Jak funguje vysoká pec?

Účelem vysoké pece je provádět procesy tavení feroslitin a litiny. K výrobě těchto materiálů se používají suroviny železné rudy. Historie vzniku názvu takového zařízení sahá až do 14. století. Termín „doména“ pochází ze slova blowing. První kamna se objevila v Evropě a poté, po 16. století, přišla do Ruska.

Konstrukce vysoké pece je následující: pec je instalována na základu a ocelový plášť pokrývá vnější stranu. Základ je poměrně vysoký, tepelně odolná část se nazývá pahýl; Pouzdro má obvykle tloušťku 4 až 6 cm uvnitř, podél stěn jsou ohnivzdorné výrobky. Na vrcholu základu je hřeben, který je vystaven hydrostatickému tlaku roztavené hmoty a vysokým teplotám. Hromady cejnů umístěné uvnitř pláště obklopují speciální chladničky. Představují je litinové desky s cívkami, kterými cirkuluje voda.

Zařízení nepostradatelné v metalurgii železa

Výroba vysokých pecí je jedním z obtížných úkolů v oblasti metalurgie. Ale zároveň tento design pochází z více než jednoho století. S rozvojem vědeckotechnického pokroku se konstrukce pece mírně měnila, začaly se přidávat prvky a díly, které umožňovaly velmi urychlit výrobní proces. Kromě toho bylo mnoho obtížně ovladatelných režimů v moderních pecích automatizováno.

Provoz vysokých pecí je důležitou součástí moderního železářského a ocelářského průmyslu. V moderní výrobě se používají pouze zařízení s vysokou úrovní produktivity. Pokročilé vysoké pece jsou navíc vybaveny automatizačními systémy. Úlohou automatizace je regulovat, řídit a zaznamenávat hlavní charakteristiky tavicích operací. Moderní pec může řídit úroveň nalévání vsázky, dodávku rudy, teplotu foukání a tlak plynu.

Produktivita takových pecí roste, dalo by se říci, v souladu s dobou. Vylepšení tavícího systému umožňuje několikanásobné zvýšení produktivity zařízení.

Schéma vysoké pece poskytuje vizuální představu o tom, jak to funguje. Zde můžete pozorovat, jak se mění konstrukce zařízení v oblastech s vysokou teplotou. Také s přihlédnutím k diagramu můžete vidět, kam se nalévají složky surovin a na jakou úroveň.

Procesy ve vysoké peci probíhají v přesně stanoveném pořadí. Samotná pec má vertikální tvar, srovnatelný s šachtovým typem. Výška se může mírně lišit, ale nepřesahuje 35 m Průměr konstrukce je obvykle 2,5 – 3 krát menší. Proces probíhá v určitém pořadí. Nejprve se obnoví železo. Pak se obnovují další prvky – fosfor, síra a další. Vzniklá struska, která již výrazně změnila své složky, stéká dolů a hromadí se v oblasti ohniště. Právě chemické složení strusky určuje složení litiny.

Princip činnosti zařízení

Princip činnosti vysoké pece je vyjádřen v několika fyzikálních a chemických operacích. Přítomnost těchto operací je dána teplotní oblastí samotné pece a zatížením materiálu. Obecně lze rozlišit následující procesy:

• proces rozkladu vápence, jehož výsledkem je tvorba anhydridu kyseliny uhličité a oxidu vápenatého;
• obnova železa a dalších prvků;
• nauhličování železa;
• tavení kovů;
• tvorba a tavení strusky;
• spalování paliva a další.

Ohřívač vzduchu pro vysokou pec je zařízení, ve kterém se předehřívá vzduch. Tento vzduch je pak přiváděn do pece. Dřívější zařízení na tavení litiny nemělo takový prvek jako ohřívač vzduchu. Vývoj zařízení umožnil výrazně snížit náklady na palivo.

Vsázka v moderním pojetí je směs koksu, aglomerátu železné rudy a tavených surovin. Před procesem tavení prochází vsázka speciální přípravou. Nejprve se rozdrtí, poté prosévá. Po prosévání jsou velké kusy odeslány k opětovnému drcení.

Výsledkem procesu spalování je zvýšení teploty. Nejvyšší teplota může dosáhnout více než 2000 stupňů Celsia. Procesy probíhají pod tlakem horkých plynů. Při stoupání se tyto plyny ochladí na 300-400 stupňů v blízkosti kokoshnik.

Účel pecí

Výroba surového železa ve vysokých pecích je významným odvětvím železářského a ocelářského průmyslu. Tato práce vyžaduje nejen nutnost použití speciálního vybavení, ale také pečlivé dodržování určitých technologií. Tavení se provádí ve vysoké peci z odpadních hornin a rudných hmot. Rudnou látkou může být červená, hnědá, jizvová, magnetická železná ruda nebo manganové rudy.

Redukce železa je jednou z hlavních fází výroby litiny. V důsledku tohoto procesu železo ztvrdne. Dále se ponoří do páry, která podporuje rozpouštění uhlíku v žehličce. Tak vzniká litina. Právě v horké části pece se začíná tavit samotná litina, která pomalu stéká dolů do spodní části.

Princip činnosti vysoké pece závisí na typu tohoto objemného zařízení. Existují koksovny a pece na dřevěné uhlí. První pracují na koksu, druzí, respektive na dřevěném uhlí. Šachtová pec je navržena pro nepřetržitý provoz. Tvar tohoto zařízení jsou dva kužely, složené se širokými stranami na základně. Mezi těmito kužely je část pece, která má válcový tvar – pára.

Průmyslová vysoká pec, nazývaná tavírna, je navržena tak, aby převáděla zpracovávaný materiál z jednoho stavu do druhého. Pevné skupenství tedy postupně vlivem teploty překračující bod tání přechází do kapalného skupenství. Materiál přivedený do kapalného stavu může být v zavěšené poloze, dále v krystalizátoru, kelímku, důlní kovárně nebo lázni na ohništi. Průmyslové vysoké pece se používají k výrobě kovů z rud. Právě v nich probíhají procesy tavení barevných kovů a oceli, tavení skla a další.

Opravy vysokých pecí lze provádět několika způsoby. Větší opravy se provádějí podle potřeby nebo v souvislosti s plánovanými většími opravami. V tomto období je pozastaven nepřetržitý proces práce. Velké opravy jsou rozděleny do tří typů kategorií. V první kategorii oprav musí být tekuté tavicí produkty zcela uvolněny z pece a musí být provedena důkladná kontrola všech zařízení. Druhá kategorie označuje průměrnou opravu s výměnou některých prvků. Třetí kategorie oprav zahrnuje výměnu plnicích zařízení a seřízení ochrany vysoké pece.