετοιμασμένου τεμαχίου εργασίας σε σχήμα βαρελιού κόβεται (θα πρέπει να αφεθεί, καθώς θα χρειαστεί αργότερα).
2. Ένας κύκλος με διάμετρο μικρότερη από τη διάμετρο του βαρελιού κόβεται από χάλυβα και δημιουργείται μια τρύπα για τον σωλήνα.
3. Ο σωλήνας συγκολλάται προσεκτικά στον κύκλο και τμήματα του καναλιού συγκολλούνται στο κάτω μέρος, τα οποία θα πιέσουν το καύσιμο κατά τη λειτουργία του κλιβάνου.
4. Το καπάκι του κλιβάνου κατασκευάζεται από τον προηγουμένως κομμένο πάτο του βαρελιού, στον οποίο γίνεται μια τρύπα για μια καταπακτή με μια πόρτα. Είναι επίσης απαραίτητο να φτιάξετε μια πόρτα από την οποία θα αφαιρεθεί η υπόλοιπη τέφρα.
5. Η σόμπα πρέπει να εγκατασταθεί σε βάση, καθώς ζεσταίνεται πολύ κατά τη λειτουργία. Για να γίνει αυτό, πρώτα τοποθετείται μια πλάκα από σκυρόδεμα, στη συνέχεια τοποθετούνται πολλές σειρές τούβλων, σχηματίζοντας μια εσοχή στο κέντρο.
6. Για την αφαίρεση των προϊόντων καύσης, τοποθετείται ένας σωλήνας καμινάδας· η διάμετρος του ευθύγραμμου τμήματος θα είναι μεγαλύτερη από τη διάμετρο του σώματος της σόμπας (απαιτείται για καλύτερη αφαίρεση αερίου).
7. Ο ανακλαστήρας δεν είναι υποχρεωτικό στοιχείο σχεδιασμού, αλλά η χρήση του μπορεί να αυξήσει την απόδοση του κλιβάνου.

Χαρακτηριστικά σχεδίου

Τα χαρακτηριστικά μιας τέτοιας αυτο-κατασκευασμένης σόμπας είναι:

• Το επίπεδο απόδοσης είναι καλό.
• είναι δυνατή η εργασία εκτός σύνδεσης για έως και 20 ώρες.
• Στον κλίβανο, δεν υπάρχει ενεργή καύση, αλλά σιγοκαίει με συνεχή απελευθέρωση θερμότητας.

Η κύρια διαφορά μεταξύ μιας «οικιακής» υψικάμινου θα είναι ο περιορισμός της πρόσβασης του αέρα στον θάλαμο καύσης, δηλαδή, το σιγαστήρα ξύλου ή άνθρακα θα συμβεί σε χαμηλό επίπεδο οξυγόνου. Ένας βιομηχανικός υψικάμινος λειτουργεί με παρόμοια αρχή, αλλά ένας οικιακός υψικάμινος χρησιμοποιείται μόνο για θέρμανση· το μέταλλο δεν μπορεί να λιώσει σε αυτό, αν και η θερμοκρασία στο εσωτερικό του θαλάμου θα είναι επαρκής.

Κόστος χρησιμοποιώντας το παράδειγμα του συντελεστή απόδοσης Νο. 7

Η κατασκευή υψικαμίνων είναι μια διαδικασία έντασης πόρων και δαπανηρή που δεν μπορεί να τεθεί σε παραγωγή. Δεδομένου ότι οι υψικάμινοι χρησιμοποιούνται αποκλειστικά στη βιομηχανία, ο σχεδιασμός και η συναρμολόγησή τους πραγματοποιείται για ένα συγκεκριμένο μεταλλουργικό συγκρότημα, το οποίο περιλαμβάνει πολλά αντικείμενα και εξαρτήματα της εσωτερικής υποδομής. Αυτή η κατάσταση παρατηρείται όχι μόνο στη Ρωσική Ομοσπονδία, αλλά και σε άλλες χώρες του κόσμου που έχουν τις δικές τους εγκαταστάσεις μεταλλουργίας.

