Ja koksia
7. Masuunikaasu
8. Pylväs rautamalmia, kalkkikiveä ja koksia
9. Kuonan vapautuminen
10. Nestemäisen valuraudan tuotanto
11. Poistokaasujen keräys

Masuuni, masuuni- suuri metallurginen pystysuoraan sijoitettu kuilutyyppinen sulatusuuni valuraudan ja ferroseosten sulattamiseen rautamalmin raaka-aineista. Masuuniprosessin tärkein ominaisuus on sen jatkuvuus koko uunikampanjan ajan (uunin rakentamisesta sen "suureen" korjaukseen) ja nousevien hormikaasujen vastavirta, jossa materiaalipylväs laskeutuu ja nousee jatkuvasti ylhäältä. maksun uusilla osilla.

Tietosanakirja YouTube

• 1 / 5

  Sana "masuuni" on johdettu vanhasta slaavilaisesta "dmenie" - blast. Muilla kielillä: Englanti. masuuni - puhallusuuni, saksalainen. Hochofen - korkea uuni, ranskalainen. haut fourneau - korkea liesi. valas. 高炉 (gāolú) - korkea liesi.

  On pidettävä mielessä, että sanojen "masuuni" ja "masuuni" merkityksessä on perustavanlaatuinen ero: masuunissa he saivat (palasten tai kritien muodossa) pelkistetyn raakaraudan kappaleita (alkaen sana "raaka", eli lämmittämätön puhallus) ja masuunissa - nestemäinen valurauta.

  Tarina

  Ensimmäiset masuunit ilmestyivät Kiinaan 400-luvulla.

  Euroopassa masuunit ilmestyivät Westfalenissa 1400-luvun jälkipuoliskolla. Tämä tuli mahdolliseksi palkeen taontamisen mekanisoinnin ja sulatuslämpötilan nousun ansiosta. Masuunin korkeus oli 5 metriä. Masuunien edeltäjät olivat Stukofen ja Blauofen.

  Tulisijan yläosassa on hormit - aukot korkeaan lämpötilaan lämmitetyn puhallusilman syöttämiseksi - hapella ja hiilivetypolttoaineella rikastettu paineilma.

  Hormin tasolla kehittyy noin 2000 °C lämpötila. Kun liikut ylöspäin, lämpötila laskee, ja huipuissa se saavuttaa 270 °C. Näin ollen uunissa asetetaan eri korkeuksille erilaisia ​​lämpötiloja, minkä vuoksi malmin muuttuessa eri kemiallisiksi prosesseiksi

  Masuunisulatuksen ominaisuudet

  Masuuni on yksi tärkeimmistä rauta- ja terästeollisuuden sulatusyksiköistä. Sen tärkein teknologinen tehtävä on sulattaa valurautaa, jolla on tietyt ominaisuudet ja koostumus. Ulkonäöltään masuuni muistuttaa 30-kerroksisen rakennuksen korkeutta tornia. Ulkopuolelta se on vuorattu teräslevyllä ja sisäpuolelta useilla kerroksilla tulenkestäviä tiiliä (samotti). Panos toimitetaan masuunin ylempään kerrokseen erikoisnostimilla: koksi, joka on sintrattu, erittäin kova, huokoinen hiilituote hiilen korkeassa lämpötilassa käsittelyssä, sulatusolosuhteita parantava kalkkikivimateriaali. Siellä nostetaan myös valmistettu rautamalmi. Sitten hormi-nimisen laitteen kautta kaikki toimitettu materiaali ladataan uuniin kerroksittain. Alhaalta syötetään erityisten suuttimien (hormien) kautta polttoainetta ja hapella rikastettua ja maakaasuun sekoitettua kuumailmaseosta.

  Toimintaperiaate

  Masuuni, jonka toimintaperiaate perustuu koksin polttamiseen korkeassa lämpötilassa maksimaalisessa happisaturaatiossa, on pystykuilutyyppinen sulatusyksikkö. Masuuniprosessin onnistuminen ja panoksen kulkeminen kaasu- ja ilmaseoksen läpi edellyttää malmin esikäsittelyä. Se sisältää malmimateriaalin sintraamisen suuriksi kakkuiksi tai pyöreiksi pelleteiksi. Oman massansa vaikutuksesta panos laskeutuu, kulkee lähes koko masuunin läpi ja kulkee matkan varrella koksimateriaalin palamisen aikana vapautuvien kaasujen huuhtoutuneena. Pääosa sulatusprosessista tapahtuu takomossa. Panosta lämmitetään lisäksi kuumalla ilmalla, mikä voi merkittävästi minimoida koksin kustannuksia ja myös lisätä uunin tuottavuutta.

  

