Furnal. Dispozitiv, principiu de funcționare și scop. Proiectarea și principiul de funcționare a furnalelor Temperatura într-un furnal

În ciuda numărului mare de materiale sintetice și polimerice care au devenit larg răspândite în industria modernă și viața de zi cu zi, utilizarea aliajelor de fier nu este inferioară palmei. Cele mai critice părți, mecanisme, unelte și alte componente sunt realizate din diferite grade și tipuri de metal care au proprietățile necesare pentru a rezolva sarcinile atribuite. Căutările active pentru un înlocuitor complet pentru aliajele metalice nu au avut încă succes, deoarece diferența dintre proprietățile materialelor este prea mare. Dezvoltarea metalurgiei nu se oprește, apar noi tehnologii și metode de producere a materialelor de înaltă rezistență. În același timp, metodele vechi, tradiționale de topire a metalelor, elaborate de-a lungul secolelor și studiate în detaliu de multe generații de metalurgiști, nu au fost uitate. Să luăm în considerare proiectarea unui furnal - unul dintre cele mai vechi modele pentru producția de fontă de turnătorie, care este utilizat în mod activ până în prezent.

Poveste

Nevoia de a îmbunătăți tehnologia de topire a fierului a apărut cu mult timp în urmă. Minereurile cu topire scăzută, situate aproape la suprafața pământului, nu aveau volume mari și erau consumate rapid. Tehnica de topire existentă era insuportabilă și nu permitea lucrul cu minereuri refractare. Era nevoie de îmbunătățirea echipamentelor și tehnologiei existente. În primul rând, a fost necesar să se mărească dimensiunea cuptoarelor și să se întărească semnificativ modul de presurizare.

Primele mențiuni despre structuri similare furnalelor au fost găsite în China. Ele datează din secolul al IV-lea. În Europa, apariția furnalelor datează din secolul al XV-lea înainte de aceasta, se foloseau așa-numitele cuptoare de suflare a brânzei. Predecesorul imediat al furnalului a fost forja catalană, care folosea tehnici tehnologice apropiate de metoda de producție a furnalului. Caracteristicile sale distinctive au fost:

Proces de alimentare cu încărcare continuă;
Utilizarea unor unități de alimentare cu aer puternice, acționate hidraulic.

furnal din secolul al XIV-lea

Volumul forjei catalane era de numai 1 m³, ceea ce nu permitea obținerea unor volume mari de produse. În secolul al XIII-lea, în principatul european Stiria a fost creat Stutofen, o versiune extinsă și îmbunătățită a corneiului catalan. Avea aproximativ 3,5 m înălțime și avea două deschideri tehnologice - cea inferioară pentru alimentarea cu aer, cea superioară pentru extragerea kritsa (fier brut). Stukofen a produs trei tipuri de semifabricate din fier:

Oţel;
Fier maleabil;
Fontă.

Diferența dintre ele a fost în conținutul de carbon - cea mai mare parte a fost în fontă (mai mult de 1,7%), în oțel a fost mai mică de 1,7%, iar în fontă maleabilă conținutul a fost de 0,04%. Nivelul ridicat de carbon a fost evaluat negativ, deoarece fonta nu poate fi forjată, sudată și este dificil să se facă arme din ea.

Este important! Inițial, fonta a fost clasificată drept deșeu industrial deoarece nu putea fi forjată. Atitudinea față de acesta s-a schimbat abia după începerea topirii secundare, care a început să se facă din cauza lipsei de minereuri fuzibile. Fierul convertibil obținut din fontă era de calitate superioară, ceea ce a servit drept stimulent pentru extinderea procesului de conversie.

Extinderea în continuare a capacității și îmbunătățirea tehnologiei au dat naștere apariției blaufenului, care avea deja aproximativ 5-6 m înălțime, capabil să topească fonta și fierul în același timp. Era deja practic un furnal, deși un design ceva mai mic, simplificat. A fost stabilit un proces în două etape, când prima etapă a fost producția de fontă, iar a doua a fost topirea fierului din aceasta sub presiune crescută.

Apariția primelor furnale din Europa datează de la sfârșitul secolului al XV-lea. Aproape imediat, în Anglia au apărut modele similare, iar în SUA primele furnale au fost create mult mai târziu - în 1619. Primul furnal din Rusia a fost construit de A. A. Vinius la fabrica sa din Tula. Procesul a constat din următorii pași:

Așezare fontă în fața gurii, topire, fontă curgând în jos.

Pierderea unei cantități de carbon în timpul trecerii în apropierea tuyerelor.

Furnizarea fierului rezultat la duză, un impuls puternic, timp în care excesul de carbon a ars, iar fierul moale s-a așezat în partea de jos.

Fierul a fost scos de pe fundul forjei și forjat, îndepărtând zgura lichidă și compactând porcii. Cu această metodă, randamentul fierului finit a fost de aproximativ 92% din greutatea inițială a fontei, iar calitatea acesteia a depășit-o semnificativ pe cea a unui produs critic.

