Доменные цехи.

В доменном цехе производится выплавка чугуна из шихты (агломерата, руды и известняка с коксом, чспользуемым как топливо) в непрерывно действующих доменных печах с внутренним объемом от 250 до 5000 м3. Известняк является флюсом, способствующим сплавлению и ошлакованию пустой породы руды. Необходимый для горения воздух подается в печь воздуходувками; перед поступлением в печь воздух проходит через воздухонагреватели. Для интенсификации процесса в доменную печь может подаваться кислород, получаемый на специальной станции, а также природный газ.
Продукты производства — чугун и шлак — выпускаются из печей в ковши; чугун отвозят для дальнейшей переработки в сталь или же разливают в слитки в виде чушек, а шлак подают на грануляционную установку. Кроме чугуна и шлака из доменных печей выходит газ, используемый после предварительной очистки как топливо на том же заводе.

Доменная печь (рис. VII.27) представляет собой конусную шахту в виде стального кожуха с внутренней кладкой из огнеупорного кирпича. Загружаемая сверху шихта постепенно опускается по шахте к самой широкой ее части (распару), где под воздействием температуры горения кокса и природного газа начинают образовываться капли чугуна и шлака, собирающиеся в металлоприемнике.

Вода при выплавке чугуна расходуется на увлажнение шихты, охлаждение доменных печей и арматуры воздухонагревателей и на мелкие нужды. Кроме того, вода в доменном цехе расходуется на грануляцию шлака, охлаждение чугуна на разливочных машинах и в подбункерных помещениях.
Шихта увлажняется для уменьшения выноса из доменной печи пылеватых частиц руды, флюсов и кокса. Для этого обычно используется вода (0,5 м3 на 1 т выплавленного чугуна), отработавшая в системе охлаждения доменных печей.

Охлаждение доменной печи водой требуется для сохранения кладки печи из огнеупорного кирпича и деталей, работающих в зоне высоких
температур.

В последнее время водоснабжение крупных доменных печей устраивают однозонным. Как при однозонном, так и при двухзонном водоснабжении вода подается к доменному цеху по двум самостоятельно работающим водоводам и сетям (параллельным водоводам), как показано на рис. VII.28. При этом между параллельными водоводами А и Б имеются перемычки с электрифицированными задвижками, закрытыми при нормальном режиме работы и открываемыми только при ремонтах; на вводах воды к печам установлены обратные клапаны, препятствующие обратному току воды из водопроводного кольца доменной печи в случае аварии на одном из водоводов. Управление задвижками на перемычках дистанционное из диспетчерского пункта.
Охлаждение клапанов воздухонагревателей (цилиндрического сооружения в виде металлического кожуха, заполненного специальной кладкой из огнеупорного кирпича) имеет целью предохранение клапанов от разрушения проходящими через них газами и воздухом, нагретыми до температуры 800° С и более. Клапаны служат для регулирования нагрева воздуха, поступающего от воздуходувных машин в доменную печь воздух нагревается сжиганием очищенного доменного газа.
Потребление воды в доменном цехе на 1 т выплавляемого чугуна (без учета ее расходования на грануляцию шлака и разливку металла) составляет около 24 м3, в том числе 3—4% свежей воды. Основное количество воды (примерно 95%) расходуется на охлаждение конструкций и арматуры и не получает специфических загрязнений. Коэффициент часовой неравномерности расхода воды равен 1,05.

Водоснабжение доменного цеха — оборотное; отработавшая вода из холодильников печей и арматуры воздухонагревателей сливается в приемные коробки и поступает для охлаждения на градирни или в брызгальный бассейн; охлажденная вода забирается насосами и снова подается в цех. Необходимый напор оборотной воды в сети у доменных печей составляет от 45 до 70 м в зависимости от полезного объема печи.

Грануляция шлака заключается в превращении его из жидкого состояния в твердый зернистый материал путем быстрого охлаждения водой. Из гранулированного шлака приготовляются шлаковый кирпич и цемент; шлак можно использовать и для других целей.
В настоящее время применяют преимущественно полусухую грануляцию шлака, а у новых доменных печей — мокрую грануляцию в желобах с осветлением оборотной воды в отстойнике. Расход оборотной воды на мокрую грануляцию составляет 8 м3 на 1 т шлака; безвозвратно теряется в обоих случаях около 1 м3 на 1 т шлака.
Разливка чугуна в чушки производится на специальных разливочных машинах, к которым жидкий чугун подвозят от печей в ковшах. Чугун разливают в мульды (изложницы), непрерывно движущиеся вместе с несущей их цепью (лентой). Разлитый в изложницы чугун интенсивно поливают водой из дырчатых труб; охлажденные и затвердевшие слитки (чушки) чугуна подают с ленты на железнодорожную платформу, на которой после доохлаждения водой их отвозят на склад.
Общий расход воды при разливе на 1 т чугуна составляет до 4 м3» при этом около 20% воды теряется. Водоснабжение оборотное с очисткой отработавшей воды от кусочков ломаного чугуна и извести в отстойнике. Потери в системе восполняются свежей водой.
Напор воды для разливочных машин должен быть 30 м.