Το κόστος κατασκευής και εγκατάστασης υψικάμινου είναι αρκετά υψηλό, γεγονός που σχετίζεται με την πολυπλοκότητα της εργασίας. Ένα παράδειγμα είναι το μεγάλο σύμπλεγμα τομέα Νο. 7 που ονομάζεται "Rossiyanka", που εγκαταστάθηκε το 2011. Το κόστος του ήταν 43 δισεκατομμύρια ρούβλια· οι καλύτεροι μηχανικοί από τη Ρωσία και τις ξένες χώρες συμμετείχαν στην παραγωγή.

Το συγκρότημα περιλαμβάνει τις ακόλουθες μονάδες:

• Συσκευή λήψης μεταλλεύματος.
• σταθμούς εισόδου της υπερυψωμένης διάβασης αποθήκης και του κεντρικού κόμβου·
• υπερυψωμένη διάβαση αποθήκης?
• Σταθμός συμπίεσης (εγκατεστημένος στο χυτήριο).
• εγκατάσταση για έγχυση καυσίμου κονιοποιημένου άνθρακα.
• αξιοποίηση θερμοηλεκτρικού σταθμού?
• κέντρο ελέγχου και διοικητικό κτίριο.
• Χυτήριο?
• υψικάμινος;
• μπλοκ θέρμανσης αέρα?
• αντλιοστάσιο.

Σύνθετη απόδοση:

Το νέο συγκρότημα εξασφαλίζει την παραγωγή περισσότερων από 9.450 τόνων χυτοσιδήρου την ημέρα, ο ωφέλιμος όγκος του κλιβάνου είναι 490 κυβικά μέτρα και ο όγκος εργασίας είναι 3.650 κυβικά μέτρα. Ο σχεδιασμός της υψικάμινου διασφαλίζει την παραγωγή χυτοσιδήρου χωρίς απόβλητα και φιλική προς το περιβάλλον· το αέριο υψικαμίνου για θερμοηλεκτρικούς σταθμούς και η σκωρία που χρησιμοποιείται στην οδοποιία λαμβάνονται ως υποπροϊόντα.

συμπέρασμα

Η υψικάμινος είναι ένας μεταλλουργικός εξοπλισμός που καθιστά δυνατή την απόκτηση χυτοσιδήρου με επεξεργασία σιδηρομεταλλεύματος σε βιομηχανική κλίμακα.

Η ιδιαιτερότητα της τεχνολογίας εξασφαλίζει όχι μόνο υψηλή ποιότητα των προϊόντων που προκύπτουν, αλλά και οικονομική κατανάλωση οπτάνθρακα. Κατά τη διαδικασία παραγωγής, είναι δυνατός ο έλεγχος των συνθηκών τήξης χρησιμοποιώντας ηλεκτρονικά συστήματα και η απόκτηση ενός προϊόντος με αυστηρά καθορισμένες ιδιότητες.

←Προηγούμενο άρθρο Επόμενο άρθρο →

Η υψικάμινος, μετά από πολυάριθμους μετασχηματισμούς και εκσυγχρονισμούς, στο παρόν στάδιο είναι ένα σχέδιο για την παραγωγή χυτοσιδήρου ως το κύριο συστατικό της χαλυβουργίας.

Ο σχεδιασμός της υψικάμινου επιτρέπει τη συνεχή τήξη μέχρι τις μεγάλες επισκευές, οι οποίες πραγματοποιούνται μία φορά κάθε 3-12 χρόνια. Η διακοπή της διαδικασίας οδηγεί στο σχηματισμό συνεχούς μάζας λόγω πυροσυσσωμάτωσης των συστατικών (sintering). Για να το αφαιρέσετε, απαιτείται μερική αποσυναρμολόγηση της μονάδας.

