На рис. 2 показана современная основная 500-т мартеновская печь, работающая на смешанном газе.

Продольный и поперечный разрезы современной основной 500-т мартеновской печи, отапливаемой смешанными газами
Продольный и поперечный разрезы современной основной 500-т мартеновской печи, отапливаемой смешанными газами
Продольный и поперечный разрезы современной основной 500-т мартеновской печи, отапливаемой смешанными газами
Продольный и поперечный разрезы современной основной 500-т мартеновской печи, отапливаемой смешанными газами

Рабочим пространством называется часть мартеновской печи, в которой ведутся сжигание топлива и плавка стали. Огнеупорная кладка его включает в себя подину, стены и главный свод.

Подина является нижним основанием или дном рабочего пространства. Она выполняется из огнеупорных материалов, имеет разную толщину в зависимости от емкости (веса садки) печи и покрывается сверху наваркой.

Задняя стена рабочего пространства выполняется с наклоном 45—55°. При таком наклоне наносимые на стену заправочные материалы хорошо удерживаются и не сползают с нее. В задней стене устраивают сталевыпускное и шлаковое отверстия и отверстие для заливки чугуна. В связи с тем, что задняя стена имеет большую площадь, через нее теряется много тепла, для предотвращения чего она должна иметь хорошую теплоизоляцию.

Передняя стена у современных мартеновских печей для увеличения ее стойкости делается также наклонной. В передней стене расположены загрузочные окна, которые разделяются между собой простенками или столбиками. Верх загрузочных окон раньше оформлялся арками. В настоящее время в связи с частыми разрушениями арок от ударов завалочных машин и в результате оплавления применяется безарочная конструкция завалочных окон. В этом случае пяты главного свода опираются на охлаждаемые балки. Для увеличения стойкости простенков завалочные окна обрамляются охлаждаемыми металлическими амбразурами или рамами, плотно прилегающими к кладке простенков. Загрузочные окна закрываются охлаждаемыми стальными заслонками, футерованными изнутри огнеупорным кирпичом или жаростойким бетоном; посередине заслонок имеются отверстия для наблюдения за работой печи.

С торцовых сторон ванна рабочего пространства ограничена откосами, выше которых расположены головки.
Главный свод является элементом, перекрывающим рабочее пространство. По своей конструкции своды могут быть распорными (на печах малой емкости), распорно-подвесными и подвесными. Последний тип сводов применяется очень редко. Распорно-подвесной свод является наиболее распространенным видом главного свода мартеновской печи. Этот свод набирается кольцами из прямых и клиновых кирпичей; через систему шты-рей и удлиненных стальных пластин свод подвешен к металло-конструкциям каркаса печи. Подвески фиксируют положение свода при его охлаждении. Для повышения стойкости распорно-подвесного свода его делают ребристым, в этом случае часть колец свода делают из кирпича большого размера (по длине).
В современных мартеновских печах распорные усилия от главного свода воспринимаются охлаждаемыми подпятовыми балками. Свод имеет небольшие наклонные участки (пережимы) при подходе к головкам печи.
Огнеупорная кладка рабочего пространства заключена в современных печах в жесткий стальной каркас, состоящий из системы мощных колонн, балок и облицовочных плит.

Головками называются конструктивные элементы мартеновской печи, расположенные по торцам рабочего пространства и предназначенные для смешивания топлива с подогретым воздухом, правильного направления факела, а также отвода продуктов горения из рабочего пространства. В головках проис-ходит воспламенение топлива. Головки должны обеспечивать правильное и наиболее рациональное направление факела, при котором максимум тепловой энергии должен передаваться ванне печи. Направление пламени на ограждающие конструкции рабочего пространства должно быть исключено.

Мартеновская печь имеет две головки. В то время как из одной головки в рабочее пространство поступает факел пламени, вторая (противоположная) головка отводит продукты горения.