  Masuunin historiasta

  Toista vuosituhatta eKr. voidaan pitää rautametallin syntymisen alkamisena. Aluksi raudan hankinnassa käytettiin tulta, myöhemmin ne korvattiin sulatuskuopilla, joita kutsutaan juustouuniksi. Niihin laitettiin malmia ja hiiltä. Palamisprosessin ylläpitämiseen tarvittava ilmaseos saatiin luonnollisella vedolla, joka myöhemmin korvattiin tekniikan kehittyessä palkeilla. Tällä menetelmällä ei tietenkään voitu tuottaa korkealaatuista metallia. Silitysrauta oli tahnamainen massa, jossa oli runsaasti kuonaa ja epätäydellisesti palaneen hiilen jäänteitä. Alhainen hiilipitoisuus teki metallista pehmeän, siitä valmistetut tuotteet taivuttivat helposti, tylsyivät nopeasti ja olivat käytännössä mahdottomia kovettaa. Vuosisatojen kuluessa sulatusprosessi parani yhä enemmän. Joten takomot alkoivat muuttua pieniksi uuniksi, mikä mahdollisti korkealaatuisemman metallin saamisen. Ensimmäinen masuuni ilmestyi Eurooppaan 1300-1400-luvun vaihteessa. Tällaisia ​​yksiköitä alettiin rakentaa Namurin maakunnassa (Belgia) ja Englannissa. Puuhiilen käyttö polttoaineena jatkui, mikä metallurgisen tuotannon lisääntyessä johti yhä suurempien alueiden metsäkatoon. Vuonna 1735 englantilainen keksijä Abraham Derby käytti masuuniprosessissa menestyksekkäästi hiilikoksia, joka ei sisältänyt muun tyyppisten polttoaineiden epäpuhtauksia. Tämä auttoi paitsi säästämään merkittäviä metsävaroja, myös lisäsi merkittävästi sulatotuotannon tehokkuutta ja tuottavuutta. Nykyaikaiset masuunit ovat monimutkaisia ​​ja korkean teknologian rakenteita, jotka pystyvät sulattamaan jopa 5000 - 5500 tonnia korkealaatuista valurautaa päivässä. Kaikki panosmateriaalin valmistus- ja latausprosessit niihin ovat täysin mekanisoituja.

  

  Laite

  Pystykuilutyyppisen masuunin rakentamista suunnitellaan ottaen huomioon, että rakenteen hyödyllisen sisätilavuuden kasvaessa myös sen tehokkuus kasvaa. Nyt kaikki suuret yritykset yrittävät saada yksiköitä, joiden vetoisuus on vähintään 2000 - 3500 m 3. Esimerkiksi jättiläinen, jonka tilavuus on 5000 m 3, on työskennellyt Krivorozhstalin metallurgisessa tehtaassa vuodesta 1974. Tällaisten suurten yksiköiden ilma puhalletaan 14 - 36 suuttimen kautta. Ilmaseoksen lämmittämiseen käytetään erityisiä tehokkaita sähkölaitteita. Jokaisessa suuressa teollisen mittakaavan masuunissa on kolme tai neljä automaattisesti kytkeytyvää ilmanlämmitintä. Myös yksikön toiminnan varmistavat lukuisat apulaitteet, joihin kuuluvat purku- ja lastauslaitteilla varustetut erityiset latauspihat; bunkkerityyppiset ylikulkusillat vaaka-autoilla, jotka on suunniteltu ladattujen materiaalien automaattiseen punnitsemiseen; nostomekanismit, jotka kuljettavat itsekippaavat hyppyvaunut rakenteen lastauslohkoon. Koko järjestelmän normaalia toimintaa varten on olemassa myös korkean lämpötilan puhallusprosessin toteuttamiseen tarvittavat erityiset lämmityslaitteet, valimopihat, rautakuljettimet, kuonasäiliöt ja valukoneet. Yleisesti ottaen moderni masuuni on eräänlainen automatisoitu miniyritys, jota palvelevat monet eri profiilien asiantuntijat. Tällaiset valtavat ja monimutkaiset tuotantorakenteet ovat jatkuvia yksiköitä ja toimivat useita vuosia pysähtymättä, kunnes sisäinen tulenkestävä vuoraus kuluu.

• 5. Mekaanisten ominaisuuksien määritys vetokokeen aikana. Venytyskaavion analyysi.
• 6. Kovuuden määritys Brinell-menetelmällä (katso Lr nro 1).
• 7. Kovuuden määritys Rockwell-menetelmällä (katso Lr nro 2).
• 8. Seoksen, komponentin, faasin, järjestelmän käsite.
• 9. Lyijy-antimoni-binääriseoksen tilakaavio.
• 10. "Rauta-sementiitti" -järjestelmän rauta-hiiliseosten tilakaavio
• 11. Rauta-hiili-seosten rakenneosat.
• 12. Masuunisulatuksen raaka-aineet ja tuotteet.
• 13. Masuuni, sen rakenne ja toiminta.
• 14. Teräksen tuotanto happimuuntimissa.
• 15. Valkoiset valuraudat, niiden laajuus.
• 16. Harmaavaluraudat, niiden merkinnät ja käyttöalue.
• 17. Lujat valuraudat, niiden merkinnät ja käyttöalue.
• 18. Tempervaluraudat, niiden merkinnät ja laajuus.
• 19. Hiilirakenteiset laatuteräkset, merkinnät ja käyttöalue.
• 20. Hiilityökaluteräkset, merkinnät ja laajuus.
• 21. Seosteräkset, niiden luokittelu ja merkintä.
• 22. Messingit ja pronssit, niiden merkinnät ja käyttöalue.
• 23. Alumiiniseokset, niiden merkinnät ja käyttöalue.
• 24. Metallien korroosio, sen tyypit ja torjuntamenetelmät.
• 25. Kitkanestometalliseokset, niiden merkinnät ja käyttöalue.
• 26. Metalli-keraamiset kovametalliseokset, niiden merkinnät ja käyttöalue.
• 27. Hehkutus ja normalisointi. Hehkutuksen tyypit.
• 28. Kovettuminen. Kovettumistyypit.
• 29. Loma. Lomatyypit.
• 30. Kemiallis-terminen käsittely, sen tyypit.
• 31. Mallisarja, sen tarkoitus ja koostumus.
• 32. Valu useisiin (pysyviin) metallimuotteihin (muotteihin)
• 33. Keskipakovalu
• 34. Valu kuorimuotteihin.
• 35. Tarkkuushävitetty vahavalu
• 36. Painekäsittelyn ydin. Metallien plastinen muodonmuutos.
• 37. Paluu- ja uudelleenkiteytysilmiö.
• 38. Valssatun tuotannon käsite. Rolling, sen tyypit.
• 39. Puristus, puristustyypit.
• 40. Piirustus, käytetyt laitteet, hankitut tuotteet.
• 41. Taonta, taontamenetelmät, käytetyt laitteet.
• 43. Metallurgiset prosessit hitsauksen aikana. Hitsausjännitykset ja muodonmuutokset, niiden esiintymisen syyt ja ehkäisymenetelmät.
• 44. Sähkökaarihitsaus, prosessin ydin, käytetyt laitteet.
• 45. Elektrodityypit, niiden pinnoite.
• 46. ​​Upotettu kaarihitsaus ja kaasusuojaus. Sähköhitsaus.
• 47. Lähdemateriaalit kaasuhitsaukseen.
• 48. Laitteet ja tarvikkeet kaasuhitsaukseen ja -leikkaukseen.
• 49. Kaasuhitsaus- ja -leikkaustekniikka
• 50. Juottaminen, prosessin ydin. Juotokset, sulatteet, niiden tarkoitus ja koostumus.
• 51. Leikkurin pääosat ja elementit.
• 52. Etuhammaskulmat.
• 53. Leikkuutilan elementit sorvauksen aikana.
• 54. Ruuvaussorvin suunnittelu.
• 55. Vaakajyrsinkoneen suunnittelu.
• 56. Porausprosessi ja sen ominaisuudet.
• 57. Metallien sähkökipinöiden käsittely.
• 58. Lämpökovettuvat muovit, niiden tyypit, koostumus ja käyttö.
• 59. Maalien ja lakkojen koostumus ja luokitus.
• 60. Liimamateriaalien koostumus ja luokitus.
• 61. Yleistä kumista. Kumiseokset, niiden koostumus.
• 62. Yleistä puusta, sen fysikaalisista ja mekaanisista ominaisuuksista.
• 63. Puumateriaalien lajikkeet
• 64. Tiivistemateriaalit.

