Мартеновская печь: температура, схема. Мартеновская печь во время войны

Мартеновская печь представляет собой плавильный агрегат, который предназначен для переработки лома и чугуна в сталь необходимого качества и химического состава. Устройство названо по фамилии металлургов и инженеров из Франции. Эмиль и Пьер Мартен создали печь в 1864 году. Рассмотрим далее ее устройство.

Общая схема мартеновской печи

Агрегат разделяется на нижнюю и верхнюю части. Последняя располагается под площадкой цеха, сооружаемой для обслуживания устройства на высоте 5-7 метров от пола. В верхней части мартеновская печь включает в себя собственно рабочее пространство и головки, оснащенные вертикальными каналами, отходящими вниз. Нижняя часть располагается под рабочей площадкой. В ней присутствуют регенеративные камеры с насадками, шлаковики и боровы с перекидными устройствами.

Рабочее пространство

Чертеж мартеновской печи, представленный в статье, иллюстрирует устройство этой части агрегата. В рабочем пространстве сверху присутствует ограничивающий свод, снизу – под (подина). В передней стенке просматриваются проемы. Они именуются завалочными окнами. Через них в мартеновскую печь загружается твердая шихта и заливается жидкий чугун. Заливка осуществляется посредством специального приставного желоба. Завалочные окна, как правило, закрыты особыми футерованными крышками со специальными отверстиями "гляделками". Они позволяют сталевару наблюдать за процессом плавки и состоянием агрегата. Рабочее пространство находится в наиболее тяжелых условиях из всех элементов, которые включает в себя мартеновская печь. Температура в этой части агрегата очень высокая. Кроме резкого теплового воздействия, рабочее пространство подвергается и механическим ударам. Материалы, из которых изготавливается эта часть устройства, находятся под действием химических соединений, возникающих при плавлении шлака и металлов. По стойкости элементов рабочего пространства обычно определяют устойчивость и всей печи, а также периоды капитальных и промежуточных ремонтов.

Подина

Над ней располагается расплавленный металл. Эта часть печи должна выдерживать вес материала, удары во время загрузки шихты, действие напряжений, которые образуются при резких и частых температурных перепадах, влияние эрозивных процессов в ходе взаимодействия с расплавленным сырьем. Передняя и задняя стенки агрегата работают практически в тех же условиях, в которых находится подина, поскольку они также соприкасаются с расплавленным шлаком и металлом. Эти элементы выкладывают из специального кирпича. В магнезитовой части предусматриваются температурные швы. Их заполняют деревянными прокладками, фанерой, картоном. В процессе нагрева они выгорают, а при расширении кирпич сжимает промежутки.

Свод

Этот элемент почти не соприкасается со шлаком. В этой связи его допускается изготавливать из основных и кислых огнеупорных материалов вне зависимости от характера процесса. Для сооружения свода применяется динасовый либо термостойкий магнезитохромитовый кирпич.

Головки

Они ограничивают с торцов рабочее пространство. От конструкции головок будет зависеть качество функционирования агрегата. Через эти элементы подается топливо и воздух. В зависимости от скорости их введения в рабочее пространство и уровня их взаимодействия будет зависеть форма и некоторые другие характеристики факела. Он, в свою очередь, определяет качество, с которым работает вся мартеновская печь. Головки должны обеспечивать:

1. Оптимальную настильность факела по длине всей ванны. Это необходимо для передачи ей как можно большего количества тепла, а стенкам и сводам – как можно меньшего.
2. Минимальное сопротивление в процессе отвода продуктов горения из рабочего пространства.
3. Оптимальное перемешивание воздуха и топлива для полного сжигания последнего.
   

Для удовлетворения первого и третьего условий сечение у выходных отверстий должно быть небольшим. Таким образом обеспечится максимальная скорость топлива и воздуха. Чтобы выполнить второе условие, нужно, чтобы сечение, наоборот, было максимальным. Такая двоякая роль головок – вводить воздух и топливо и отводить отработанные продукты – ставит достаточно непростую задачу перед конструкторами.

Шлаковики

Дымовые газы, которые отходят из рабочего пространства, протекают через головку. По вертикальным каналам они попадают в шлаковики. В них оседает порядка 50-75% пыли. При этом скапливаются крупные фракции, а более мелкие в большем своем объеме уносятся в трубу. По пути движения газов пыль, которая в них содержится, вступает во взаимодействие с материалами кладки. Данное обстоятельство необходимо учитывать при выборе последних при сооружении вертикальных каналов, а также шлаковиков.

Регенераторы

Эти элементы обеспечивают постоянно высокую температуру нагрева воздуха и газа. При более тяжелых условиях в работу включаются насадки верхних рядов, так как в этой части осаждение пыли и нагрев максимальны. Эти элементы выполняются из фортестеритового или магнезитохромитового кирпича. Работа нижних насадок осуществляется при температуре 1000-2000 градусов. Они выкладываются из прочного и более дешевого шамотного кирпича.

Функции перекидных клапанов

Мартеновская печь – это устройство реверсивного действия. В нем направление газовых потоков по системе периодически изменяется. В боровах, воздухо- и газопроводах устанавливаются шиберы, задвижки, дроссели и прочие элементы, которые объединены под наименованием "перекидные клапаны". В современной конструкции агрегата операция "перекидки" автоматизирована. Из боровов газы поникают в трубу. Ее высоту рассчитывают так, чтобы тяга, которая ею формируется, была достаточной для нормального движения потоков по всему пути. Труба представляет собой достаточно сложное и сравнительно дорогостоящее сооружение. Высота этого элемента в крупных агрегатах превышает сто метров. Трубу, как правило, выполняют из красного кирпича, внутренняя футеровка которого образована шамотным кирпичом.

Мартеновские печи во время войны

Первый в России агрегат был пущен на Сормовском заводе в 1870 году. В то время устройство сконструировал А. Износков – молодой инженер. Особое значение имели мартеновские печи во время войны. Из стали, полученной в них, отливались детали танков, снарядов и винтовок. Опасное для здоровья и очень трудоемкое производство было очень необходимым в те годы. С тех времен пошло также выражение "горят мартеновские печи". Оно свидетельствовало о мощи и непоколебимости советской эпохи. В 70-е годы производство агрегатов было приостановлено, поскольку их заменили усовершенствованные конструкции. Однако изобретение приобрело особое символичное значение для советского государства. Мартеновская печь увековечена в фильмах и песнях той эпохи.