Criza combustibilului a devenit o problemă serioasă. Cărbunele era folosit pentru topirea minereului, ceea ce a dus la distrugerea pădurilor. Problema a crescut la asemenea proporții încât metalul a fost importat în Anglia din Europa, iar mai târziu din Rusia, timp de 2 secole. S-a dovedit că pădurea crește mai încet decât arde. Încercările de a folosi cărbunele au arătat că acesta conține o cantitate mare de sulf, ceea ce reduce semnificativ calitatea metalului. Au fost efectuate multe experimente care nu au avut succes.

Acest lucru este interesant! Soluția a fost găsită abia în 1735 de metalurgistul englez A. Derby II, care a găsit o modalitate de a transforma cărbunele în cocs. Din acel moment, problema combustibilului a fost depășită, iar procesul a primit un nou impuls pentru dezvoltare.

Următoarea descoperire revoluționară a fost încălzirea aerului folosit pentru supraalimentare. A făcut posibilă reducerea semnificativă a consumului de cărbune cu până la 36%. Există cerințe speciale pentru calitatea și calitatea metalului în ceea ce privește conținutul de mangan, siliciu și fosfor. Tehnologia și designul cuptoarelor au fost îmbunătățite și completate, ajungând încetul cu încetul la un aspect modern.

Proiectare și principiu de funcționare

Furnalul este o structură de tip arbore vertical, care seamănă cu un con, care se extinde în jos. Înălțimea cuptorului poate ajunge la 70 m, volumul de lucru este de 2700 m³. Productivitatea zilnică a unui furnal de această dimensiune ajunge la 5000 de tone de fontă. Caracteristica principală a funcționării furnalelor este continuitatea procesului. Lucrarea se desfășoară non-stop și nu se oprește până când cuptorul este revizuit sau demontat, ceea ce poate dura o perioadă de la 3 până la 15 ani. Dacă lucrul este oprit și soba rămâne fără combustibil, se va produce așa-numita „contaminare”, solidificarea materialelor din interior. Este imposibil să reporniți un cuptor care a fost oprit într-un mod anormal. Acest specific îi obligă pe specialiști să se îngrijoreze în mod constant cu privire la menținerea modului de funcționare al instalației, dar le permite și să obțină productivitate maximă.

Materiale necesare pentru implementarea procesului de furnal:

Cocs de cărbune (combustibil);
Minereu de fier (sinterizare, pelete);
Flux (nisip, calcar și alte materiale necesare care organizează ridicarea zgurii în sus).

Există foarte puține zăcăminte de minereu de fier, a căror calitate îi permite să fie folosit în procesul de topire fără pre-tratare, în lume. Prin urmare, în cele mai multe cazuri, se folosesc materii prime special preparate - aglomerate sau peleți, care sunt bulgări de material mineral îmbogățit. Au formă de granule rotunde (pelete) sau particule de formă neregulată (aglomerat) cu dimensiunea de 2–5 cm.

Diagrama de proiectare a furnalului

Designul cuptorului este un turn vertical masiv, căptușit cu cărămizi refractare (refractare) în interior. Este instalat pe o fundație solidă, ridicată deasupra nivelului zero până la o anumită înălțime. Partea superioară, rezistentă la căldură a bazei se numește ciot. Partea superioară a fundației are o platformă orizontală - o platformă, care preia toate sarcinile dinamice și de temperatură și, prin urmare, este răcită cu apă. Cuptorul este protejat din exterior de o carcasă metalică rezistentă, a cărei grosime este de 4–6 cm.

Interiorul cuptorului este un turn în formă de con format din mai multe secțiuni:

Al meu (sau otoman). Partea în formă de con a turnului, extinzându-se treptat în jos.
Zăngănit. Partea cea mai largă (de mijloc) a turnului, în care încep procesele de formare a zgurii și topirea materiilor prime. Temperatura în această zonă variază de la 1400°.
Umeri. O secțiune relativ scurtă sub formă de con, care se îngustează în partea de jos. Aici are loc topirea finală a metalului. Temperatura în această zonă este de 1600-1900 ° C.
Corn. Partea inferioară a turnului unde se află găurile de alimentare cu aer (tuyerele). Acolo sunt amplasate și găurile din fontă și zgură (găuri pentru eliberarea fontei și zgurii). Partea inferioară a forjei este partea superioară a fundației (inferioară).

Folosind un aparat de umplere, amestecul și fluxul sunt introduse în cuptor. Pe măsură ce fonta și zgura se topesc și sunt îndepărtate, materialele cad și porțiuni noi le iau locul. Gazele formate în timpul proceselor chimice sunt îndepărtate prin conducte situate în partea superioară a turnului. Au o temperatură ridicată și sunt folosite pentru încălzirea curentului proaspăt care intră în furnal pentru presurizare. Încălzirea se realizează în cowpers - instalații care preiau aer proaspăt, încălzesc în dispozitive de schimb de căldură și furnizează aer cald în cuptor.