13. Masuuni, sen rakenne ja toiminta.

Masuuni on kuilu-uuni, joka on vuorattu samottitiileillä teräskotelossa. Masuunissa ne on eristetty (kuva 7, a) savuhormi, akseli, höyry, hartiat ja takomo. Kautta savupiippu Panos ladataan masuuniin. Kaivos on muodoltaan katkaistu kartio, joka laajenee alaspäin, mikä helpottaa panoksen vapaata laskemista sen sulaessa. Tasolla raspara Ja hartiat muodostuu sienirautaa, joka sitten hiiltyy, sulaa ja virtaa takomoon. Höyryn olakkeet kaventuvat tulisijaa kohti, joten kiinteä panos pysyy höyryssä ja kuilussa.

Jatkossa lahnat 6 nestemäistä valurautaa kerääntyy. Sen tiheys on 6,9 g/cm3 ja kuonan tiheys noin 2,5 g/cm3, joten valuraudan yläpuolella on kuonakerros. Kertynyt kuona vapautuu ajoittain läpi kierrereikä 5,Riisi. 7

ja valurauta - läpi kierrereikä 1. Polttoaineen polttoa varten hapettava puhallus syötetään hormien kautta 4 paineen alaisena 500 kPa asti; se esilämmitetään regeneratiivisissa uuneissa - ilmanlämmittimissä. Samoja hormia käytetään maakaasun ja muiden polttoaineen lisäaineiden (polttoöljy, jauhettu polttoaine) syöttämiseen uuniin. Ylhäällä on täyttölaite3 Ja kaasun ulostulo2 masuunin (ylhäällä) kaasulle. Kiukaan pääominaisuus on sen hyötytilavuus - kiukaan hyötykorkeuden mukaan laskettu sisätilavuus.

Domain-prosessi. Uunissa tapahtuu jatkuva liike: ylhäältä alas - varausvirta, alhaalta ylös - polttoaineen palamisen aikana muodostuvien kaasujen virtaus ja reaktiot panoksen komponenttien kanssa. Masuunisulatuksen ydin on raudan pelkistäminen malmin oksideista, raudan hiilettäminen sekä jätekiven ja polttotuhkan kuonaus.

Oksidien pelkistys ja valuraudan muodostus alkaa rautaoksidien pelkistämisellä hiilimonoksidilla akselin keskiosassa. Kun varaus lasketaan höyrylle, nämä reaktiot kehittyvät ja etenevät nopeammin:

3Fe 2O 3 + CO = 2Fe 3O 4 + CO 2 + dH;

Fe304 + CO = 3 FeO + C02-dH;

FeO + CO = Fe + CO 2 + dH.

Raudan hiiletys alkaa kaivoksessa sen pelkistämisen jälkeen, jolloin muodostuu rautakarbidia reaktion mukaisesti:

3Fe + 2CO = Fe 3 C + CO 2.

14. Teräksen tuotanto happimuuntimissa.

Käytetään laajasti terästuotannossa happimuuntimen prosessi s. Kiinteässä muuntimessa (kuva 8) on kaksi nauhaa 4, joista kumpikin lepää kahdella telalla 1. Muuntimen kaula on muodoltaan symmetrinen. Teräskotelon sisällä muuntimet on vuorattu hartsi-dolomiittitiileillä. Taphole 3 on suunniteltu valmiin teräksen tyhjentämiseen.