Для современных мартеновских печей, работающих на по-догретом газе, приняты и наиболее распространены головки, в. которых воздух с боков и сверху полукольцом окружает струю газа, обеспечивая наиболее полное их смешение. Газовый пролет головки представляет из себя водоохлаждаемый стальной кессон, футерованный изнутри и снаружи огнеупорным кирпичом.

Для погашения усилий от теплового расширения, предотвращения трещин и обеспечения устойчивости огнеупорной кладки головок и верхней части вертикальных каналов они заключаются в стальной каркас.
Вертикальные каналы мартеновской печи предназначены для подачи подогретых в регенераторах газа и воздуха в головки печи и отвода продуктов горения из рабочего пространства.

В поперечном сечении они представляют собой каналы прямоугольной формы, выложенные из огнеупорного кирпича, опирающиеся на своды шлаковиков, в которых устроены отверстия, соответствующие по размерам сечению вертикальных каналов.

В ряде печей на уровне рабочей площадки предусмотрены дополнительные опоры для стен вертикальных каналов, выпол-ненные из литых стальных конструкций. Устройство дополни-тельных опор, помимо разгрузки свода шлаковиков, позволяет вести в два яруса кладку каналов при строительстве и ремонте печей, что значительно сокращает срок выполнения работ.

Для увеличения срока службы вертикальных каналов необходимо, чтобы они имели достаточное сечение и достаточную толщину стенок. Проникание газа или воздуха из одного канала в другой не допускается, поэтому кладка разделяющей стены между газовым и воздушными каналами должна быть выполнена особенно тщательно.

Шлаковика ми называются камеры, служащие для сбора частиц пыли и шлака, увлекаемых продуктами горения при выходе их из рабочего пространства. Шлаковики расположены под вертикальными каналами. Для уменьшения скорости движения отходящих газов и создания условий осаждения пыли и частиц шлака поперечное сечение шлаковиков делается больше поперечного сечения вертикальных каналов. Объем шлаковиков должен быть достаточным для скопления уносимой пыли и шлаков в течение всего межремонтного срока работы печи. Если в качестве топлива для мартеновской печи применяется мазут, природный
или попутный газ, то по обеим сторонам печи устраивается по одному воздушному шлаковику, чаще всего с плоским подвесным сводом, в остальных случаях с каждой стороны печи устраивается по два шлаковика — воздушный и газовый — с устройством между ними разделительной стены и перекрытием их арочными сводами.
Камеры шлаковиков имеют прямоугольную форму в плане; выкладываются из огнеупорного крипича и
ограждаются с трех сторон глухими стенами, а с четвертой стороны — перевальной стеной, отделяющей шлаковик от регенератора (снизу — подиной, а сверху — сводом с отверстиями для вертикальных каналов). Стена со стороны разливочного пролета (зеркало) закладывается без перевязки с продольными стенами
и разбирается при каждом холодном ремонте для уборки шлака и ремонта кладки.

Для облегчения труда и сохранения стен камер шлаковиков от механических повреждений при уборке шлака на некоторых заводах в конструкциях шлаковиков применяют дополнительные устройства.

Наиболее простым из них является устройство ложных стенок (рис. 3).

Поперечны! разрез шлаковика / — продольные сте- ны шлаковика; 2 — ложная стенка; 3 — засыпка песком
Поперечный
разрез шлаковика
/ — продольные стены шлаковика; 2 —
ложная стенка; 3 —
засыпка песком

В других случаях применяют устройство выкатных подов шлаковиков на шарах или роликах с возведенными на подах стенками. Удаление шлака при таких условиях осуществляется выкаткой пода со скопившимся на нем шлаком с помощью разливочного мостового крана. Применение для облицовки стен шлаковиков хромомагнезитового кирпича значительно упрощает задачу уборки шлака, так как в этом случае шлак, как правило, получается сравнительно рыхлым.

Регенераторами называются конструктивные элементы мартеновской печи, предназначенные для отбора тепла от отходящих продуктов горения с последующей передачей его газу и воздуху, направляемым к месту горения — рабочему пространству.