Ο όγκος εργασίας μιας σύγχρονης υψικάμινου φτάνει τα 5500 m3 σε ύψος 40 μ. Είναι σε θέση να παράγει περίπου 6000 τόνους χυτοσιδήρου ανά τήγμα. Και ο ειδικός εξοπλισμός που εξυπηρετεί τα συστήματα που βρίσκονται γύρω του καταλαμβάνει αρκετές δεκάδες εκτάρια γης.

Η υψικάμινος χρησιμοποιείται για την παραγωγή χυτοσιδήρου, ο οποίος στη συνέχεια τήκεται για την παραγωγή διαφόρων ποιοτήτων χυτοσιδήρου ή αποστέλλεται για ανάκτηση για την παραγωγή δομικών χάλυβων.

Η δομή μιας υψικάμινου μοιάζει με ορυχείο. Η διάμετρός του είναι τρεις φορές μικρότερη από το ύψος του. Η πολυώροφα κατασκευή τοποθετείται σε θεμέλιο από σκυρόδεμα πάχους 4 μ. Η ανάγκη για μια τέτοια ογκώδη θεμελίωση προκύπτει λόγω της μάζας της υψικάμινου, η οποία ξεπερνά τους 30.000 τόνους.

Στην πλάκα θεμελίωσης στερεώνονται κολώνες και ένας συμπαγής (μονολιθικός) κύλινδρος, που είναι κατασκευασμένοι από ανθεκτικό στη θερμότητα σκυρόδεμα. Ο εσωτερικός χώρος της κατασκευής είναι επενδεδυμένος με πυρίμαχα υλικά και το πάνω μέρος με πυρίμαχο. Στην περιοχή των ώμων, όπου η θερμοκρασία φτάνει τους 2000°C, χρησιμοποιούνται υλικά γραφίτη και κάτω από το λουτρό από χυτοσίδηρο υπάρχει επένδυση αλουμίνας. Ένας φούρνος φούρνου είναι επίσης τοποθετημένος στο θεμέλιο.

Το κάτω μέρος της υψικάμινου, όπου η θερμοκρασία είναι μέγιστη, είναι εξοπλισμένο με υδρόψυκτα ψυγεία.Για τη συγκράτηση της συναρμολογημένης πυρίμαχης κατασκευής, το εξωτερικό της υψικάμινου περικλείεται σε μεταλλικό περίβλημα πάχους 40 mm.

Η διαδικασία αναγωγής του σιδήρου λαμβάνει χώρα από μετάλλευμα σε περιβάλλον ροής ασβεστόλιθου σε υψηλή θερμοκρασία. Το σημείο τήξης επιτυγχάνεται με την καύση κοκ. Για να διατηρηθεί η καύση, χρειάζεται αέρας, επομένως η υψικάμινος έχει 4 - 36 σωλήνες ή τάφους.

Ο μεγάλος εσωτερικός όγκος απαιτεί μεγάλους όγκους αέρα, οι οποίοι τροφοδοτούνται από ανεμιστήρες τουρμπίνας. Για να μην μειωθεί η θερμοκρασία, ο αέρας θερμαίνεται πριν την παροχή.

Σχηματικά, μια υψικάμινος μοιάζει με αυτό.

Σύνθεση σχεδιασμού παραγωγής χύτευσης:

1. φορτίο (μετάλλευμα και ασβεστόλιθος)·
2. άνθρακας οπτανθρακοποίησης?
3. ανελκυστήρας φόρτωσης?
4. ένα λάκκο πυρκαγιάς που εμποδίζει τα αέρια να εισέλθουν στην υψικάμινο στην ατμόσφαιρα.
5. στρώμα φορτωμένου οπτάνθρακα.
6. στρώμα φόρτισης?
7. φυσητήρες αέρα?
8. απορριπτόμενη σκωρία?
9. χυτοσίδηρος;
10. δοχείο για τη λήψη σκωρίας?
11. λαβή κουτάλα για τήξη?
12. εγκατάσταση τύπου Cyclone που καθαρίζει το αέριο υψικαμίνου από τη σκόνη.
13. Cowpers, αναγεννητές αερίου?
14. σωλήνας εξάτμισης καπνού?
15. παροχή αέρα σε cowpers?
16. σκόνη άνθρακα?
17. κλίβανος πυροσυσσωμάτωσης οπτάνθρακα?
18. δεξαμενή αποθήκευσης οπτάνθρακα?
19. αφαίρεση αερίου υψικάμινου υψηλής θερμοκρασίας.