Happimuuntimien kapasiteetti on 50-400 tonnia Happikonvertteriprosessin ydin on, että konvertteriin ladattu panos puhalletaan ylhäältä happivirralla, jonka paine on enintään 1,5 MPa. Korkea hapenpaine varmistaa metallin hyvän sekoittumisen. Puhalluksen alussa pii, mangaani ja muut alkuaineet hapetetaan ja muuttuvat kuonaksi. Ensimmäisen puhdistusjakson jälkeen
hapella (kesto 16 minuuttia), hormi nostetaan, muunnin kallistetaan, kuona valutetaan ja metallinäyte otetaan. Konvertteriin lisätään kalkkia, se asetetaan jälleen pystyasentoon, hormi viedään sisään ja toinen happipuhdistusjakso alkaa. Toisen puhdistusjakson aikana epäpuhtauksien hapettumisreaktiot jatkuvat, hiili palaa, kuonanmuodostusreaktioita ja muita fysikaalisia ja kemiallisia prosesseja tapahtuu. Toisen huuhtelujakson lopussa osa hapettumisenestoaineista syötetään konvertteriin. Poistamisen jälkeen Riisi. 8

Hormikonvertteri kallistetaan, teräksestä otetaan kontrollinäyte ja teräs lasketaan kaatonukkaan, jossa sen hapettumisen prosessi ferromangaanilla, ferropiin tai kompleksisilla hapettumisenestoaineilla saatetaan päätökseen.

Kokonaiskesto on 40...60 minuuttia ja happipuhdistuksen kesto 18...30 minuuttia. Edut: hyvä laatu, korkea tuottavuus ja alhaisemmat kustannukset. Haittapuoli: suuri metallihävikki (6...9 %).

"

Masuuni on lukuisten muutosten ja modernisointien jälkeen nykyvaiheessa malli valuraudan valmistukseen terästeollisuuden pääainesosana.

Masuunin rakenne mahdollistaa jatkuvan sulatuksen suuriin korjauksiin asti, jotka tehdään 3-12 vuoden välein. Prosessin pysäyttäminen johtaa jatkuvan massan muodostumiseen komponenttien sintrautumisesta (sintrautumisesta). Sen poistamiseksi yksikkö on purettava osittain.

Nykyaikaisen masuunin työtilavuus on 40 m korkeudella 5500 m3. Se pystyy tuottamaan noin 6000 tonnia valurautaa sulaa kohden. Ja sen ympärillä olevia järjestelmiä huoltavat erikoislaitteet vievät useita kymmeniä hehtaareja maata.

Masuunissa valmistetaan valurautaa, joka sen jälkeen sulatetaan eri valurautalaatujen valmistamiseksi tai lähetetään talteenottoon rakenneterästen valmistukseen.

Masuunin rakenne muistuttaa kaivosta. Sen halkaisija on kolme kertaa pienempi kuin sen korkeus. Korkea kerrosrakenne asennetaan betonialustalle, jonka paksuus on 4 m. Tällaisen massiivisen perustuksen tarve johtuu masuunin yli 30 000 tonnia painavasta massasta.

Perustuslaattaan kiinnitetään pylväät ja kiinteä (monoliittinen) sylinteri, jotka on valmistettu lämmönkestävästä betonista. Rakenteen sisätila on vuorattu tulenkestävällä materiaalilla ja yläosa on vuorattu fireclaylla. Olkapäiden alueella, jossa lämpötila saavuttaa 2000°C, käytetään grafiittimateriaaleja ja valurautakylvyn alla on alumiinioksidivuori. Perustukseen on asennettu myös uuniuuni.

Masuunin alaosa, jossa lämpötila on maksimi, on varustettu vesijäähdytteisillä jääkaapeilla.Kootun tulenkestävän rakenteen pitämiseksi masuunin ulkopinta on suljettu 40 mm paksuiseen metallivaippaan.

Raudan pelkistysprosessi tapahtuu malmista kalkkikivivirtausympäristössä korkeassa lämpötilassa. Sulamispiste saavutetaan polttamalla koksia. Palamisen ylläpitämiseksi tarvitaan ilmaa, joten masuunissa on 4 - 36 hormia tai kierrereikää.

Suuri sisätilavuus vaatii suuria määriä ilmaa, jotka syötetään turbiinipuhaltimilla. Jotta lämpötila ei laske, ilma lämmitetään ennen tuloa.

Kaavamaisesti masuuni näyttää tältä.

Valutuotannon suunnittelukoostumus:

1. lataus (malmi ja kalkkikivi);
2. koksihiili;
3. lastaus hissi;
4. tulipesä, joka estää kaasujen pääsyn masuuniin ilmakehään;
5. kerros ladattua koksia;
6. lataus kerros;
7. puhaltimet;
8. tyhjentynyt kuona;
9. valurauta;
10. säiliö kuonan vastaanottamiseen;
11. vastaanottokauha sulatusta varten;
12. syklonityyppinen asennus, joka puhdistaa masuunikaasun pölystä;
13. kaasun regeneraattorit;
14. savun pakoputki;
15. ilman syöttö cowpereihin;
16. kivihiili jauhe;
17. koksin sintraus uunissa;
18. koksin varastointi säiliö;
19. korkean lämpötilan masuunikaasun poisto.

Masuunia palvelevat apujärjestelmät.

Savuhormi on masuunin suljin. Tuotannon ympärillä oleva ympäristötilanne riippuu sen asianmukaisesta toiminnasta.

1. vastaanottosuppilo;
2. pieni kartio suppilo, pyörivä;
3. pieni kartio;
4. interkonaalinen tila;
5. suuri kartio;
6. ohita.

Tulipesän toimintaperiaate on seuraava:

• Suuri kartio lasketaan alas ja pieni nostetaan. Pyörivän suppilon ikkunat ovat tukossa.
• Ohitus lataa latauksen.
• Kääntyessään suppilo avaa ikkunat ja panos putoaa pieneen kartioon 3. Sitten se palaa paikoilleen.
• Kartio nousee ja estää masuunikaasujen karkaamisen.
• Kartio lasketaan alas, jotta varaus siirretään kartioiden väliseen tilaan, ja nostetaan sitten alkuperäiseen asentoonsa.
• Kartio lasketaan alas ja sen mukana panos ladataan masuunin kuiluun.

