Vysoká pec a

žľaby vysokej pece

Aplikácia žiaruvzdorných materiálov Aplikácia žiaruvzdorných materiálov a konštrukcia vymurovieka konštrukcia vymuroviek

doc. Ing. Gabriel Sučik, PhD., Katedra keramiky HF TU v Košiciachdoc. Ing. Gabriel Sučik, PhD., Katedra keramiky HF TU v Košiciach

Vysoká pec – historické profily

ľahko taviteľné,

ťažko redukovateľné rudyťažko taviteľné, ľahko redukovateľné rudy

Vysoká pec

Konštrukčné časti

1. sadzobňa (kychta)2. šachta3. rozpor4. sedlo (zarážka)5. nistej

Charakteristika a poslanie

• primárne zariadene na výrobu surového železa• šachtová, redukčná, pretlaková pec dosahujúca výšku 25 až 30 m• murovaná zo žiaruvzdorného materiálu• vonkajší plášť tvorí 20 až 25 mm hrubý oceľový pancier• inštalované chladiace segmenty

Vysoká pec – koncepcia vymurovky

Zaužívané sú tri typy vymuroviek vysokých pecí

•tenkostenné - do 600 m3 užitočného objemu,

•hrubostenné - do 1000 m3 užitočného objemu,

•hrubostenné - nad 1000 m3 užitočného objemu

Hlavné zásady

•intenzívne chladenie

•mikropórovitý uhlík

•HP – vysokoteplotné lisovanie uhlíkových blokov

•keramická ochranná vrstva uhlíkových blokov ––

““keramický hrniec“keramický hrniec“

Vysoká pec - sadzobňa

Sadzobňa – kychta je vsádzacím otvorom. Úloha:

• rovnomerné rozloženie vsádzky po priereze

• plynotesné oddelenie pracovného priestoru

• zvonová sadzobňa – starší typ

• bezzvonová sadzobňa – nový typ

Sadzobňa - vymurovkaÚloha:

• odolnosť voči mechanickému namáhaniu

• odolnosť voči oteru vsádzkou

• odolnosť voči prúdiacim plynom – prachovými časticami

• chemická odolnosť voči CO a H2

• odolnosť voči zinkovému kondenzátu

• teplota 200 ÷ 280°C

• monolitické segmenty z obyčajného žiarobetónu

• ukotvenie na oceľový plášť

• vrchná časť krytá odrazovým pancierom

Vysoká pec - šachtaŠachta je zonálnym reaktorom so spojitým teplotným poľom.Úloha:

• zabezpečiť efektívny priebeh všetkých vysokopecných pochodov

• plynulý posun vsádzky

3Fe2O3 + C 2Fe3O4 + CO (1)

Fe3O4 + C 3FeO + CO (2)

FeO + C FeFe + CO (3) CO2 + C 2CO (4)

3Fe2O3 + CO 2Fe3O4 + CO2 (6)

Fe3O4 + CO 3FeO + CO2

(7)

FeO + CO FeFe + CO2 (8)

BOUDOUARDOVA REAKCIA600 ÷ 1000°C

2CO CO2+C (9)

BELLOVA REAKCIA~400°C

Sprievodné procesy:

• redukcia; ZnS, ZnCO3, PbS, PbSO4, Fe3(PO4)2.8H2O a pod.

• vznik kyanidov z uhličitanov alkalických kovov Na a K.

Šachta - vymurovkaÚloha:

• odolnosť voči mechanickému namáhaniu

• odolnosť voči oteru vsádzkou

• odolnosť voči prachovým časticiam

• chemická odolnosť voči CO a H2

• odolnosť voči amorfnému uhlíku

• odolnosť voči eutektickým zlúčeninám

• horná časť murovaná z tvrdého šamotu

• spodná časť- z HA, SiC z neoxidickou väzbou

• vybavená vodným alebo odparným chladením

• teploty: horná časť od 400 do 600 °C

stredná časť od 700°C do 1200°C

spodná časť od 1300 do 1800°C

Vysoká pec - sedlo

chladnicechladnicemontáž výfučnímontáž výfuční

Sedlo je zužujucúca sa časť pece.Úloha:

• nosná časť – na ňom sedí tuhá časť vysokopecnej vsádzky

• otvory pre prívod predhriateho vetra – výfučne (píšťaly)

Sedlo vysokej pece

• nosná časť – na ňom sedí tuhá časť vysokopecnej vsádzky

• otvory pre prívod predhriateho vetra – výfučne (píšťaly)

Vysoká pec - nistej

Šamotová ochranná vymurovka je ochranou Šamotová ochranná vymurovka je ochranou uhlíkovej vymurovky stien a dna nisteje. Vďaka uhlíkovej vymurovky stien a dna nisteje. Vďaka mosadzným plechom je zabezpečený dobrý mosadzným plechom je zabezpečený dobrý odvod tepla a sú vytvorené predpoklady pre odvod tepla a sú vytvorené predpoklady pre vytvorenie garnisáže.vytvorenie garnisáže.

Nistej je zbernou nádobou pre produkty vysokopecného procesu.Úloha:

• zhromaždiť tekuté surové železo a trosku

• v hornej časti sú umiestnené výfučne

• v dolnej časti sú výtokové (odpichové) otvory pre železo a trosku

Dno nisteje sa muruje z blokov Dno nisteje sa muruje z blokov mikropórovitého uhlíka ukladaného na vrstvu mikropórovitého uhlíka ukladaného na vrstvu tvaroviek z HHA materiálu. Povrch uhlíkových tvaroviek z HHA materiálu. Povrch uhlíkových blokov je chránený vrstvou šamotových blokov je chránený vrstvou šamotových tvaroviek, ktoré majú zabrániť styku tvaroviek, ktoré majú zabrániť styku roztaveného kovu s uhlíkom.roztaveného kovu s uhlíkom.

Mosadzný perforovaný Mosadzný perforovaný plech sa vkladá medzi plech sa vkladá medzi jednotlivé tvarovky. Má jednotlivé tvarovky. Má zlepšiť odvod tepla z zlepšiť odvod tepla z vymurovky a tvorbu vymurovky a tvorbu garnisážegarnisáže

Vysoká pec - nistej

Vysoká pec má niekoľko odpichových otvorov. Upchávajú sa strojne uhlíkovou bezvodou upchávkovou hmotou BUH.

upchávanie odpichového otvoruupchávanie odpichového otvoru

Žľaby vysokej peceÚloha:

• doprava surového železa do prepravných nádob

• oddelenie trosky od surového železa

• doprava trosky do prepravných nádob

Žľaby vysokej peceVymurovka

•oceľový pancierový plášť

•izolačná vrstva z vláknitých materiálov

•trvalá vymurovka z hlinitokremičitých materiálov (šamot)

•pracovná ubíjaná vymurovka a žiarobetón

Žľaby vysokej pece