Строение и оборудование мартеновской печи (часть 2)
Из всех элементов печи рабочее пространство находится в наиболее тяжёлых условиях. Огнеупорные материалы подвергаются резким тепловым и механическим ударам, а также химическому воздействию расплавленных металла и шлака. Стойкостью элементов рабочего пространства печи определяют стойкость всей печи и, следовательно, сроки промежуточных и капитальных ремонтов. Выбор футеровки для подины мартеновской печи определяется характеристикой шлаков. Если при плавке стали шлаки кислые, то подину нужно изготовлять из кислых огнеупорных материалов, если шлаки основные- то из основных.
Верхний (рабочий) слой кислой подины выполняют из кварцевого песка, основной – из магнезитового, реже доломитового порошка. Заднюю и переднюю стенку кислой мартеновской печи выкладывают из динасового кирпича, основной — из магнезитового. Те места ванны, которые соприкасаются во время плавки со шлаком, после выпуска плавки оказываются несколько повреждёнными, поэтому после каждой плавки подину ремонтируют (набрасывают песок, магнезитовый или доломитовый порошок). Эта процедура осуществляется с помощью специальных заправочных машин.
Свод мартеновской печи практически не соприкасается со шлаком и металлом, поэтому его можно изготавливать из кислых и основных огнеупоров независимо от типа процесса, для их футеровки применяют динасовый или термостойкий магнезитохромитовый кирпич. Арочные своды не применяются, и свод приходится выполнять распорно-подвесным с креплением и прокладками между кирпичами, а это усложняет и удорожает конструкцию. Основные магнезитохромитовые своды получили широкое распространение, их стойкость составляет 300-1000 плавок (динасовых – 200-350 плавок).
При конструировании и строительстве мартеновских печей применяются заранее подготовленные крупные блоки, что позволяет существенно сократить время строительства и ремонта печи, также часто применяются водоохлаждаемые конструкции вместо обычной футеровки. Во время работы внутренняя поверхность их покрывается гарнисажем и стойкость их повышается.
Большое значение для хорошей работы печей имеет также правильный выбор конструкции головок, через которые в печь подаётся топливо и воздух. Головки должны обеспечивать: хорошую настильность факела по всей длине ванны, минимальное сопротивление при отводе продуктов сгорания из рабочего пространства, хорошее перемешивание топлива и воздуха перед их подачей в рабочее пространство печи.
Отходящие из рабочего пространства печи дымовые газы проходят через головку и по вертикальным каналам попадают в шлаковики, в которых оседает 50-75% плавильной пыли. Почти вся пыль представляет собой основные окислы, поэтому для кладки этих элементов часто применяют термостойкий магнезитохромитовый кирпич.
Из шлаковиков отходящие газы пи температуре 1500-15500С попадают в насадки регенераторов, объём насадки регенераторов и величина поверхности её нагрева тесно связаны друг с другом, от них зависят основные показатели работы печи — производительность и расход топлива. Регенераторы должны обеспечивать постоянную высокую температуру подогрева топлива и воздуха. В наиболее тяжёлых условиях работают верхние ряды насадок. Из поднасадочного пространства отходящие газы при температуре 500-7000С попадают в борова, которые предназначены для подвода к регенераторам газа, воздуха и отвода от них продуктов сгорания к трубе или к котлу-утилизатору. Высота дымовых труб современных крупных мартеновских печей превышает 100 м.
Мартеновская печь — агрегат реверсивного действия, в котором направление движения газов по системе печи периодически меняется. Для этого в боровах, газопроводах и воздуховодах устанавливают систему шиберов, клапанов, дросселей, задвижек, объединяемых общим названием — перекидные клапаны. В современных печах операция перекидки клапанов полностью автоматизирована.