Tämä annosteltu syöttö varmistaa materiaalien jakautumisen kerroksittain.

Skip on lastaukseen käytetty kauha. Se suoritetaan kuljetintekniikalla. Ilmapuhaltimet - kierrereiät ja hormit syöttävät ilmaa masuuniin paineella 2-2,5 MPa.

Cowperit lämmittävät tuloilmaa. Regeneraattoreissa sitä lämmitetään masuunikaasuilla, mikä vähentää yksikön energiakuormitusta. Ilma lämmitetään 1200°C:een ja syötetään kuiluun. Kun lämpötila laskee 850°C:een, syöttö pysähtyy ja lämmitysjakso jatkuu. Kuuman ilman keskeytymätöntä syöttöä varten on asennettu useita regeneraattoreita.

Masuunin toimintaperiaate

Valuraudan valmistukseen tarvitaan seuraavat ainesosat: panos (malmi, sulate, koksi), korkea lämpötila, jatkuva ilmansyöttö jatkuvan palamisen varmistamiseksi.

Termokemialliset reaktiot

Raudan pelkistys oksideista vaiheittaisella kemiallisella reaktiolla:

3Fe2O3 +CO→2Fe3O4 +CO 2,

Fe3O4+CO→3FeO+CO2,

FeO+CO→Fe+CO2.

Yleinen kaava:

Fe 2 O 3 + 3CO → 2Fe + 3CO 2.

Tarvittavan määrän hiilidioksidia ja hiilimonoksidia saaminen varmistaa koksin palamisen:

C + O 2 → CO 2,

CO 2 + C → 2СО.

Kalkkikiveä käytetään erottamaan rauta epäpuhtauksista. Kemialliset reaktiot, jotka muodostavat kuonaa:

CaCO 3 → CaO + CO 2,

CaO + SiO 2 → CaSiO 3.

Masuunin toimintaperiaate on seuraava. Latauksen jälkeen masuuni alkaa syttyä kaasulla. Lämpötilan noustessa kupari kytketään ja ilmanpuhallus alkaa. Masuunin polttoaineena käytettävä koksi alkaa palaa voimakkaammin ja lämpötila kaivoksessa nousee merkittävästi. Kun virtaus hajoaa, muodostuu suuri määrä hiilidioksidia. Hiilimonoksidi toimii pelkistimenä kemiallisissa reaktioissa.

Kun koksi palaa ja virtaus hajoaa, panoskolonni lasketaan alas ja päälle lisätään toinen osa. Alhaalta, akselin leveimmässä osassa, raudan täydellinen pelkistyminen tapahtuu lämpötiloissa 1850 °C - 2000 °C. Sitten se virtaa takomoon. Tässä tapahtuu raudan rikastuminen hiilellä.

Masuunin lämpötila nousee, kun panosta lasketaan. Pelkistysprosessi tapahtuu 280 °C:ssa ja sulaminen tapahtuu 1500 °C:n jälkeen.

Sula kaadetaan kahdessa vaiheessa. Ensimmäisessä vaiheessa kuona tyhjennetään putkireikien kautta. Toisessa vaiheessa valurauta valutetaan valurautareikien läpi. Yli 80 % tuotetusta valuraudasta menee teräksen tuotantoon. Jäljelle jäänyt valurauta valetaan muotteihin aihioiksi.

Masuuni toimii jatkuvasti. Varauksen lataamisesta lejeeringin saamiseen kuluu 3-20 päivää - kaikki riippuu uunin tilavuudesta.

Masuunien huolto ja korjaus

Kaikki laitteet, jotka toimivat 24/7, vaativat jatkuvaa huoltoa. Määräykset sisältyvät laitteen tekniseen passiin. Huoltoaikataulun noudattamatta jättäminen johtaa käyttöiän lyhenemiseen.

Masuunien huoltotyöt jakautuvat määräaikais- ja suurkorjauksiin. Säännölliset työt tehdään työprosessia pysäyttämättä.

Suuret korjaukset on jaettu kolmeen kategoriaan tehtyjen töiden määrän perusteella. Ensimmäisen purkauksen aikana kaikki laitteet tarkastetaan ja sulatteet poistetaan akselilta. Toisen purkauksen aikana vuoraus korjataan ja vialliset laiteosat vaihdetaan. Kolmannessa kategoriassa yksikkö vaihdetaan kokonaan. Tyypillisesti tällaiset korjaukset yhdistetään masuunin modernisointiin tai jälleenrakennukseen.

Huolimatta suuresta määrästä synteettisiä ja polymeerimateriaaleja, jotka ovat yleistyneet nykyaikaisessa teollisuudessa ja jokapäiväisessä elämässä, rautaseosten käyttö ei ole huonompi kuin kämmen. Kriittisimmät osat, mekanismit, työkalut ja muut komponentit valmistetaan erilaisista metallilajeista ja -tyypeistä, joilla on tarvittavat ominaisuudet annettujen tehtävien ratkaisemiseksi. Aktiiviset metalliseosten täydellisen korvaavan etsimiset eivät ole vielä onnistuneet, koska materiaalien ominaisuuksien ero on liian suuri. Metallurgian kehitys ei pysähdy, vaan uusia teknologioita ja menetelmiä lujien ja kovien materiaalien valmistamiseksi on syntymässä. Samaan aikaan ei ole unohdettu vanhoja, perinteisiä metallinsulatusmenetelmiä, joita on kehitetty vuosisatojen aikana ja joita monet metallurgien sukupolvet ovat tutkineet yksityiskohtaisesti. Harkitsemme masuunin suunnittelua - yksi vanhimmista malleista valimovaluraudan valmistukseen, jota käytetään aktiivisesti tähän päivään asti.

