Доменна піч. Пристрій, принцип роботи і призначення

Доменна піч є одним з основних плавильних агрегатів у чорній металургії. Її головне технологічне завдання – виплавка чавуну заданих характеристик і складу. Своїм зовнішнім виглядом доменна піч нагадує вежу висотою з тридцятиповерховий будинок. З зовнішнього боку вона має обшивку з листової сталі, а зсередини її викладають кількома шарами вогнетривких цеглин (шамотів). На верхній ярус домни спеціальними підйомниками доставляється шихту: кокс, який являє собою спекся, надзвичайно твердий пористої структури вуглецевий продукт високотемпáної переробки кам ‘яного вугілля, вапняковий матеріал, що покращує умови плавки. Туди ж піднімають підготовлену залізну руду. Потім через пристрій, який називається колошником, весь доставлений матеріал шарами завантажується всередину печі. Знизу через спеціальні форсунки (фурми) здійснюється подача палива і гарячої повітряної суміші, збагаченої киснем і змішаної з природним газом.

Принцип роботи

Доменна піч, принцип роботи якої заснований на високотемпáному згорянні коксу в атмосфері максимальної насиченості киснем, є плавильним агрегатом вертикально-шахтного типу. Для успішності протікання доменного процесу і для того, щоб шихту добре пропускала газову і повітряну суміш, потрібна попередня підготовка руди. Вона полягає в спіканні рудного матеріалу у великі коржі або круглі окатиші. Під впливом власної маси шихту опускається, проходячи практично через всю доменну піч і по дорозі омиваючись газами, що виділяються при згорянні коксового матеріалу. Основна частина плавильного процесу протікає в горні. Шихта додатково нагрівається гарячим повітрям, що дозволяє значно мінімізувати витрати коксу, а також підвищити продуктивність печі.

З історії доменної печі

Друге тисячоліття до нашої ери можна вважати початком зародження чорної металургії. Спочатку для отримання заліза використовувалися багаття, пізніше їм на зміну прийшли плавильні ями, названі сиродутними горнами. У них поміщали руду і деревне вугілля. Необхідна для підтримки процесу горіння повітряна суміш подавалася природною тягою, яку пізніше з розвитком технологій змінили хутра. Звичайно ж, такий спосіб не міг дати якісного металу. Залізо мало вигляд тестоподібної маси з рясними вкрапленнями шлаків і залишків не повністю згорілого деревного вугілля. Низький вміст вуглецю робив метал м ‘яким, вироби з нього легко гнулися, швидко тупилися і практично не піддавалися гарту. З плином століть процес виплавки все більше вдосконалювався. Так гірники почали перетворюватися на невеликі печі, що дозволяли отримувати більш якісний метал. Перша доменна піч з ‘явилася в Європі на рубежі XIV – XV ст. Такі агрегати почали будувати в провінції Намюр (Бельгія) і в Англії. Як паливо продовжували використовувати деревне вугілля, що в міру нарощування обсягів металургійного виробництва призводило до вирубки все більших площ лісу. У 1735-му році англійським винахідником Абрахамом Дербі був успішно застосований у доменному процесі кам ‘яновугільний кокс, який не містив домісей інших типів палива. Це допомогло не тільки заощадити значні лісові ресурси, а й істотно підвищило ефективність і продуктивність плавильного виробництва. Сучасні доменні печі є складними і високотехнологічними спорудами, які здатні виплавляти на добу до 5000 – 5500 тонн високоякісного чавуну. Всі процеси з підготовки та завантаження шихтового матеріалу в них повністю механізовані.