В зависимости от вида применяемого топлива с каждой стороны печи может быть по одному регенератору — воздушному или по два генератора — воздушному и газовому с соответствующим устройством разделительной стены и сводов.

Регенератор представляет собою камеру, заполненную насадкой, которая и регенерирует тепло отходящих газов.

Камеры регенераторов, так же как и шлаковики, имеют в плане прямоугольную форму и выкладываются из огнеупорного кирпича. Сверху камеры перекрыты сводом, внизу имеют поди-ну, а с боков ограждены стенами и со стороны шлаковика перевальной стеной.

Для получения насадки требуемого объема камеры регенераторов заглубляются ниже уровня пола примерно на 2/3 высоты.

Торцовая стена камеры, представляющая собой большое ремонтное окно, выкладывается без перевязки с продольными стенами и разбирается при холодном ремонте для частичной или полной смены насадок и ремонта других частей регенера-торов. В продольных наружных стенах камер устраиваются не-большие ремонтные окна, предназначенные для ускорения работ по подаче материалов, уборке отходов при сменах насадок и охлаждения насадок перед разборкой.

Перевальная стена, с одной стороны, служит ограждением насадки регенератора, а с другой,— торцовым элементом, организующим выход отходящих газов из шлаковика в верхней его части.

Огнеупорная кладка стен шлаковиков и регенераторов, начиная с отметки низа кладки шлаковиков, заключается в об-щий стальной каркас с кожухом. Каркас воспринимает усилия, возникающие в кладке в результате ее нагревания, чем обеспе-чивает устойчивость кладки, а кожух обеспечивает газонепро-ницаемость наружных стен. Газонепроницаемость сводов шлаковиков и регенераторов повышается за счет нанесения газоуплотнительных обмазок.

Насадки современных мартеновских печей представляют собой систему вертикальных каналов, выложенных из огнеупорного кирпича и размещенных в регенераторах.

Насадки через поднасадочный опорный ряд, набираемый из специального фасонного кирпича, опираются на прочны.е арки, сложенные из крупных фасонных огнеупорных изделий. Арки в свою очередь опираются на продольные стенки каналов, выло-женные на подине камеры регенераторов. Система стенок и поддерживаемых ими арок называется поднасадочным устройством, высота которого должна обеспечивать свободный проход пропускаемых через насадки отходящих продуктов горения с учетом отложения в поднасадочном устройстве части пыли и сажи, выносимых из рабочего пространства печи и не осевших в шлаковике.

Очистка насадки от загрязнений (пыль, сажа и пр.) произ-водится продувкой ее сжатым воздухом или паром.
Насадка должна иметь достаточно большую, омываемую газами поверхность нагрева и малое сопротивление решетки для прохода газов и обладать необходимой теплоемкостью.

Боровами мартеновской печи называются система кана-лов, выполненных в основном из обыкновенного глиняного кирпича и футерованных внутри огнеупорным кирпичом, предназначенных для отвода продуктов горения от регенераторов к дымовой трубе непосредственно или через котел-утилизатор. Часть боровов (от клапанов до регенераторов) выполняют и другие функции — подачу топливного газа и воздуха или (в зависимости от применяемого вида топлива) только воздуха в регенераторы.

Выполнение этих функций, а также регулирование тяги обеспечивается с помощью системы клапанов и шиберов, имеющих общее наименование — перекидные устройства.

Перевод системы клапанов и шиберов из одного положения в другое производится автоматически с помощью электроприво-дов по получении импульсов от соответствующих регулирующих приборов. Перекидные устройства должны обеспечивать герметичность при перекрытии каналов и плавное движение газов без резких поворотов.

Для удобства обслуживания мартеновских печей и создания вокруг них свободной территории борова устраиваются подземными с заглублением верха борова ниже уровня пола.

Условия безопасной эксплуатации печей предъявляют осо-бые требования в части газоплотности боровов. В этих целях борова после их возведения покрывают специальными обмазками, приготовляемыми на месте работ, составы которых указываются проектирующей организацией на рабочих чертежах.