Tarina

Tarve parantaa raudansulatustekniikkaa syntyi kauan sitten. Melkein maan pinnalla sijaitsevilla matalalla sulavilla malmeilla ei ollut suuria määriä ja ne kulutettiin nopeasti. Nykyinen sulatustekniikka oli kestämätön eikä mahdollistanut työskentelyä tulenkestävien malmien kanssa. Oli tarvetta parantaa olemassa olevia laitteita ja tekniikkaa. Ensinnäkin oli tarpeen lisätä uunien kokoa ja vahvistaa merkittävästi paineistustilaa.

Ensimmäiset maininnat masuunin kaltaisista rakenteista löydettiin Kiinasta. Ne ovat peräisin 400-luvulta. Euroopassa masuunien esiintyminen juontaa juurensa 1400-luvulle, sitä ennen käytettiin ns. juustopuhallusuuneja. Masuunin välitön edeltäjä oli Katalonian takomo, jossa käytettiin masuunituotantomenetelmää lähellä olevia teknisiä tekniikoita. Sen tunnusomaisia ​​piirteitä olivat:

• Jatkuva lataus prosessi;
• Tehokkaiden hydraulikäyttöisten ilmansyöttölaitteiden käyttö.

1300-luvun masuuni

Katalonian takoman tilavuus oli vain 1 m³, mikä ei mahdollistanut suurten tuotemäärien saamista. 1200-luvulla eurooppalaisessa Steiermarkin ruhtinaskunnassa luotiin Stutofen, suurennettu ja paranneltu versio katalonialaisesta buglesta. Se oli noin 3,5 m korkea ja siinä oli kaksi teknistä aukkoa - alempi ilmansyöttöä varten, ylempi kritsa (raakarauta) poistamista varten. Stukofen valmisti kolmenlaisia ​​puolivalmiita rautatuotteita:

• Teräs;
• Takorauta;
• Valurauta.

Ero niiden välillä oli hiilipitoisuudessa - suurin osa siitä oli valuraudassa (yli 1,7 %), teräksessä alle 1,7 % ja tempervaluraudassa 0,04 %. Korkea hiilipitoisuus arvioitiin negatiivisesti, koska valurautaa ei voi takoa, hitsata ja siitä on vaikea tehdä aseita.

On tärkeää! Alun perin valurauta luokiteltiin teollisuusjätteeksi, koska sitä ei voitu takoa. Asenteet sitä kohtaan muuttuivat vasta sekundäärisulatuksen alkamisen jälkeen, jota alettiin tehdä sulavien malmien puutteen vuoksi. Valurautasta saatu jalostettava rauta oli laadukkaampaa, mikä toimi kannustimena jalostusprosessin laajentamiseen.

Kapasiteetin lisääminen ja tekniikan kehittyminen johtivat jo noin 5–6 m korkean blaufenin syntymiseen, joka pystyi sulattamaan valurautaa ja rautaa samanaikaisesti. Se oli jo käytännössä masuuni, vaikkakin hieman pienempi, yksinkertaistettu malli. Perustettiin kaksivaiheinen prosessi, jolloin ensimmäinen vaihe oli valuraudan valmistus ja toinen raudan sulattaminen siitä korotetussa paineessa.

Ensimmäiset masuunit ilmestyivät Euroopassa 1400-luvun lopulla. Melkein välittömästi samanlaiset mallit ilmestyivät Englannissa, ja Yhdysvalloissa ensimmäiset masuunit luotiin paljon myöhemmin - vuonna 1619. Venäjän ensimmäisen masuunin rakensi A. A. Vinius tuotantossaan Tulassa. Prosessi koostui seuraavista vaiheista:

• Harkkoraudan asettaminen suun eteen, valuraudan sulattaminen ja valuminen alas.
• Hiilen menetys kulkemisen aikana hormien lähellä.
• Tuloksena olevan raudan syöttö suuttimeen, voimakas lisäys, jonka aikana ylimääräinen hiili paloi pois ja pehmeä rauta asettui pohjalle.

Rauta poistettiin takon pohjalta ja taottiin, jolloin nestemäinen kuona poistettiin ja siat tiivistettiin. Tällä menetelmällä valmiin raudan saanto oli noin 92 % valuraudan alkuperäisestä painosta ja sen laatu ylitti merkittävästi kriittisen tuotteen.

Polttoainekriisistä tuli vakava ongelma. Malmin sulattamiseen käytettiin hiiltä, ​​mikä johti metsien tuhoutumiseen. Ongelma kasvoi sellaisiksi mittasuhteiksi, että metallia tuotiin Englantiin Euroopasta ja myöhemmin Venäjältä 2 vuosisadan ajan. Kävi ilmi, että metsä kasvaa hitaammin kuin palaa. Kivihiilen käyttöyritykset ovat osoittaneet, että se sisältää suuren määrän rikkiä, mikä heikentää merkittävästi metallin laatua. Useita kokeita tehtiin, jotka eivät olleet onnistuneita.

Tämä on mielenkiintoista! Ratkaisun löysi vasta vuonna 1735 englantilainen metallurgi A. Derby II, joka löysi tavan muuttaa kivihiili koksiksi. Siitä lähtien polttoaineongelma on voitettu ja prosessi sai uuden sysäyksen kehitykselle.

Seuraava vallankumouksellinen löytö oli ahtaukseen käytetyn ilman lämmitys. Sen ansiosta hiilen kulutusta pystyttiin vähentämään merkittävästi jopa 36 %. Metallin laadulle ja laadulle on asetettu erityisvaatimuksia mangaani-, pii- ja fosforipitoisuuden osalta. Uunien tekniikkaa ja muotoilua paranneltiin ja täydennettiin pikkuhiljaa moderniin ilmeeseen.

