Академик М. А. Павлов описывает, как советская металлургия за короткий срок превзошла дореволюционный уровень, создав доменные печи, значительно превосходящие старые по размерам и мощности. Он показывает, как переход от небольших агрегатов к крупным конструкциям стал возможен благодаря новым проектам, техническим расчётам и смелым инженерным решениям.
Далее Павлов объясняет, почему увеличение поперечных размеров домны оказалось эффективным: расширение горна, распара и колошника не нарушило работу печи, а наоборот — повысило производительность, снизило расход топлива и сделало процесс более устойчивым. Исследования показали, что даже в центральных зонах крупных печей поддерживаются высокие температуры и полноценное газовое движение.
В заключение автор подчёркивает, что сверхмощные домны оправдали ожидания, а дальнейшее развитие отрасли связано с созданием ещё более крупных агрегатов. По его оценке, расширение объёма до 1600 м³ позволит выйти на суточную выплавку порядка двух тысяч тонн чугуна.
Большая часть доменных печей, оставшихся от дореволюционной русской промышленности, была изношена и разрушена. Домны царской России были небольшими. Их высота не превышала 23—24 метров, а среднесуточная производительность составляла не более 250 тонн чугуна.
Одновременно с ремонтом старых доменных печей советские металлурги создавали проекты новых печей. Работники Макеевского завода спроектировали в 1925 г. домну, высота которой составляла 29,9 метра, а вместимость — 842 кубометра. Таких печей наша промышленность ещё не знала.
 |
| Академик М. А. Павлов. |
Строительство мощных доменных печей было начато с проектирования Гипромезом типовой печи объёмом в 930 кубометров. В то время такие печи не назывались тысячетонными. В Америке подобных печей было много, и американцы считали, что их нормальная производительность составляет 750 тонн чугуна в сутки. Однако наши доменщики внесли серьёзные поправки к американским нормам: в настоящее время печи, построенные по первому типовому проекту Гипромеза, и печи даже меньшего объёма дают свободно по тысяче тонн чугуна в сутки.
 |
Мощная типовая доменная печь, спроектированная Гипромезом,
имеет полезный объем 930 куб. метров и высоту 28 метров. Такая печь свободно даёт
тысячу тонн чугуна в сутки. |
В 1930 г., прежде чем первая типовая печь была построена и задута, решено было строить Магнитогорский завод, оборудованный ещё более мощными доменными печами. По нашему заказу американская фирма Мак-Ки спроектировала, а мы выстроили печи высотой в 30,48 метра и объёмом в 1180 кубометров. С постройкой этих домен Советский Союз догнал Америку; печей такой мощности в США было каких-нибудь две-три. Фирма Мак-Ки считала, что каждая из этих печей обеспечит получение 1000 тонн чугуна, но она предвидела возможность выплавки и 1200 тонн в сутки. Однако советские металлурги намного превысили эти цифры: мощные магнитогорские и кузнецкие домны фактически дают 1200—1300 тонн чугуна в среднем, а временами 1400 и даже 1500 тонн. Когда эти результаты были достигнуты, и работа новых домен изучена, мы стали думать, какие печи строить дальше, и пришли к убеждению, что можно строить значительно более мощные доменные печи. Тогда родилась идея о постройке сверхмощных домен.
 |
Магнитогорский завод оборудован ещё более мощными домнами.
Объем каждой из них составляет 1180 куб. метров, а высота почти 30,5 метра. Эти
домны дают в среднем по 1200—1300 тонн чугуна ежесуточно. |
Какие же размеры нужно было придать сверхмощным печам?
Высота домны определяется крепостью загружаемого в неё сырья — руды, кокса, известняка. Если домна слишком высока, то в нижних частях сырые материалы не выдерживают веса слоёв, расположенных выше, размельчаются и дают много мусора. Это вносит расстройство в работу печи. Мы решили оставить высоту домны прежней, но увеличить диаметры горна (нижней части печи, в которой горит топливо), распара (средней, самой широкой части печи) и колошника (верхней части печи, куда загружаются сырые материалы). Таким образом была создана доменная печь объёмом в 1300 кубометров. Это уже сверхмощная печь, равной которой не было ни в одной стране. Мы считали, что такая домна может дать не менее 1500 тонн чугуна в сутки. И действительно, построенная по предложенным размерам печь № 3 завода «Запорожсталь», после того как завод обзавёлся запасом сырья и усилил интенсивность плавки, дала проектную производительность, а в отдельные периоды выплавляла по 1650— 1750 тонн чугуна в сутки. Следовательно, и сверхмощные домны себя оправдали.