Пристрій

Пристрій доменної печі вертикально-шахтного типу планується з урахуванням того, що при збільшенні корисного внутрішнього обсягу споруди підвищується також його економічність. Зараз всі великі підприємства намагаються мати агрегати з тоннажем не менше 2000 – 3500 м3. Наприклад, на металургійному комбінаті “Криворіжсталь” з 1974-го року працює гігант обсягом 5000 м3. Повітря на таких великих агрегатах вдувається через 14 – 36 форсунок-фурм. Для нагрівання повітряної суміші використовуються спеціальні потужні електричні пристрої. Кожна великогабаритна доменна піч промислового масштабу обслуговується трьома-чотирма автоматично перемикаються повітронагрівачами. Також роботу агрегату забезпечують численні допоміжні пристрої, до числа яких належать спеціальні шихтові двори, оснащені розвантажувально-навантажувальними пристосуваннями; естакади бункерного типу з вагон-вагами, призначеними для автоматичного зважування завантажуваних матеріалів; підйомні механізми, які доставляють самовикидаються візки-скіпи до завантажувального блоку споруди. Для нормального функціонування всієї системи також призначаються спеціальні нагрівальні пристрої, необхідні при здійсненні процесу високотемпáного дуття, ливарні двори, чавуновози, шлаковози і розливні машини. За великим рахунком, сучасна доменна піч являє собою своєрідне автоматизоване міні-підприємство, яке обслуговується безліччю фахівців самого різного профілю. Такі величезні і складні виробничі структури є агрегатами безперервної дії і працюють кілька років безупинно до тих пір, поки не відбудеться знос внутрішньої вогнетривкої кладки.

Стандартні розміри льотків у вуликах і яким має бути отвір для бджіл

Початківцям бджолярам необхідно вивчити багато інформації – способи розведення бджіл, породи комах, техніки розмноження, пристрій бджолиних будиночків і багато іншого. Важливу роль у вулику грає льоток – його форма, розташування і розміри. Пасічнику потрібно заздалегідь ознайомитися з особливостями даного елемента, його призначенням і нюансами установки.

Що таке льоток у вулику

У літературі з бджільництва можна знайти наступне визначення: льоток – це отвір в передній стінці вулика, яке призначене для виконання наступних завдань:

• медоносні бджоли отримують можливість безперешкодно залишати житло і повертатися назад;
• невеликий розмір елемента дозволяє захистити комах, приплід, мед та інші продукти від хижаків, дрібних гризунів та інших шкідників;

• за допомогою льотка і невеликих бічних отворів забезпечується вентиляція і правильний повітрообмін в бджолиному житло. Увага! правильна вентиляція захистить комах і все, що знаходиться всередині, від можливих захворювань (цвілі, розвитку шкідливих бактерій і інших проблем). Вологість стає причиною псування меду, приплоду та інших продуктів;
• у стандартних вуликах (наприклад, типу дадан) за допомогою льотка можна швидко очищати бджолині вулики від сміття.

невеликі отвори допомагають затримати комах на підльоті і вильоті з будиночка (особливо важливо, коли бджола повертається з хабаром). Льотки повинні забезпечувати доступ повітря в будь-який час року (в тому числі взимку), але не допускати протягів.

Детальніше у відео.

Класифікація

Існує кілька типів льотків, кожен з яких відрізняється за зовнішніми характеристиками і призначенням. Відповідний варіант залежить від обраної породи бджіл, будови вуликів і багатьох інших факторів.

За формою

Отвір може мати різну форму – вибір залежить від конструкції бджолиного житла, регіонального клімату, переваг бджоляра і деяких інших параметрів. Використовують такі варіанти:

• кругле-велика частина бджолярів вважає форму універсальною тому, що дозволяє комахою з комфортом вилітати і залітати у вулик. Розташування може бути різним (на бічних елементах, центральній або нижній частинах корпусу);

• прямокутне – в довжину зазвичай 6-7 см, висота – 1 см, частіше використовується на пасіках південних регіонів, забезпечує відповідний рівень вентиляції по плечових елементів бджолиного будиночка;
• квадратне – пасічниками використовується рідко, прямих заборон або недоліків немає, зустрічається у вуликах південних регіонів;
• по всій ширині стінки житла-зазвичай встановлюється на стінках даданівських вуликів.

По розташуванню

Отвори встановлюють знизу або зверху. Відмінні риси кожного з варіантів:

• нижні-вирізаються трохи вище рівня “підлоги «(приблизна відстань становить 6-7 см), іноді нижні льотки називають» сміттєвими” тому, що комахи через них виносять сміття, підмор і інше, при цьому через такі отвори дозволяють проносити більшу частину пилку і нектару, для багатокорпусних будиночків його роблять по всій ширині передньої стінки;
• верхні – забезпечують захист вулика від комах-злодійок, гарантують правильний і своєчасний повітрообмін всередині бджолиного будиночка. У більшості випадків вони круглі (діаметром до 2,5 см), іноді роблять прямокутними (приблизно 1,2 см на 1 см). У літній період розмір регулюється за допомогою спеціального загороджувача, в зимовий – віконце закривається.