Suunnittelu ja toimintaperiaate

Masuuni on pystysuora akselityyppinen rakenne, joka muistuttaa kartiota ja laajenee alaspäin. Uunin korkeus voi olla 70 m, työtilavuus 2700 m³. Tämän kokoisen masuunin päivittäinen tuottavuus on 5000 tonnia valurautaa. Masuunien toiminnan pääpiirre on prosessin jatkuvuus. Työtä tehdään ympäri vuorokauden, eikä se pysähdy ennen kuin uuni on kunnostettu tai purettu, mikä voi kestää 3–15 vuotta. Jos työ keskeytetään ja takka jätetään ilman polttoainetta, tapahtuu niin sanottu "saastuminen", sisällä olevien materiaalien jähmettyminen. Epänormaalilla tavalla pysäytettyä uunia ei voi käynnistää uudelleen. Tämä erityispiirre pakottaa asiantuntijat jatkuvasti huolehtimaan asennuksen toimintatilan ylläpitämisestä, mutta mahdollistaa myös maksimaalisen tuottavuuden.

Masuuniprosessin toteuttamiseen tarvittavat materiaalit:

• Hiilekoksi (polttoaine);
• rautamalmi (sintraus, pelletit);
• Flux (hiekka, kalkkikivi ja muut tarvittavat materiaalit, jotka järjestävät kuonan nousua ylöspäin).

Maailmassa on hyvin vähän rautamalmia, jonka laatu mahdollistaa sen käytön sulatusprosessissa ilman esikäsittelyä. Siksi useimmissa tapauksissa käytetään erityisesti valmistettuja raaka-aineita - agglomeraattia tai pellettejä, jotka ovat rikastetun malmimateriaalin kokkareita. Ne ovat muodoltaan pyöreitä rakeita (pellettejä) tai epäsäännöllisen muotoisia hiukkasia (agglomeraatti), joiden koko on 2–5 cm.

Masuunin suunnittelukaavio

Uunin muotoilu on massiivinen pystytorni, joka on vuorattu sisäpuolelta fireclay- (tulenkestävällä) tiilellä. Se on asennettu tukevalle alustalle, nostettuna nollatason yläpuolelle tiettyyn korkeuteen. Pohjan ylempi, lämmönkestävä osa on nimeltään kanto. Perustuksen yläosassa on vaakasuora alusta - alusta, joka kestää kaikki dynaamiset ja lämpötilakuormat ja on siksi vesijäähdytteinen. Uunin ulkopuolelta suojaa kestävä metallikotelo, jonka paksuus on 4-6 cm.

Uunin sisäpuoli on kartion muotoinen torni, joka koostuu useista osista:

• Minun (tai ottomaanien). Tornin kartiomainen osa, joka laajenee vähitellen alaspäin.
• Kähinä. Tornin levein (keskimmäinen) osa, jossa kuonanmuodostus- ja raaka-aineiden sulamisprosessit alkavat. Tämän alueen lämpötila vaihtelee 1400 asteen välillä.
• Hartiat. Suhteellisen lyhyt kartion muotoinen osa, joka kapenee pohjasta. Tässä tapahtuu metallin lopullinen sulaminen. Lämpötila tällä alueella on 1600–1900 astetta.
• Sarvi. Tornin alaosa, jossa ilmansyöttöaukot (hormit) sijaitsevat. Siellä sijaitsevat myös valurauta- ja kuonareiät (reiät valuraudan ja kuonan irrottamiseen). Takon pohja on perustuksen yläosa (pohja).

Täyttölaitteen avulla seos ja juoksute syötetään uuniin. Kun valurauta ja kuona sulavat ja poistetaan, materiaalit putoavat alas ja uudet osat tulevat tilalle. Kemiallisten prosessien aikana muodostuneet kaasut poistetaan tornin yläosassa olevien putkien kautta. Niillä on korkea lämpötila ja niitä käytetään lämmittämään tuoretta virtaa, joka tulee masuuniin paineistamista varten. Lämmitys tapahtuu cowpereissa - asennuksissa, jotka ottavat raitista ilmaa, lämmittävät lämmönvaihtolaitteissa ja syöttävät kuumaa ilmaa uuniin.

Masuunikaaviot

Masuunien rakenne ja sulatusprosessi ovat käytännössä samat kaikissa maissa, eikä niissä ole perustavanlaatuisia eroja. Mutta on olemassa erilaisia ​​​​kantavia rakenteita, joilla on omat ominaisuutensa ja erityispiirteensä.

