ПОДАЧА ТА НАГРІВ ДУТТЯ

У справжніх умовах доменної плавки необхідно вдувати щохвилини 1,7 – 2,4 м³ дуття на 1 м³ корисного обсягу печі. Нижня межа відноситься до роботи на дутті, збагаченому киснем. Так, в піч об'ємом 2700 м³ має подаватися за хвилину 4600 – 6500 м³ повітря. Для подачі такої кількості повітря зазвичай для великих доменних печей застосовуються відцентрові машини-турбоповітродувки з паротурбінним приводом продуктивністю 4000-7000 м³/хв і тиском дуття на виході 400 – 500 кН/м³ (4 – 5 атм).

Для очищення повітря від пилу і тим самим для зменшення зносу лопаток повітродувки на її вході споруджують спеціальні камери з фільтрами, звичайно олійними.

Для виробництва кисню передбачені кисневі станції з блоками поділу; продуктивність по кисню становить 10 – 35 тис.м³/год. Кисень можна подавати на вхід повітродувної машини або до повітронагрівача окремим киснепроводом.

Дуття, що подається повітродувною машиною, нагрівається до 1050 – 1200°С у повітронагрівачах, які іноді називають рекуператором в честь Каупера, який в 1857 р. зареєстрував патент на регенеративний повітронагрівач з цегляною насадкою.

Сучасний повітронагрівач показаний на рис. 26. Зовнішній діаметр дорівнює 9 м, висота до верху купола становить 36 м. Верхню частину насадки і купол викладають з високоглиноземистої цегли або динасу, що мало розпушується, а нижню частину із шамотної цегли. Товщина насадочної цегли становить 40 мм. З цієї цегли викладені осередки розміром 45х45 мм по всій висоті насадки. Площа нагріву 1 м³ такої насадки близько 25 м. Останнім часом запропоновано застосовувати для насадки шестигранні блоки з круглими осередками, мають горизонтальні проходи. Це більш складна насадка, але її поверхня нагріву становить близько 30 м²/м³ об'єму насадки.

Рис. 26. Сучасний повітронагрівач:

1 – камера горіння; 2 – підкупельний простір; 3 – насадка; 4 – піднасадна решітка;

5 – спусковий клапан; 6 – димові клапани; 7 – клапан холодного дуття; 8 – клапан гарячого дуття; 9 – люк для запалювання дуття; 10 – пальник; 11 – вісь лазів

Слід розрізняти повітряний і газовий періоди роботи повітронагрівача.

У газовий період газ спалюється в камері горіння, догорає під куполом, а продукти згоряння проходять зверху вниз через насадку, нагрівають її і з температурою 250 – 400 °С йдуть по димовим боровам в димову трубу. Для подачі газу передбачена газова горілка з вентилятором продуктивністю до 48 тис. м³/год. Спалюють головним чином очищений колошниковий газ або суміш його з природним або коксовим газом.

У повітряний період закриті димові клапани і відключена газова горілка, але відкриті шибери для подачі холодного дуття та відводу гарячого дуття. Холодне дуття потрапляє до піднасадного простору, проходить насадку, де нагрівається, і через шибер в камері горіння направляється до повітропроводу гарячого дуття і потім в піч. У той час як охолоджується насадка Каупера температура гарячого повітря, що виходить з нього, падає. Це неприпустимо для нормальної роботи доменної печі, тому повітря нагрівають до більш високої температури, ніж це необхідно, і до нього підмішують, використовуючи автоматичне дозування, необхідну кількість холодного повітря, щоб підтримати температуру дуття постійною. Це здійснюється за допомогою змішувального повітропроводу 8 і автоматичного змішувального клапана 10, показаних на рис. 27.

Газовий період приблизно в два рази триваліше повітряного. Отже, необхідно не менше трьох кауперів – два одночасно нагріваються, а один нагріває повітря. Фактично на піч припадає чотири Каупера, а в деяких випадках сім кауперів на дві печі. Поверхня нагріву повітенагрівача складає 70-100 м² на 1 м³ об'єму доменної печі.

Рис. 27. Схема розташування повітронагрівачів з повітропроводами та газопроводами:

1 – повітропровід холодного дуття; 2 – газовий пальник; 3 – димова труба; 4 – повітронагрівачі; 5 – газопровід чистого газу; 6 – газопровід гарячого дуття; 7 – кільцева труба; 8 – змішувальний повітропровід; 9 – запобіжний клапан; 10 – змішувальний клапан; 11 – клапан холодного дуття; 12 – димовий борів; 13 – клапан гарячого дуття