Промышленные печи и газовое хозяйство заводов - Щукин А.А.
Скачать (прямая ссылка):
Огневая промышленная теплотехника как отрасль науки и техники изучает вопросы наиболее рационального использования тепла в огнетехнических процессах, протекающих в промышленных печах разного назначения и лежащих в основе производства металла, машин, химических продуктов, строительных материалов, пищевых продуктов и т. д. В промышленных печах расходуются огромные количества разнообразного топлива. Поэтому большое значение имеет повышение тепловой экономичности промышленных печей и правильное использование топлива, являющегося, по образному определению В. И. Ленина, «хлебом промышленности». В настоящей книге основное внимание уделяется вопросам рационального топливоиспользования в печах и вопросам энергетической модернизации печных установок. Газообразное топливо (и в первую очередь природный газ) обеспечивает работу промышленных печей с наилучшими показателями и чаще всего используется в них. Поэтому в книге уделено значительн<?е внимание газоснабжению промышленных предприятий.
При составлении книги автору помогали инж. С. А. Щукин, составивший примеры расчетов, и инж. В. Ф. Фо-менков, выполнивший работу по подготовке рукописи. Автор приносит глубокую благодарность проф. Г. А. Матвееву за ценные советы при просмотре рукописи, а также доц. В. В. Мурзакову за научное редактирование и JI. Н. Синельниковой за большую работу по редактированию и подготовке книги к печати.
Автор
\
ВВЕДЕНИЕ
Высокотемпературные процессы лежат в основе важнейших производств: металла, деталей машин, химических продуктов, строительных и других материалов. Эти процессы осуществляются в промышленных печах, в которых материалам или изделиям придаются свойства, необходимые для конечного продукта или требующиеся для дальнейшей обработки.
Эти процессы протекают при относительно высоких температурах: плавка стали в мартеновских печах при 1 800—2 000 °С, нагрев стальных заготовок в кузнечных печах при 1 300—1 500 °С, обжиг огнеупоров в печах при 1 500—1 800 °С. Еще более высокие температуры создаются в электрических печах.
Большое значение промышленные печи имеют при производстве чугуна и стали на заводах черной металлургии с полным производственным циклом. В доменных печах этих заводов производят выплавку чугуна из железных руд. Доменный газ после очистки от пыли используется в качестве топлива в печах и в топках котлов ТЭЦ. Кокс, необходимый для доменных печей, производится коксохимическими заводами или коксовыми цехами металлургических заводов, где в коксовых печах (коксовых батареях) перерабатываются коксующиеся каменные угли. При этом получаются в больших количествах коксовый газ и ценные побочные химические продукты: каменноугольная смола, бензол аммиак и сульфат аммония натрия.
Мартеновские печи являются сталеплавильными агрегатами: в них из шихты, состоящей в Основном из чугуна, стального лома (скрапа), руды и флюсов, выплавляется сталь. Чугун доставляется из доменного цеха в жидком виде или при работе мартеновских печей на холодной завалке употребляется в чушках. Более производительной является выплавка стали в конвертерах, в которых жидкий чугун продувается технически чистым кислородом, при этом углерод в значительном количестве переходит в газ, а марганец, кремний, фосфор и сера — в шлаки. При окислении примесей выделяется так много тепла, что его достаточно для разогрева ванны и покрытия потерь тепла без затраты добавочного топлива. Отходящие газы конвертеров горючи (90% СО и 10% СОг), имеют очень высокую температуру (Г500—1 800 °?) и сильно загрязнены технологическим уносом до 125—220 г/м3. Работа конвертеров невозможна без улавливания газов, их охлаждения в котлах-охладителях и очистки.
За мартеновскими печами также устанавливаются котлы-утилизаторы, т. к. температура газов за печами очень высока (500—700 °С). Работа печей невозможна без охлаждения металлических деталей и кладки посредством испарительного охлаждения с одновременной выработкой пара, который затем следует использовать для энергетиче-
ских и отопительных целей. Стальные тяжеловесные слитки, отлитые в сталеплавильных цехах в изложницы, поступают в отделение для снятия изложниц, а затем перед прокаткой в обжимных станах (блюмингах и слябингах) нагреваются в печах, называемых нагревательными колодцами. После обжатия в блюминге стальные слитки (блюмсы) идут на дальнейшую обработку в заготовочные и сортовые прокатные станы, где путем прокатки получают фасонный прокат — рельсы, двутавровые и швеллерные балки и т. п. Перед каждым станом стальные заготовки подвергаются нагреву в нагревательных печах. Стальные листы, стальное литье, трубы и другие стальные изделия подвергаются обработке в термических печах для отжига, нормализации и других операций.
Сталеплавильные мартеновские печи лучше всего работают при отоплении их высококалорийным топливом — мазутом, природным или коксовым газом, однако часто применяется и смешанный газ (коксовый газ в смеси с доменным). Нагревательные печи обычно работают на смешанном газе. В связи с этим металлургические заводы имеют сложное газовое хозяйство, органически связанное с печами.