Льоток встановлюють в різних місцях, але на передній стінці. Це дозволить бджолам (а особливо королевам) не шукати віконце, літаючи навколо.

Стандартні розміри

Бджолярі постійно експериментують з розмірами, формами і конструкцією вуликів. Але початківцям краще використовувати стандартні (рекомендовані) значення. Для льотка використовують такі характеристики:

• діаметр для круглого віконця – 2 см;
• прямокутне – 6,5-7 см по ширині і 1 см по висоті. Увага! прямокутні отвори і льотки на всю ширину стінки будиночка рекомендується регулювати. Параметри залежать від сили сім’ї, кількості комах, пори року. Навесні його рекомендують прикривати до довжини 5 см, а влітку можна збільшити до 15 см;
• віконця на всю ширину вулика – не більше 1,5 см у висоту.

Якщо отвір буде недостатньо великим, комахою стане складно проникати всередину і вилітати за нектаром. Якщо при цьому бджолам буде потрібно протискуватися крізь невелике віконце, можуть пошкодитися волоски на лапках, зламатися крила. Також буде утруднений повітрообмін, можлива поява цвілі і грибка.

Вулики різних конструкцій бджолярі можуть збирати самостійно. При складанні потрібно вирізати або встановити відповідне віконце для комах.

Круглий

Такий отвір виготовляється за допомогою свердла, не потрібно встановлювати на житло додаткові елементи. Інструкція:

• вибрати свердло діаметром не більше 2 см( рекомендований діаметр), встановити на інструмент;
• якщо свердло невелике, встановити ручний режим і випиляти потрібне віконце;
• по краях закріпити засувку (часто використовують конструкцію засувки).

Увага! після того, як отвір буде випиляно, краю потрібно обробити наждачним папером, щоб не було зазубрин, нерівностей або відколів. Комахи можуть поранитися або пошкодити лапки, крила, тіло.

Квадратний

Параметри визначаються в залежності від кількості бджіл у вулику, кліматичних особливостей регіону. Рекомендована довжина сторони – 2,5 см.принцип випилювання той же – вибирається відповідний розмір свердла, проробляється отвір, а потім проводиться допив по потрібним розмірам. Щоб виключити помилки, рекомендується спочатку накреслити квадрат на стінці вулика.

Прямокутний

Такі льотки випилюються зверху і знизу одночасно. Верхнє має становити 6-7 см в довжину, 1 см у висоту, нижнє – близько 20 см завдовжки і 1 см в ширину. Етапи дій:

• за допомогою гострої пилки потрібно пропиляти отвір;
• провести розпил за обраними розмірами;
• відшліфувати краю;
• встановити засувку.

У літній період льоток можна відкрити на всю довжину, до зими – прикрити, щоб не створювати протягів.

Трикутний

Такий льоток для вильоту вибирається рідко. Рекомендовані параметри-нижня частина – 3-4 см, бічні сторони – по 1-2 см. Підсумкові характеристики вибираються в залежності від породи комах і їх числа. Випив проводиться за загальною схемою-зробити отвір, надати необхідну форму, відшліфувати краю і встановити засувку.

На всю ширину

Такий льоток збирається за іншим принципом. Етапи дій:

• зібрати нижню частину корпусу вулика;
• на каркас закріпити лист фанери, зверху прикріпити ще 3 елементи;
• встановити наступні корпуси.

Відстань між дном верхнього ярусу і шматком фанери і стане отвором для вильоту бджіл. Конструкцію потрібно прикривати засувкою.

Установка льоткового загороджувача

Для цього елемента можна використовувати різні матеріали – метал, дерево, пластик та інше. Інструкція:

• вибрати шматок і надати йому форму встановленого віконця (трохи більше за розміром, щоб можна було закрити льоток);
• одну сторону підігнути на 180°;
• приєднати елемент до прилітної дошці (встановлюється для «приземлення» бджіл).

Для полегшення посадки деякі бджолярі рекомендують закріплювати невеликі нахилені дощечки. Детальна інструкція – у відео.