 |
Сверхмощная домна № 3 завода «Запорожсталь» имеет полезный
объем 1300 куб. метров, однако её высота лишь незначительно превосходит высоту
магнитогорских домен. Суточная производительность такой домны составляет 1500 и
более тонн чугуна. |
При проектировании первой сверхмощной домны высказывались опасения, не рискованно ли строить печи с большими поперечными сечениями. Считалось, например, что расширять горн до 8 метров в диаметре бесполезно, потому что работать будет лишь небольшая часть горна, в виде кольца шириной в 1,2 метра, средняя же часть горна считалась недеятельной областью. Однако исследования работы мощных домен Магнитогорского завода и «Запорожстали» полностью рассеяли эти опасения. Уже первые измерения показали, что во время плавки у самой оси горна развивается очень высокая температура: до 1470° при работе на литейный чугун и 1380—1400° при работе на мартеновский. Совершенно очевидно, что в таких температурных условиях недеятельной области даже у оси горна нет и не может быть. Химический анализ проб чугуна, шлака, а также состава газа, взятых из средней части горна, показывает, что горн работает хорошо и продукты горения доходят до его оси. Этим и объясняется высокая температура у оси горна.
Увеличение диаметра колошника также вызывало сомнение. Американцы в течение сорока с лишним лет при переходе от печей с 400-тонной суточной производительностью к тысячетонным оставляли размеры колошника неизменными. Они считали, что на широких колошниках засыпанная в печь руда не будет распределяться правильно и у стен печи будут получаться толстые слои руды, через которые не сможет проходить газ; в то же время середина колошника не будет покрываться рудой, и здесь сосредоточится поток газов. Максимальный диаметр колошника, в 5,17 метра, имела тысячетонная доменная печь американского металлургического завода Эликуиппа. Мак-Ки, проектируя магнитогорские домны, увеличил диаметр колошника до 6,1 метра, испытанный уже на печи завода Лакаванна (США). Гипромез в типовом проекте сверхмощной домны пошёл ещё дальше и установил диаметр колошника в 6,3 метра.
К чему же это привело? Химический анализ колошниковых газов после задувки запорожской домны № 3 показал, что у стен колошника и на некотором расстоянии от них имелось очень мало углекислоты — 7—8%. Однако дальше, примерно на расстоянии 3/4 радиуса, количество углекислоты возрастало до 16—18%. Получился прекрасный газ, содержащий в среднем 14% углекислоты.
В настоящее время, когда печь работает при нормальном дутье, состав колошникового газа изменился, разница в количестве углекислоты у оси и стен колошника резко уменьшилась. Значит, вопреки предсказаниям, широкий колошник не затрудняет правильной работы доменной печи.
Итак, увеличение полезного объёма домны до 1300 кубометров, достигнутое расширением сечений печи до 8 метров в горне, 9 метров в распаре и 6,3 метра на колошнике, никаких отрицательных явлений не вызвало. Более того, это увеличение характеризуется следующими положительными факторами:
1. Возросла суточная выплавка чугуна, причём относительное использование объёма печи и сечения горна осталось столь же совершенным, как и в печах меньших размеров.
2. Сократился расход кокса на тонну чугуна. За первые 6 месяцев работы домны № 3 «Запорожстали» этот расход составил 0,84, то есть 840 килограммов на тонну чугуна (а за отдельные месяцы даже 0,82 и 0,80), в то время как печи меньшего объёма обычно расходуют более 0,85 тонны кокса на тонну чугуна.
3. Большая тепловая мощность печи создала большую инерцию домны, то есть способность легко переносить изменения в условиях работы и, в частности, более или менее длительные простои без значительного охлаждения.
Из всего сказанного следует сделать вывод относительно перспектив дальнейшего развития доменного производства в СССР. Ближайшей задачей является доведение суточной выплавки наших сверхмощных печей до предела. Одновременно с этим мы имеем возможность приступить к строительству ещё более мощных доменных печей, чем запорожская домна № 3.
Трудно сказать, на чем остановятся проектирующие организации. Со своей стороны мы считаем возможным без всякого риска довести полезный объем печи путём расширения поперечных её сечений до 1600 кубометров. Это обещает дать 2000-тонную суточную выплавку на хорошо подготовленных криворожских и магнитогорских рудах.
Комментариев нет:
Отправить комментарий