Diagramele furnalelor

Designul furnalelor și procesul de topire sunt practic aceleași în toate țările și nu au diferențe fundamentale. Dar există diferite scheme de structuri portante care au propriile caracteristici și specificități.

Caracteristici ale schemelor diferitelor modele de cuptoare

Schema scoțiană (a). Focarul este montat pe structuri speciale de susținere numite coloane principale. De regulă, numărul lor corespunde numărului de tuyere. Acest lucru se face pentru ușurința în funcționare și întreținere a orificiilor de alimentare cu aer. Dacă utilizați alte opțiuni de plasare, tuyerele vor trebui așezate neuniform, ceea ce va afecta modul de presurizare și calitatea generală a metalului. Dezavantajul acestei scheme este posibilitatea transmiterii vibrațiilor de la dispozitivele de încărcare către structura cuptorului. În plus, există dificultăți în efectuarea de reparații sau reconstrucție urgentă. În același timp, o astfel de sobă este mai ieftină și are o greutate mai mică, ceea ce reduce timpul de construcție.
germană (b). Focarul este instalat pe suporturi proprii (coloane). Acest lucru îmbunătățește calitatea serviciului de forjare, dar creează posibilitatea unei solicitări excesive în zona umărului din cauza sarcinilor datorate greutății turnului. Întărirea structurii creează probleme cu accesul la umeri, ceea ce afectează modul și calitatea muncii.
Combinat (c). În această versiune, stresul asupra umerilor este redus, dar acest lucru se face în detrimentul întreținerii mai complexe a secțiunii vatră. În același timp, această schemă asigură o rezistență ridicată a carcasei, care continuă să funcționeze eficient chiar și în prezența unor fisuri vizibile. Această caracteristică a circuitului este apreciată de specialiștii care lucrează la materii prime cu un procent ridicat de zinc. Creează o presiune excesivă pe pereții turnului, crescând frecvența reparațiilor majore.
japoneză (g). Structurile de susținere sunt 6 coloane echipate cu console. În ciuda capacității portante crescute, există dezavantaje vizibile - dezechilibrul de sarcină crește greutatea suporturilor, diametrul conductei de aer este crescută în comparație cu alte opțiuni de proiectare, ceea ce contribuie la creșterea sarcinilor asupra echipamentului de tuyeră. Un dezavantaj suplimentar este dificultatea organizării transportului de podea în zona forjei.
american (d). Schema se distinge prin prezența a 4 coloane portante. Avantajele sunt vibrațiile reduse care apar în timpul funcționării mecanismelor de încărcare, precum și accesul îmbunătățit semnificativ la zona găurii și a tuierei.

Aceste scheme au fost dezvoltate și îmbunătățite în diferite condiții, ceea ce a fost motivul pentru apariția unor diferențe în proiectare. Cu toate acestea, toate sunt operate cu succes și produc produse de înaltă calitate.

Furnal bricolaj

A face singur un furnal la prima vedere pare o idee ridicolă. Este puțin probabil ca nimănui să-i ia prin cap să organizeze un atelier metalurgic în miniatură pe șantierul său. Există mai multe motive pentru aceasta:

Lipsa de materii prime. Au mai rămas doar 2 zăcăminte cu minereu bogat în lume - în Brazilia și în Australia. Este aproape imposibil să cumpărați peleți sau aglomerate - nu sunt disponibile pentru vânzare gratuită, toate proviziile trec prin burse de mărfuri și se ridică la mii de tone.
Este imposibil să obțineți permisiunea de a construi o unitate de producție metalurgică în miniatură. Metalurgia feroasă este o sursă de probleme semnificative de mediu, așa că niciun oficial nu ar risca să dea permisiunea unei astfel de întreprinderi.
Vecinii vor inunda toate autoritățile cu plângeri, deoarece fumul și fumul constant le vor face viața insuportabilă.

Sunt indicate doar motivele de bază; în realitate sunt multe altele. Utilizarea unui furnal pentru producția de metal într-o casă privată este exclusă.

Cu toate acestea, dacă țineți cont de specificul furnalului, în special de modul de ardere continuă, atunci îl puteți folosi pentru a încălzi încăperile. Aceasta este o soluție eficientă pentru furnizarea de căldură atât la spațiile rezidențiale, cât și la spații comerciale - un garaj, sere, clădiri auxiliare etc. Spre deosebire de o sobă convențională cu combustibil solid, unde combustibilul trebuie încărcat frecvent și eficiența este destul de scăzută, furnalul asigură chiar și mocnirea materialului în 15-20 ore. Acest lucru se realizează datorită aportului limitat de aer, care nu permite combustibilului să ardă activ și extinde procesul pe o perioadă lungă de timp.