Η υψικάμινος εξυπηρετείται από βοηθητικά συστήματα.

Ο καπναγωγός είναι το κλείστρο της υψικάμινου. Η περιβαλλοντική κατάσταση γύρω από την παραγωγή εξαρτάται από τη σωστή λειτουργία της.

1. χοάνη λήψης.
2. μικρή κωνική χοάνη, περιστρεφόμενη.
3. μικρός κώνος?
4. διακωνικός χώρος?
5. μεγάλος κώνος?
6. παραλείπω.

Η αρχή λειτουργίας του πυροσβεστικού λάκκου έχει ως εξής:

• Ο μεγάλος κώνος κατεβαίνει και ο μικρός σηκώνεται. Τα παράθυρα στην περιστρεφόμενη χοάνη είναι φραγμένα.
• Η παράβλεψη φορτώνει τη χρέωση.
• Γυρνώντας, η χοάνη ανοίγει τα παράθυρα και το φορτίο πέφτει σε ένα μικρό κώνο 3. Στη συνέχεια επιστρέφει στη θέση του.
• Ο κώνος ανεβαίνει, εμποδίζοντας έτσι τη διαφυγή των αερίων της υψικαμίνου.
• Ο κώνος χαμηλώνεται για να μεταφερθεί το φορτίο στον ενδοκωνικό χώρο και στη συνέχεια ανυψώνεται στην αρχική του θέση.
• Ο κώνος χαμηλώνεται και μαζί του το φορτίο φορτώνεται στον άξονα της υψικαμίνου.

Αυτή η τροφοδοσία με δόση εξασφαλίζει την κατανομή των υλικών ανά στρώση.

Το Skip είναι μια σέσουλα που χρησιμοποιείται για τη φόρτωση. Εκτελείται με τη χρήση τεχνολογίας μεταφορέων. Οι φυσητήρες αέρα - τάφους και στρόβιλοι παρέχουν αέρα στον υψικάμινο σε πίεση 2-2,5 MPa.

Τα Cowper χρησιμεύουν για τη θέρμανση του παρεχόμενου αέρα. Στους αναγεννητές, θερμαίνεται από αέρια υψικαμίνου, μειώνοντας έτσι το ενεργειακό φορτίο στη μονάδα. Ο αέρας θερμαίνεται στους 1200°C και τροφοδοτείται στον άξονα. Όταν η θερμοκρασία πέσει στους 850°C, η παροχή διακόπτεται και ο κύκλος θέρμανσης συνεχίζεται. Για την αδιάλειπτη παροχή ζεστού αέρα, εγκαθίστανται αρκετοί αναγεννητές.

Αρχή λειτουργίας υψικάμινου

Για την παραγωγή χυτοσιδήρου απαιτούνται τα ακόλουθα συστατικά: γόμωση (μετάλλευμα, ροή, κοκ), υψηλή θερμοκρασία, σταθερή παροχή αέρα για εξασφάλιση συνεχούς καύσης.

Θερμοχημικές αντιδράσεις

Αναγωγή του σιδήρου από τα οξείδια με μια σταδιακή χημική αντίδραση:

3Fe2O 3 +CO→2Fe 3 O 4 +CO 2,

Fe 3 O 4 +CO→3FeO+CO 2,

FeO+CO→Fe+CO2.

Γενικός τύπος:

Fe 2 O 3 + 3CO → 2Fe + 3CO 2.

Η λήψη της απαιτούμενης ποσότητας διοξειδίου του άνθρακα και μονοξειδίου του άνθρακα διασφαλίζει την καύση του κωκ:

C + O 2 → CO 2,

CO 2 + C → 2СО.

