ВВЕДЕНИЕ
Теплотехника – это наука, которая, занимается исследованием методов использования химической энергии топлива, изучением законов преобразования этой энергии в тепловую и механическую, анализов веществ, участвующих в этих преобразованиях (топливо, продукты сгорания, вода, пар и др.)
В настоящее время работа металлургических и машиностроительных заводов невозможна без использования печных агрегатов.
Выплавка чугуна из стали, цветных металлов, нагрев металла перед прокаткой и ковкой – все эти операции выполняются в металлургических печах.
Металлургические печи – это тепловые устройства, предназначенные для осуществления таких технологических процессов, которые требуют разогревания металла до той или иной температуры.
Основные элементы печи:
— собственно печь – рабочее пространство печи .
— устройство для сжигания топлива (горелки, форсунки) или устройства для превращения электрической энергии в тепло .
— соединительные части — дымоходы, трубопроводы .
— вспомогательные устройства – воздухо- и газонагреватели, вентиляторы, устройства для загрузки, выгрузки материала .
— контрольно измерительная аппаратура.
Краткий исторический обзор развития печной техники. Первые шахтные печи – относятся к IIX-Xвв. (высотой до 3 м), в них выплавлялась медь и производилась железная крица.
Первые доменные печи, выплавляющие чугун, были построены в середине XIV в и в 1701 г. в России. В конце XVIII в. Россия обладала самыми крупными доменными печами (высота до 13м, диаметр до 4 м). Производство чугуна было настолько значительно, что его продавали в другие страны (Англия, Швеция). Однако в XIX в Россия уступала в развитии печной техники Германии, США.
После 1917 г. были реконструированы и расширены старые заводы и построены новые мощные предприятия цветной и черной металлургии.
Все используемые при производстве цветных металлов процессы подразделяются на две группы:
— гидрометаллургические .
— пирометаллургические.
Мировое производство металлов осуществляется, в основном, пирометаллургическим способом, то есть переработкой рудного сырья и полуфабрикатов (концентратов) в различных металлургических печах при температурах до 2000° и более с полным или частичным расплавлением материала.
Гидрометаллургические процессы — это процессы (металлургические), проводимые в водных средах при температурах до 300°.
Пирометаллургические процессы по характеру протекания физико-химических превращений можно разделить на три группы:
— обжиг .
— плавка .
— дистилляция.
Обжиг — это металлургический процесс, проводимый при высоких температурах (500° — 1200°С) с целью изменения минералогического и химического состава, перерабатываемого сырья. Эти процессы являются твёрдофазовыми.
В цветной металлургии применяются следующие виды обжига:
— кальцинирующий .
— окислительный .
— восстановительный .
— хлорирующий.
Плавка — это пирометаллургический процесс, проводимый при температурах, обеспечивающих полное расплавление перерабатываемого материала.
Существует две разновидности плавки:
| 1. Рудная | 2. Рафинировочная |
| а) восстановительная . б) плавка на штейн . в) электротермическая (электролиз) . г) металлотермическая . д) реакционная. | — проводится с целью отчистки металлов от примесей. |
Дистилляция — это процесс испарения вещества при температуре несколько выше точки его кипения, позволяющий возвонкой разделить компоненты обрабатываемого материала, в зависимости от их летучести.