Puteți face singur un furnal

Cuptorul este de obicei realizat dintr-un butoi metalic. Tăiați cu atenție partea de jos (va fi necesar mai târziu), instalați butoiul pe o fundație prefabricată. Cercul tăiat este întărit cu secțiuni de canal pentru a adăuga mai multă greutate - va apăsa combustibilul, promovând o plasare compactă și o mocnire eficientă. Au tăiat o gaură pentru coș, de obicei este suficientă o țeavă cu un diametru de 10 cm. Apoi, trebuie să tăiați un capac pentru butoi dintr-o foaie de metal, deoarece partea de jos este deja folosită ca presiune pentru combustibil. Un cerc de dimensiune adecvată este tăiat și sudat cu grijă pe butoi. De asemenea, face o gaură pentru țeavă. În partea de jos a butoiului este tăiată o gaură pentru ușa prin care se va adăuga combustibil. Puteți face o ușă suplimentară dedesubt pentru a îndepărta cenușa.

Coșul de fum este sudat deasupra, lungimea părții sale drepte (până la primul cot) ar trebui să depășească diametrul butoiului (ideal mult mai mare). În timpul funcționării, aragazul devine foarte fierbinte, așa că mulți oameni o căptușesc cu cărămizi sau creează un ecran care reflectă căldura. Modul optim de funcționare se găsește experimental. Trebuie respectate măsurile de siguranță împotriva incendiilor, în mod ideal, pentru o astfel de sobă ar trebui alocată o cameră separată fără obiecte inflamabile.

Video: nașterea oțelului

Furnalul este unul dintre cele mai vechi și mai dovedite modele. Eficacitatea sa a fost testată de timp, metodele și metodele tehnologice au fost atent studiate și testate. Capacitățile furnalului sunt astfel încât funcționarea unor astfel de dispozitive va dura foarte mult timp, designul și tehnologiile vor fi îmbunătățite.

Fonta brută este topită în furnalele înalte, care sunt un cuptor cu arbore. Esența procesului de producere a fontei în furnalele este reducerea oxizilor de fier incluși în minereu cu agenți reducători gazoși (CO, H2) și solizi (C) formați în timpul arderii combustibilului în cuptor.

Procesul de topire în furnal este continuu. Materialele sursă (sinterizare, peleți, cocs) sunt încărcate în cuptor de sus, iar în partea inferioară sunt furnizate aer încălzit și combustibil gazos, lichid sau pulverizat. Gazele obținute din arderea combustibilului trec prin coloana de încărcare și îi conferă energia lor termică. Sarcina descendentă este încălzită, redusă și apoi topită. Cea mai mare parte a cocsului este ars în jumătatea inferioară a cuptorului, oferind o sursă de căldură, iar o parte din cocs este cheltuită pentru reducerea și cementarea fierului.

Un furnal este o unitate puternică și foarte productivă, care consumă o cantitate imensă de materiale. Un furnal modern consumă aproximativ 20.000 de tone de încărcătură pe zi și produce aproximativ 12.000 de tone de fontă în fiecare zi.

Pentru a asigura furnizarea și eliberarea continuă a unor cantități atât de mari de materiale, este necesar ca proiectarea cuptorului să fie simplu și fiabil în funcționare pe o perioadă lungă de timp. Exteriorul furnalului este închis într-o carcasă metalică sudată din tablă de oțel de 25-40 mm grosime. Pe interiorul carcasei există o căptușeală refractară, răcită în partea inferioară a cuptorului folosind frigidere speciale - cutii metalice în interiorul cărora circulă apa. Datorită faptului că este necesară o cantitate mare de apă pentru răcirea cuptorului, unele cuptoare folosesc răcirea evaporativă, a cărei esență este că frigiderele sunt furnizate de câteva ori mai puțină apă decât prin metoda obișnuită. Apa se încălzește până la fierbere și se evaporă rapid, absorbind o cantitate mare de căldură.

Conturul intern al secțiunii verticale a unui furnal se numește profilul cuptorului. Spațiul de lucru al cuptorului include:

groapă de foc;
A mea;
aburi;
umerii;
corn

Koloshnik

Aceasta este partea superioară a furnalului, prin care sunt încărcate materialele de încărcare și sunt îndepărtate furnalul sau gazul superior. Partea principală a dispozitivului furnalului este aparatul de umplere. Majoritatea furnalelor au dispozitive de încărcare cu dublu con. În poziția normală, ambele conuri sunt închise și izolează în mod fiabil interiorul cuptorului de atmosferă. După încărcarea încărcăturii în pâlnia de primire, conul mic este coborât și sarcina cade pe conul mare. Conul mic se închide. După ce cantitatea specificată de sarcină a fost colectată pe conul mare, conul mare este coborât cu conul mic închis și încărcătura este turnată în cuptor. După aceasta, conul mare se închide. Astfel, spațiul de lucru al furnalului este permanent etanșat.

Materialele de încărcare sunt de obicei alimentate în gâtul cuptorului dintr-o parte. Ca urmare, se formează o pantă în pâlnia unui con mic. Funcționarea pe termen lung a unui furnal cu un nivel de încărcare înclinat este inacceptabilă. Pentru a elimina acest fenomen, pâlnia de primire și conul mic sunt făcute în rotație. După încărcarea încărcăturii, pâlnia împreună cu conul este rotită printr-un unghi multiplu de 60, datorită căruia, după descărcarea mai multor furaje, denivelările sunt complet eliminate.

