ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Усовершенствования в производстве чугуна из "Техника в ее историческом развитии " К 70-м годам XIX в. быстро растущие запросы машиностроения, железнодорожного и морского транспорта потребовали значительного расширения производства черных металлов и повьшгения их качества. Увеличивались размеры доменных печей, совершенствовалась их конструкция, вводились новые вспомогательные устройства. К 1870 г. объемы отдельных доменных печей уже превышали 400 м , а их высота достигала почти 23 м, применялись мощные воздуходувки, использовались разнообразные устройства для улавливания газа и распределения шихты. [c.109] Широко распространилась конструкция кирпичного воздухонагревателя регенеративного типа для доменных печей, предложенная в 1857 г. английским инженером Э. Каупером и поныне носящая его имя. [c.109] К концу XIX в. каменноугольный кокс почти повсеместно вытеснил другие виды топлива, используемые для выплавки чугуна. В 1900 г. доменные new Англии, Германии и Франции работали только на коксе. В США во второй половине прошлого столетия для производства чугуна наряду с древесным углем широко применяли антрацит. Так, в 1860 г. 48,5% чугуна выплавляли на антраците, 43,2% — на древесном угле и лишь около 8% — на коксе. Однако к концу века доля коксового чугуна в США увеличилась до 87%. В России в это время на коксе выплавляли около 70% чугуна. Металлургия Урала работала в основном на древесном угле. Почти все доменные печи Швеции производили древесноугольный чугун. [c.109] В описываемый период металлурги все большее внимание стали уделять подготовке к плавке основного материала доменного производства — железной руды. Уже издавна использовали такие процессы, как дробление крупнокусковых руд, их обжиг и промывку. Помимо этого, в конце XIX в. начали применять окусковывание мелких и пылеватых руд методом брикетирования, а также сортировку железной руды по крупности кусков и химическому составу. В начале XX в. в производстве внедряется процесс агломерации, заключающийся в окусковывании мелких руд и колошниковой пыли, которые спекали в специальных агломерационных устройствах. [c.109] Предварительная подготовка железных руд, использование высококачественного топлива — кокса, применение более совершенных воздуходувных машин и горячего дутья позволили сооружать доменные печи значительно льшего объема и более высокой производительности. Это, в свою очередь, вызвало необходимость разработки более рациональной конструкции самой печи, а также вспомогательных устройств и механизмов доменного цеха. [c.109] К концу минувшего столетия была создана конструкция доменной печи, принципиально не отличающаяся от современной. Вновь сооружае-лше печи имели облегченную шахту, опиравшуюся на металлические колонны. Для подвода воздуха к фурмам устанавливали кольцевой воздухопровод. На многих американских печах применяли охлаждение заплечиков и верхней части горна. Четко определились два типа конструкции доменных печей — американский и немецкий. Особенностью первого был металлический кожух, на который опираются все колошниковые устройства. Вес кладки шахты, кожуха и колошника передается на колонны, окружающие горн. Немецкая конструкция не имела сплошного железного кожуха. Кирпичная кладка стягивалась железными бандажами. Колошниковые устройства держались на колоннах, которые служили продолжением колонн шахтной части печи. [c.110] Переход к сооружению горнов закрытого типа облегчил конструктивное решение устройств для их охлаждения. Специальные холодильники были предложены и для охлаждения заплечиков. Таким образом, интенсивное охлаждение горна и заплечиков наряду с использованием более высококачественных огнеупоров способствовало повышению долговечности службы этих важнейших элементов доменной печи. [c.111] Применение горячего дутья все более высокой температуры потребовало существенного изменения конструкции фурм. Когда температура вдуваемого в печь воздуха превысила 200° С, появились литые чугунные фурмы, внутри которых находился змеевик с проточной водой. В 1865 г. их начали заменять более совершенными бронзовыми фурмами с водяным охлаждением. Фурменный прибор доменных печей представлял собой довольно громоздкую конструкцию. Несмотря