Доменное производство металла, получение различи, сортов чугуна из железных руд в особых печах, называемых доменными печами, домнами. Три фактора влияли на развитие Д. п.: 1) постепенное усовершенствование устройства доменных печей, 2) улучшение всех приемов и способов доменной плавки и 3) теоретич. разработка всех физич. и химич. процессов, совершаюшихся в доменной печи,-доменного процесса.

I. Доменная печь.

Доменная печь-шахтная печь д.яя выплавки различных сортов чугуна; в ней рабочее пространство вытянуто в высоту; перемешанные топливо и обрабатываемые материалы опускаются навстречу подымающимся газам. Исходные материалы домен, плавки-руду, флюс и топливо-загрулают в верхнюю часть печи, называемую колошником; воздух, необходимыйдля горения топлива, подается в нижнюю цилиндрическ. часть, называемую горном, через охлаждаемые водой коробки-ф у р м ы. Сгоревшее у фурм топливо образует горячие газы, к-рые, поднимаясь снизу вверх, с одной стороны, нагревают до расплавления опускающиеся сверху вниз материалы, с другой- восстанавливают часть железа из руды; газы уходят через колошник печи. Остальная часть лселеза руды и другие элементы восстанавливаются твердым углеродом топлива и образуют с углеродом, поглощаемым ж;еле-зом, чугун. Чугун и шлак, получающийся от сплавления пустой породы руды, флюса и золы топлива, стекают в нижнюю часть горна печи, образуя два слоя: нижний-чугун и верхний-шлак; и тот и другой выпускаются через особые отверстия-л е т к и. Выше горна находится конршеская расширяющаяся вверх часть печи-з а п л е ч и к и, а далее коническая суживающаяся кверху часть-ш а X т а, имеющая часто внизу ци-линдрич. форму. Самое широкое место рабочего пространства печи на границе заплечиков и шахты называется распаром.

Конструкция отдельных частей печи и ее вспомогательных устройств преследует две цели: создать правильное распределение материалов и газов по поперечному сечению печи и всемерно уменьщить обязательные и вынужденные остановки в работе печи. Для

этого печь должна иметь рациональный профиль (т. е. внутреннее очертание вертикального сечения печи по ее оси) и возможно простые, а главное, надежные и выносливые в работе, отдельные части самой печи и вспомогательных устройств. Величина первоначальных затрат играет в данном случае совершенно подчиненную роль.

Размеры коксовых и древесно-угольных печей. В настоящее время доменные печи работают гл. обр. на коксе и лишь отчасти на древесн. угле (из коксовых печей получается 99% всей мировой добычи чугуна, а из древесноугольных-только ок. 1%). Различие между коксовыми и древес-ноугольными печами захшючается гл. обр. в их величине. Коксовые печи, при горючем- коксе-более прочном (сопротивление раздавливанию равно lOO-i-180 кг/см) и менее растирающемся и размельчающемся при движении шихты в печи, чем древесный уголь (сопротивление раздавливанию равно 30 40 кг/см поперек волокон при хорошем выжиге и 54-8 кг/см при плохом выжиге), имеют полезную высоту большую, чем древесно-угольные; так, при лучшем дургамском (Англия) и коннельсвильском (Америка) коксе полезн. высота печей (расстояние от уровня материалов на колошнике до низа выпускного для чугуна отверстия) 25-1-27 м; при лучшем коксе Донбасса-23--25 ж,а при слабом-20-23 м; при лучшем сметничном древесном угле-18 м, при обыкновенном-15ле. Суточная производительность больших древесноугольных печей равна всего 50-100 т, коксовых же 300-1-600 и даже 1000 т.

Профиль печи. Основными величинами являются высота печи и диаметры распара и горна. Отношение высоты печи к диаметру распара ее изменяется в пределах 3V2-r-4V2 для коксовых печей и 4V2-i-5 для древесноуго-ньных; проплавка трудно восстановимых руд и получение горячих, кремнистых чу Гунов требуют более узкого и высокого распара, при рудах легко восстановимых и чугунах холодных малокремнистых распар делается ниже и шире. Крутые стенки заплечиков (уклон 80-82%) и широкий горн (в коксовых печах диам. горна 6-1-7,5 м, в древесноугольных-2,542,8 Л1) при малом отношении диам. распара и горна (1,2-1,1) являются характерной

особенностью профргля новейших печей. Полезный объем печи, обусловливаемый главным образом высотой и диаметром распара, определяется в 600-700 для средних и 800-950 для самых больших коксовых печей; для древесноугольных печей соответственные объемы 100 и 200 м. Отношение чисел, вырал{;ающих объем (в м) и суточную производительность печи (в т), зависит: от

качества проплавляемых руд, гл. обр. содержания в них железа, от сорта чугуна, а также от умения вести плавку. Величина эта колеблется от 1,5 до 3,0 для древесноугольных печей и от 1,2 до 2,5 для коксовых. Числа эти увеличиваются с увеличением труд-новосстановимости руды, с уменьшением содержания же.71еза в ней и с увеличением количества кремния в получаемом чугуне и уменьшаются при обратных условиях. По последним данным заграничной практики, при употреблении хорошего кокса,тщательно сортированных и только кусховых и.тги аггломерированных (спеченных) руд, на

больших печах можно достигнуть l объема на 1 тсуточ. производительности печи.