Cuptoarele moderne pot instala dispozitive de încărcare care au un design mai complex. În loc de un con mare, este instalată un jgheab rotativ, al cărui unghi poate fi reglat. Acest design vă permite să schimbați locația aprovizionării cu material în funcție de diametrul vârfului.

În timpul procesului de topire a furnalului, se formează o cantitate mare de gaz, care este îndepărtat din partea superioară a cuptorului. Acest tip de gaz este numit top gaz. Gazul conține componente inflamabile CO și H2 și, prin urmare, este folosit ca combustibil gazos în producția metalurgică. În plus, trecând prin coloana de încărcare, gazul captează particule mici de materiale care conțin fier, formând așa-numitul praf de ardere. Praful este colectat în purificatoare speciale de gaz și utilizat ca aditiv la încărcătură în timpul aglomerării sau producției de peleți.

A mea

Axul reprezintă cea mai mare parte a înălțimii și volumului total al cuptorului. Profilul arborelui, care este un trunchi de con care se extinde spre fund, asigură coborârea și slăbirea uniformă a materialelor de încărcare. Înălțimea semnificativă a arborelui permite prelucrarea termică și chimică a materialelor prin creșterea gazelor fierbinți.

Raspar

Aceasta este partea cilindrică mijlocie a spațiului de lucru al cuptorului, având cel mai mare diametru. Aburirea creează o oarecare creștere suplimentară a volumului cuptorului și elimină posibilele întârzieri ale materialelor de încărcare.

Umeri

Aceasta este o parte a profilului cuptorului situat sub camera de abur și este un trunchi de con cu baza sa largă îndreptată spre camera de abur. Conicitatea inversă a umerilor corespunde unei scăderi a volumului materialelor topite în timpul formării fontei și zgurii.

corn

Aceasta este partea cilindrică inferioară a cuptorului în care se efectuează procesele de furnal la temperatură înaltă. În cuptor se arde cocsul și se formează gazul de furnal, interacțiunea dintre fazele lichide, acumularea de produse lichide de topire (fontă și zgură) și eliberarea periodică a acestora din cuptor. Forja este formată dintr-o parte superioară sau tuyeră și un receptor inferior sau metalic. Partea inferioară a receptorului metalic se numește fulgioasa.

În partea de jos a vetrei sunt găuri de fontă și zgură, care sunt găuri pentru eliberarea fontei și zgurii. După ce fonta este eliberată, orificiul este închis cu o masă refractară specială folosind un așa-numit pistol, care este un cilindru cu piston. Înainte de deschiderea orificiului de robinet din fontă, pistolul este umplut cu masă refractară a orificiului de robinet. După încheierea producției de fontă, pistolul este adus în orificiul de robinet, iar cu ajutorul unui mecanism cu piston, masa orificiului de robinet este stoarsă din pistol și umple canalul orificiului de robinet. Pentru a deschide o gaură de robinet din fontă, se folosește o mașină de găurit specială, care forează o gaură în masa orificiului de robinet prin care este eliberată fonta.

Gurile de zgură sunt amplasate la o înălțime de 1500 - 2000 mm față de nivelul orificiului din fontă și sunt închise cu ajutorul unui dop de zgură, care este o tijă de oțel cu vârf. Fonta și zgura care părăsesc furnalul sunt direcționate prin jgheaburi în oale de fontă și zgură. În prezent, zgura este produsă în principal împreună cu fonta și este separată de fontă printr-un dispozitiv special pe jgheabul cuptorului.

Zgura care curge din furnal prin orificiul de robinet din fontă este separată de fontă pe jgheabul cuptorului folosind o placă de separare și trecere, care acționează ca o etanșare hidraulică. Fonta de înaltă densitate trece în golul de sub placa de separare, în timp ce zgura mai ușoară este descărcată într-un jgheab lateral.

Dacă este necesar să furnizați fontă altor întreprinderi, aceasta este turnată în lingouri (lingouri) cu o greutate de 30-40 kg pe o mașină specială de turnare.

În partea superioară a vetrei, la o distanță de 2700 - 3500 mm de axa găurii de robinet din fontă de-a lungul circumferinței vetrei, sunt instalate tuburi de aer la intervale egale, prin care explozie încălzită la 1100 - 1300 ° C este alimentat în cuptor, precum și gaz natural și alți aditivi pentru combustibili (păcură, combustibil pe bază de cărbune pulverizat). Fiecare furnal este prevăzut cu explozie de la propria suflantă. Încălzirea prin explozie se efectuează în încălzitoare cu aer de tip regenerativ, atunci când, sub influența căldurii gazului ars, duza încălzitorului de aer din cărămizi refractare este mai întâi încălzită, apoi aerul este trecut prin ea, luând căldură din duza. În timpul perioadei de încălzire a duzei, gazul și aerul sunt furnizate în camera de ardere pentru arderea acesteia. Produsele de ardere, care trec prin duză, o încălzesc și intră în coș. În timpul perioadei de încălzire, aerul rece intră în duza încălzită, este încălzit și apoi alimentat în furnal. De îndată ce duza s-a răcit atât de mult încât aerul nu poate fi încălzit la temperatura setată, acesta este transferat la următorul încălzitor de aer, iar cel răcit este pus pe încălzire. Duza încălzitorului de aer se răcește mai repede decât se încălzește. Prin urmare, blocul de încălzitoare de aer furnal este format din 3-4 dispozitive, dintre care unul încălzește aerul, iar restul sunt încălzite. Profilul unui furnal este caracterizat de diametrele, înălțimile și unghiurile de înclinare ale elementelor individuale. Dimensiunile unor cuptoare sunt prezentate în tabelul 1.