на охлаждение, фурмы часто горели и требовали замены. В дальнейшем стали использовать составные фурмы. Наружная часть фурмы, охлаждаемая водой, прочно вделывалась в кладку печи, не достигая зоны горения топлива. В нее вставляли тонкую и длинную дутьевую фурму, соединенную патрубком с кольцевым воздухопроводом, окружающим печь и объединяющим все фурмы. [c.111] Отходящий газ доменных печей использовали в качестве топлива. В состав колошникового газа входят окись углерода и водород. Его теплотворная способность достигает 900 ккал/м и более. [c.111] Значительный рост высоты и производительности доменных печей в XIX в. потребовал серьезной реконструкции устройств для подачи сырых материалов и уборки продуктов плавки. Старые подъемники вертикального типа требовали присутствия рабочих на колошниковых площадках, которые вручную подавали вагонетки с шихтой от подъемника к загрузочному аппарату. Уже в середине прошлого столетия вертикальные подъемники стали заменять наклонными. Это позволило механизировать, а потом и автоматизировать процесс загрузки печей. [c.111] В США подъемники вместо бадьи имели открытую с одной стороны вагонетку — скип. По наклонному мосту ходили одновременно два скипа. Пока один из них наполнялся шихтой в так называемой скиповой яме, второй скип автоматически переворачивался над колошником, шихта поступала в засыпной аппарат. Скиповой подъемник по сравнению с бадьевым отличался простотой устройства, надежностью в работе и более высокой производительностью. Скиповые подъемники стали использовать на металлургических заводах всех стран. [c.112] В бО-х годах XIX в. все шире осуществлялся переход к новым способам передела чугуна в сталь. Бессемеровские конвертеры перерабатывали жидкий чугун. В мартеновских печах также более экономичной была выплавка стали из жидкого чугуна в этом случав не требовалось топлива для расплавления чугуна, который уже поступал в жидком виде, значительно сокращалась и продолжительность процесса плавки. [c.112] Чтобы облегчить заполнение ковшей продуктами плавки, доменные печи начали строить на возвышенных фундаментах. Емкость первых ковшей не превышала нескольких тонн. [c.113] В 1895 г. в США был взят патент на разливочную машину, а годом позже такие машины уже начали появляться в заводских цехах. Разливочная машина представляла собой движуш ийся ленточный транспортер с установленными на нем продолговатыми чугунными формами. Лента находилась в непрерывном движении. Длина транспортера составляла 15—20 м. К одному ее концу подвозили в ковше жидкий чугун, который выливали в огнеупорный желоб, а оттуда — в формы. Заполненные формы по всему пути своего движения охлаждали водой. Чугунная чушка быстро затвердевала и к концу транспортера, когда форма переворачивалась, вываливалась из нее. На обратном пути пустые формы поливали известковым раствором, чтобы предотвратить прилипание к ним жидкого чугуна. [c.114] Рост размеров и производительности доменных печей потребовал увеличения количества вдуваемого в них воздуха. Во второй половине XIX в, появляются все более мощные паровые воздуходувные машины. В 1857 г. на одном из металлургических заводов Рура (Германия) была построена поршневая воздуходувка с паровым двигателем в 3500 л.с., засасывающая 1000 м воздуха в минуту [2, с. 385]. Диаметр воздушных цилиндров воздуходувок того времени нередко превышал 3,5 м. [c.114] Паровые машины большой мощности требовали громоздких парокотельных агрегатов. Уже в последней четверти минувшего века им на смену приходят более компактные и удобные в эксплуатации двигатели внутреннего сгорания, в которых механическая работа образуется в результате химической энергии топлива, сгорающего в цилиндре двигателя. В 1889 г. на бельгийском заводе Серен была пущена воздуходувная машина, приводимая в действие газовым мотором мощностью 600 л.с. [1, с. 35]. В качестве топлива использовали колошниковый газ доменной печи. В последующие годы газовые воздуходувки благодаря их экономичности и удобству эксплуатации получили широкое распространение. Однако в первые десятилетия нашего века их заменили более производительными турбовоздуходувками, приводящимися в действие паровыми турбинами или электродвигателями. [c.114] Вернуться к основной статье