Конструкция печи. В настоящее время в доменном строительстве имеются 2 определенных и обособленных течения- американское и немецкое,-которые разнятся в вопросах не только конструкции самих печей, но также конструкций вспомога-тельн. устройств и их оборудования. В других странах строят печи по нем. или америк. образцам, которые сделались стандартными. Немецкая печь (фиг.1) отличается от американской (фиг. 2) тяжеловесностью и сложностью устройства; характерным для нее является: крепление кладки шахты обручами; колонны, идущие снизу до самого колошника; загруёка круглыми бадьями с опускающимся днищем при помощи громадного и тяжелого слабо наклонного моста. Отличительные особенности американских печей: шахта в сплошном клепаном кожухе, загрузка опрокидывающимися бадьями или скипами при легком круто наклонном мосте и рациональное крепление и охлаждение горна не-чи. В конечном счете, те и другие достигают одинаковых экономич. и технич. результатов работы, однако немецк. печи при своих сложных конструкциях должны обслуживаться вы-сококвалифицир. рабочими, а американские (при выносливости конструкций) могут обслуживаться малоквалифицирован, персоналом.

Основание и

фундамент. Основа-Jr luL ниепечи,или Т.Н. пень ее, представляет собою массив из бетонной или кирпичной кладки на цементном растворе. В виду нередких случаев растрескивания основания от повторных нагревов и охлаждений и распирания его скопляющимся ниже лещади (пода горна) печи чугуном необходимо устанавливать кругом пня железный клепаный кожух или заделывать в бетон скрепляющую арматуру.

Рабочую площадку вокруг горна печи делают шириной 4Ч-5 ж и располагают непосредственно на пне или частью на нем, частью на балках и сводиках. Уровень раб. площадки, следовательно и высота пня над уровнем заводск. ж.-д. пути, определяется тем,

что под желоба для чугуна и шлака должны подходить ковши для них и паровоз; обычно высота пня над рельсами пути 6-1-7 м.

На пень печи опираются колонны, поддерживающие шахту и колошник. У печей нем. типа делают обычно четыре мощных клепаных

ФПГ. 2.

колонны,на к-рые опирается все колошниковое устройство и наклонный мост (фиг. 1); шахта печи часто опирается через особые подкосы и кронштейны на них же или на несколько отдельно стоящих колонн. У американских печей имеются только колонны, подпирающие шахту печи (фиг. 2 и 3), при чем все колошниковое устройство и мост

точное углубление колонн в основание печи: пята колонн д. б. на 2-2,5 м ниже лещади. Под колоннами часто ставят мощное, литое (реле-клепаное) кольцо, служащее опорою колонн и креплением кладки фундамента (фиг. 3, Л). Передача давления шахты на колонны производится посредством опорного кольца, к-рое у печей, не имеющих кожуха, делается в виде мощной клепаной кольцевой балки, у печей с шахтой в колухе-в виде трех толстых горизонтальных листов (фиг. 3, Р), прочно склепанных кольцевым уголком с кожухом шахты, нижние листы

II U

fill . ...

Q1

Ч \1 Ч и

Фиг. 4.

Фиг. 3.

опираются обычно на кожух шахты. Число таких колонн 6-10-12, кратное числа фурм (для более удобного расположения фурм). Американцы делают колонны больш. частью литыми чугунными; в СССР предпочитают клепаные железные. Весьма важно доста-

которого в этом случае работают на изгиб, образуя с горизонтальными листами балку.

!орн печи является самой важной ее частью. В нижнем горне, так называемом металл оприемнике, собирается большое количество жидкого металла, который своей тяжестью, усиленной давлением газов, давит на стенки горна. Т. о., конструкция горна, с одной стороны, должна обладать большой механич. прочностью и плотностью, с другой-высшей сопротивляемостью разъедающему действию чугуна и шлака. Все усилия конструкторов направляются к тому, чтобы избежать возможности побега чугуна из печи. Многочисленные употреблявшиеся ранее конструкции горна в настоящее время почти оставлены, и наиболее признанным и распространенным является устройство, показанное на фиг. 3, или его видоизменение. Стенки горна, из кирпича нормальных размеров, выкладываются внизу, на уровне летки, общей толщиной 1 00041 200 мм, вверху, на уровне фурм, 5004-700 мм. Лещадь выкладывается вертикальными рядами кирпича на толщину 24-3,5 м. Для кокс, печей идет шамотный кирпич (си.) 1 сорта, для древесноугольных-лучший динас (см.). В Германии для выкладки горна нек-рые з-ды предпочитают