Tabelul 1 - Dimensiunile cuptorului

Dimensiuni, mm	Volumul util al cuptorului, m3
Dimensiuni, mm	2000	3000	5000
Diametru:
forja	9750	11700	14900
raspara	10900	12900	16300
top	7300	8200	11200
Înălţime:
deplin	32350	34650	36900
util	29200	32200	32200
forja	3600	3900	4500
minele	18200	20100	19500

Dimensiunile fiecărei părți a cuptorului trebuie să fie legate între ele și să fie în anumite proporții cu dimensiunile altor părți ale cuptorului. Profilul cuptorului trebuie să fie rațional, ceea ce asigură cele mai importante condiții pentru procesul de furnal:

coborârea lină și stabilă a materialelor de încărcare;
distribuția favorabilă a fluxului de gaz din sens opus;
desfăşurarea favorabilă a proceselor de valorificare şi formarea fontei şi zgurii.

Principalele cantități care caracterizează dimensiunile spațiului de lucru sunt volumul util al cuptorului și înălțimea utilă. Acestea includ înălțimea și volumul umplute cu materiale și produse de topire. La determinarea acestor parametri, nivelul superior este considerat marcajul marginii inferioare a conului mare al dispozitivului de umplere în poziția coborâtă, iar nivelul inferior este nivelul axei găurii de robinet din fontă.

Scopul unui furnal este de a efectua procesele de topire a feroaliajelor și a fontei. Materii prime de minereu de fier sunt folosite pentru a produce aceste materiale. Istoria originii numelui unui astfel de echipament datează din secolul al XIV-lea. Termenul „domeniu” provine din cuvântul suflare. Primele sobe au apărut în Europa, iar apoi, după secolul al XVI-lea, au venit în Rusia.

Proiectarea unui furnal este după cum urmează: cuptorul este instalat pe o fundație, iar o carcasă de oțel acoperă exteriorul. Fundația este destul de înaltă, partea sa rezistentă la căldură se numește ciot. Carcasa are de obicei o grosime de 4 până la 6 cm în interiorul ei, de-a lungul pereților, sunt produse rezistente la foc; Deasupra fundației se află o creastă, care este supusă presiunii hidrostatice a masei topite și temperaturilor ridicate. Stivele de dorada situate în interiorul carcasei înconjoară frigidere speciale. Sunt reprezentate de plăci de fontă cu colaci prin care circulă apa.

Echipamente indispensabile în metalurgia feroasă

Producerea furnalelor este una dintre sarcinile dificile din domeniul metalurgiei. Dar, în același timp, acest design datează de mai bine de un secol. Odată cu dezvoltarea progresului științific și tehnologic, designul cuptorului s-a schimbat ușor, au început să se adauge elemente și piese care au făcut posibilă accelerarea semnificativă a procesului de producție. În plus, multe moduri greu de controlat în cuptoarele moderne au fost automatizate.

Funcționarea furnalelor este o componentă importantă a industriei siderurgice moderne. În producția modernă, se folosesc doar echipamente cu un nivel ridicat de productivitate. În plus, furnalele avansate sunt echipate cu sisteme de automatizare. Rolul automatizării este de a regla, controla și înregistra principalele caracteristici ale operațiunilor de topire. Un cuptor modern poate controla nivelul la care este turnată sarcina, alimentarea cu minereu, temperatura de explozie și presiunea gazului.

Productivitatea unor astfel de cuptoare crește, s-ar putea spune, în pas cu vremurile. Îmbunătățirile aduse sistemului de topire fac posibilă creșterea de mai multe ori a productivității echipamentelor.

O diagramă a unui furnal oferă o idee vizuală a modului în care funcționează. Aici puteți observa cum se modifică designul echipamentului în zonele cu temperaturi ridicate. De asemenea, ținând cont de diagramă, puteți vedea unde sunt turnate componentele materiilor prime și la ce nivel.