Erilaisten uunimallien järjestelmien ominaisuudet

1. Skotlannin järjestelmä (a). Tulipesä on asennettu erityisiin tukirakenteisiin, joita kutsutaan pääpylväiksi. Yleensä niiden lukumäärä vastaa hormien määrää. Tämä tehdään ilmansyöttöaukkojen käytön ja huollon helpottamiseksi. Jos käytät muita sijoitusvaihtoehtoja, hormit on sijoitettava epätasaisesti, mikä vaikuttaa paineistustilaan ja metallin yleiseen laatuun. Tämän järjestelmän haittana on mahdollisuus siirtää tärinää latauslaitteista uunin rakenteeseen. Lisäksi kiireellisten korjausten tai jälleenrakennusten suorittamisessa on vaikeuksia. Samanaikaisesti tällainen liesi on halvempi ja sillä on vähemmän painoa, mikä lyhentää rakennusaikaa.
2. saksa (b). Tulipesä asennetaan omille kannattimilleen (pylväille). Tämä parantaa takomoinnin laatua, mutta luo mahdollisuuden ylimääräiseen rasitukseen olkapään alueella tornin painosta johtuvista kuormituksista. Rakenteen vahvistaminen aiheuttaa ongelmia olkapäille pääsyssä, mikä vaikuttaa työn muotoon ja laatuun.
3. Yhdistetty (c). Tässä versiossa hartioiden rasitus vähenee, mutta tämä tapahtuu tulisijaosan monimutkaisemman huollon kustannuksella. Samanaikaisesti tämä järjestelmä varmistaa kotelon korkean lujuuden, joka toimii edelleen tehokkaasti jopa havaittavissa halkeamissa. Tätä piirin ominaisuutta arvostavat korkean sinkin prosenttiosuuden sisältävien raaka-aineiden parissa työskentelevät asiantuntijat. Se luo liiallista painetta tornin seiniin, mikä lisää suurien korjausten tiheyttä.
4. japani (g). Tukirakenteet ovat 6 pylvästä, jotka on varustettu kannakkeilla. Lisääntyneestä kantokyvystä huolimatta on havaittavia haittoja - kuormituksen epätasapaino lisää tukien painoa, ilmakanavan halkaisija kasvaa muihin suunnitteluvaihtoehtoihin verrattuna, mikä lisää hormilaitteiden kuormitusta. Lisähaittana on lattiakuljetuksen järjestämisen vaikeus takomoalueella.
5. Amerikkalainen (d). Kaava erottuu 4 kantavan pilarin läsnäolosta. Edut ovat vähentynyt tärinä, jota esiintyy latausmekanismien käytön aikana, sekä huomattavasti parempi pääsy kierrereikään ja hormialueelle.

Näitä järjestelmiä kehitettiin ja parannettiin eri olosuhteissa, mikä oli syy joidenkin erojen ilmenemiseen suunnittelussa. Kaikki ne toimivat kuitenkin melko menestyksekkäästi ja tuottavat korkealaatuisia tuotteita.

DIY masuuni

Masuunin tekeminen itse tuntuu ensi silmäyksellä naurettavalta ajatukselta. On epätodennäköistä, että kenellekään tulisi mieleen järjestää minimetallurginen työpaja sivustollaan. Tähän on useita syitä:

1. Raaka-aineiden puute. Maailmassa on vain 2 runsaasti malmia sisältävää esiintymää - Brasiliassa ja Australiassa. Pellettejä tai agglomeraattia on lähes mahdotonta ostaa - niitä ei ole saatavilla vapaaseen myyntiin, kaikki tarvikkeet kulkevat hyödykepörssien kautta ja ovat tuhansia tonneja.
2. Pienoismetallurgisen tuotantolaitoksen rakentamiseen on mahdotonta saada lupaa. Rautametallurgia on merkittävien ympäristöongelmien lähde, joten kukaan viranomainen ei riskeeraisi lupaa tällaiselle yritykselle.
3. Naapurit tulviivat kaikki viranomaiset valituksiin, koska jatkuva savu ja savu tekevät heidän elämästään sietämättömän.

Vain perussyyt mainitaan, todellisuudessa niitä on paljon enemmän. Masuunin käyttö metallin valmistukseen yksityiskodissa ei ole sallittua.

Jos kuitenkin otat huomioon masuunin erityispiirteet, erityisesti jatkuvan polttotilan, voit käyttää sitä huoneiden lämmittämiseen. Tämä on tehokas ratkaisu lämmön toimittamiseen sekä asuin- että liiketiloihin - autotalliin, kasvihuoneisiin, apurakennuksiin jne. Toisin kuin perinteisessä kiinteän polttoaineen uunissa, jossa polttoainetta on ladattava usein ja hyötysuhde on melko alhainen, masuuni varmistaa tasaisen lämmityksen. materiaalin kyteminen 15-20 tunnissa. Tämä saavutetaan rajoitetun ilmansaannin vuoksi, mikä ei salli polttoaineen palamista aktiivisesti ja pidentää prosessia pitkäksi aikaa.

Voit tehdä masuunin itse

Uuni on yleensä valmistettu metallitynnyristä. Leikkaa pohja varovasti (se tarvitaan myöhemmin), asenna tynnyri esivalmistetulle alustalle. Leikattu ympyrä on vahvistettu kanavaosilla painon lisäämiseksi - se painaa polttoainetta, mikä edistää kompaktia sijoitusta ja tehokasta kytemistä. Piippuun leikataan reikä, yleensä riittää halkaisijaltaan 10 cm putki. Sitten pitää leikata metallilevystä tynnyrin kansi, koska pohjaa käytetään jo polttoaineen paineena. Sopivan kokoinen ympyrä leikataan ja hitsataan varovasti piippuun. Se tekee myös reiän putkelle. Tynnyrin pohjaan leikataan reikä ovea varten, jonka kautta polttoainetta lisätään. Voit tehdä alle lisäluukun tuhkan poistamiseksi.

Savupiippu on hitsattu päälle, sen suoran osan pituuden (ensimmäiseen kyynärpäähän) tulee ylittää piipun halkaisija (mieluiten paljon suurempi). Takka kuumenee käytön aikana erittäin kuumaksi, joten monet vuoraavat sen tiileillä tai luovat lämpöä heijastavan suojan. Optimaalinen toimintatapa löydetään kokeellisesti. Paloturvallisuustoimenpiteitä on noudatettava, mieluiten tällaiselle uunille tulisi varata erillinen huone ilman syttyviä esineitä.

Video: teräksen syntymä

Masuuni on yksi vanhimmista ja todistetuimmista malleista. Sen tehokkuus on testattu ajan myötä, teknisiä menetelmiä ja tekniikoita on tutkittu ja testattu huolellisesti. Masuunin ominaisuudet ovat sellaiset, että tällaisten laitteiden toiminta kestää erittäin pitkään, suunnittelua ja tekniikoita parannetaan.