Η ροή ασβεστόλιθου χρησιμοποιείται για τον διαχωρισμό του σιδήρου από τις ακαθαρσίες. Χημικές αντιδράσεις που σχηματίζουν σκωρία:

CaCO 3 → CaO + CO 2,

CaO + SiO 2 → CaSiO 3.

Η αρχή λειτουργίας μιας υψικάμινου είναι η εξής. Μετά τη φόρτωση, η υψικάμινος αρχίζει να αναφλέγεται με αέριο. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, το cowper συνδέεται και αρχίζει η φύσημα αέρα. Οπτάνθρακας, το καύσιμο για την υψικάμινο, αρχίζει να καίγεται πιο έντονα και η θερμοκρασία στο ορυχείο αυξάνεται σημαντικά. Όταν η ροή αποσυντίθεται, σχηματίζεται μεγάλη ποσότητα διοξειδίου του άνθρακα. Το μονοξείδιο του άνθρακα δρα ως αναγωγικός παράγοντας στις χημικές αντιδράσεις.

Μετά την καύση του οπτάνθρακα και την αποσύνθεση της ροής, η στήλη φόρτισης χαμηλώνεται και ένα άλλο τμήμα προστίθεται από πάνω. Από κάτω, στο ευρύτερο τμήμα του άξονα, πραγματοποιείται πλήρης μείωση του σιδήρου σε θερμοκρασίες 1850°C - 2000°C. Στη συνέχεια ρέει στο σφυρηλάτηση. Εδώ συμβαίνει ο εμπλουτισμός του σιδήρου με άνθρακα.

Η θερμοκρασία στην υψικάμινο αυξάνεται καθώς μειώνεται το φορτίο. Η διαδικασία αναγωγής λαμβάνει χώρα στους 280 °C και η τήξη γίνεται μετά τους 1500 °C.

Το τήγμα χύνεται σε δύο στάδια. Στο πρώτο στάδιο, η σκωρία αποστραγγίζεται μέσω τάφους. Στο δεύτερο στάδιο, ο χυτοσίδηρος αποστραγγίζεται μέσα από μαντέμι. Πάνω από το 80% του παραγόμενου χυτοσιδήρου πηγαίνει στην παραγωγή χάλυβα. Ο υπόλοιπος χυτοσίδηρος χυτεύεται σε καλούπια σε κενά.

Η υψικάμινος λειτουργεί συνεχώς. Από τη φόρτωση της φόρτισης έως την απόκτηση του κράματος, περνούν 3-20 ημέρες - όλα εξαρτώνται από τον όγκο του κλιβάνου.

Συντήρηση και επισκευή υψικαμίνου

Κάθε εξοπλισμός που λειτουργεί 24/7 απαιτεί συνεχή συντήρηση. Στο τεχνικό διαβατήριο του εξοπλισμού περιλαμβάνονται κανονισμοί. Η μη συμμόρφωση με το πρόγραμμα συντήρησης θα έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση της διάρκειας ζωής.

Οι εργασίες συντήρησης σε υψικάμινους χωρίζονται σε περιοδικές και σε μεγάλες επισκευές. Η περιοδική εργασία εκτελείται χωρίς διακοπή της διαδικασίας εργασίας.

Οι μεγάλες επισκευές χωρίζονται σε τρεις κατηγορίες με βάση τον όγκο των εργασιών που εκτελούνται. Κατά την πρώτη εκφόρτιση, όλος ο εξοπλισμός επιθεωρείται και τα τήγματα αφαιρούνται από τον άξονα. Κατά τη δεύτερη εκφόρτιση, η επένδυση επισκευάζεται και αντικαθίστανται τα στοιχεία εξοπλισμού που έχουν υποστεί βλάβη. Με την τρίτη κατηγορία, η μονάδα αντικαθίσταται πλήρως. Συνήθως, τέτοιες επισκευές συνδυάζονται με εκσυγχρονισμό ή ανακατασκευή της υψικαμίνου.