Procesele într-un furnal au loc într-o ordine strict stabilită. Cuptorul în sine are o formă verticală, comparabilă cu tipul de arbore. Înălțimea poate varia ușor, dar nu depășește 35 m Diametrul structurii este de obicei de 2,5 - 3 ori mai mic. Procesul decurge într-o anumită secvență. În primul rând, fierul este restaurat. Apoi sunt restaurate alte elemente - fosfor, sulf și altele. Zgura rezultată, care și-a schimbat deja semnificativ componentele, curge în jos și se acumulează în zona vetrei. Compoziția chimică a zgurii este cea care determină compoziția fontei.

Principiul de funcționare al echipamentului

Principiul de funcționare al unui furnal este exprimat în mai multe operații fizice și chimice. Prezența acestor operații este determinată de regiunea de temperatură a cuptorului în sine și de încărcătura de material. În general, se pot distinge următoarele procese:

procesul de descompunere a calcarului, ducând la formarea anhidridei carbonice și a oxidului de calciu;
restaurarea fierului și a altor elemente;
carburarea fierului;
topirea metalelor;
formarea și topirea zgurii;
arderea combustibilului și altele.

Un încălzitor de aer furnal este un dispozitiv în care aerul este preîncălzit. Acest aer este apoi introdus în cuptor. Echipamentele timpurii pentru topirea fontei nu aveau un astfel de element precum un încălzitor de aer. Dezvoltarea dispozitivului a făcut posibilă reducerea semnificativă a costurilor cu combustibilul.

Sarcina în sensul modern este un amestec de cocs, sinterizare a minereului de fier și materii prime fluxate. Înainte de procesul de topire, sarcina este supusă unei pregătiri speciale. Mai întâi se zdrobește, apoi se cerne. După cernere, bucățile mari sunt trimise pentru re-zdrobire.

Rezultatul procesului de ardere este o creștere a temperaturii. Cel mai înalt punct de temperatură poate atinge valori de peste 2000 de grade Celsius. Procesele au loc sub presiunea gazelor fierbinți. Când cresc, aceste gaze se răcesc la 300-400 de grade lângă kokoshnik.

Scopul cuptoarelor

Producția de fontă în furnal este o ramură importantă a industriei siderurgice. Această muncă necesită nu numai necesitatea de a utiliza echipamente speciale, ci și aderarea atentă la anumite tehnologii. Topirea se realizează într-un furnal din roci sterile și minereuri. Substanța de minereu poate fi roșie, maro, spar, minereu de fier magnetic sau minereuri de mangan.

Reducerea fierului este una dintre principalele etape ale producției de fontă. Ca urmare a acestui proces, fierul devine dur. Apoi, este scufundat în abur, ceea ce favorizează dizolvarea carbonului în fier. Astfel, se formează fonta. În partea fierbinte a cuptorului, fonta în sine începe să se topească, curgând încet în partea inferioară.

Principiul de funcționare al unui furnal depinde de tipul acestui dispozitiv voluminos. Există cuptoare de cocs și cuptoare de cărbune. Primii lucrează la coca, cei din urmă, respectiv, pe cărbune. Cuptorul cu arbore este proiectat pentru funcționare continuă. Forma acestui echipament este de două conuri, pliate cu laturi largi la bază. Între aceste conuri se află o parte a cuptorului care are o formă cilindrică - abur.

Un furnal industrial, numit topitorie, este conceput pentru a transfera materialul prelucrat dintr-o stare în alta. Astfel, starea solidă treptat, sub influența unei temperaturi care depășește punctul de topire, se transformă în stare lichidă. Materialul adus în stare lichidă poate fi în poziție suspendată, precum și într-un cristalizator, creuzet, forja de mină sau baie pe vatră. Furnalele industriale sunt folosite pentru a produce metale din minereuri. În ele au loc procesele de topire a metalelor neferoase și a oțelului, topirea sticlei și altele.

Reparația furnalelor poate fi efectuată în mai multe moduri. Reparațiile majore sunt efectuate la nevoie sau în legătură cu reparațiile majore planificate. În această perioadă procesul continuu de lucru este suspendat. Reparațiile majore sunt împărțite în trei tipuri de categorii. În prima categorie de reparații, produsele lichide de topire trebuie să fie complet eliberate din cuptor și trebuie efectuată o inspecție amănunțită a tuturor echipamentelor. A doua categorie indică o reparație medie cu înlocuirea unor elemente. A treia categorie de reparații presupune schimbarea dispozitivelor de umplere și reglarea protecției furnalului.

Actualizat:

2016-08-18

Furnalul este un echipament indispensabil în procesele metalurgice. Astfel de cuptoare au apărut cu mult timp în urmă și au făcut posibilă topirea materiilor prime de minereu de fier, transformându-le în diverse articole de uz casnic, arme militare etc. Cum arată un furnal astăzi și ce este această unitate? Despre asta în materialul nostru.

Fotografie cu un furnal

Furnalul are o istorie lungă. Astfel de unități au apărut pentru prima dată în Europa în secolul al XIV-lea.

Doar câteva secole mai târziu, în secolul al XVI-lea, furnalele au ajuns pe teritoriul Rusiei.

În sobe, procesul de topire a fontei se efectuează continuu. Materiile prime pentru topire sunt încărcate deasupra cuptorului, iar în partea de jos sunt prevăzute sisteme de alimentare cu combustibil și oxigen. Când este încălzit, minereul de fier se topește.

Cu performanțe ridicate, sobele se disting printr-un design destul de simplu și o fiabilitate excelentă. Numai în astfel de condiții puteți obține rezultatul dorit din funcționarea echipamentului.

Dar cum funcționează un furnal modern?

Designul este un dispozitiv de dimensiuni impresionante, a cărui înălțime poate ajunge la 30 de metri sau mai mult;
Diametrul dispozitivului este de aproximativ trei ori mai mic;
Pereții sobei sunt din argilă de foc sau se folosesc alte materiale cu caracteristici excelente de rezistență la foc;
Partea inferioară a vetrei și baza sunt realizate din blocuri de carbon, care au un grad ridicat de rezistență la foc. Pentru a ne asigura că caracteristicile rezistente la foc sunt întotdeauna la un nivel ridicat, sunt prevăzute frigidere metalice prin care circulă apa;
În exterior, echipamentul este închis într-o carcasă de oțel de 40 de milimetri grosime;
Datorită abordării de înaltă tehnologie și capacităților tehnologiei moderne, furnalele ating o masă de câteva zeci de mii de tone;
Greutatea uriașă de aproximativ 30 de mii de tone necesită o fundație adecvată;
Fundația este formată dintr-o placă de beton de 4 metri grosime cu o coloană și un cilindru monolit atașat de aceasta. Pentru fabricarea lor se folosește beton special rezistent la căldură;
Un cuptor furnal este montat deasupra fundației;
Cuptorul destinat topirii materiilor prime are un volum impresionant, deoarece cu creșterea dimensiunii eficiența echipamentului se îmbunătățește;
Cele mai mari modele de furnale au un volum util de aproximativ 3 mii de metri cubi;
În partea superioară a forjei sunt montate tuburi speciale necesare pentru alimentarea cu aer. Nu sunt mai mult de 36 de unități instalate;
Un furnal necesită o cantitate mare de aer pentru a funcționa. Pentru a satisface nevoile aragazului se folosesc turbosuflante;
Încălzitorul de aer, care este un element structural necesar, este responsabil pentru încălzirea aerului;
Cuptoarele moderne pot funcționa fără întrerupere timp de 10 ani. La încărcarea materiilor prime, producătorul primește fontă la ieșire;
Materiile prime sunt încărcate cu galoșuri - acestea sunt porțiuni speciale, calibrate, pe care un furnal le poate gestiona perfect;
Un furnal este capabil să producă aproximativ 5 mii de tone de fontă pe zi;
Procesele de incarcare si pregatire sunt mecanizate;
Pentru a obține o topire de înaltă calitate a fontei, proiectarea furnalului prevede anumite mecanisme auxiliare pentru încărcarea și ridicarea materiilor prime utilizate.

Caracteristicile muncii

Ne-am familiarizat cu designul și câteva caracteristici ale unui furnal. Acum este necesar să înțelegem procesele tehnologice care au loc în acest echipament industrial.

Materiile prime sunt substanțe minerale. Acesta poate fi orice tip de minereu de fier sau minereu care conține mangan.
Un furnal este un dispozitiv pentru producerea fontei și topirea acesteia din materii prime adecvate.
Când încărcați materiale în cuptor, este important să mențineți anumite proporții. Un amestec selectat corect în proporție se numește amestec. Compoziția sa include minereu, flux și cocs.
Etapa principală în procesul de producție a fierului este reducerea fierului. Fierul obținut prin abur, unde carbonul se dizolvă, furnalul produce fontă.
La cele mai înalte puncte de temperatură ale furnalului, fonta începe să se topească.
Datorită schemei de funcționare bine gândite a furnalului, procesul de ardere este continuu. Arderea este susținută de porțiuni de aer furnizate corespunzător.
Aerul este preîncălzit la temperaturile cerute oferite de tehnologiile procesului de topire. Când era furnizat aer rece, cuptorul nu se încălzea, ci se răcea. Acest lucru ar duce la un proces mai lent de topire a produselor.
O conductă specială asigură îndepărtarea produselor de ardere.
La ieșire, furnalele produc fontă sub formă lichidă, care este eliberată prin orificii speciale din partea inferioară a structurii.
O oală mare captează fonta topită și o transportă la ateliere pentru prelucrare ulterioară.
Prelucrarea fierului lichid în oțel nu este o etapă obligatorie a procesului tehnologic. Totul depinde de sarcinile pe care se concentrează întreprinderea metalurgică care utilizează furnalele înalte.
Resturile de materiale reciclate nu ajung la groapa de gunoi. Ele părăsesc cuptorul prin dispozitive adecvate. Se numesc gropi de zgură. Aceste deșeuri sunt utilizate pentru producția ulterioară de materiale de construcție.

Caracteristici de întreținere și reparații

Deoarece furnalele funcționează continuu, problema întreținerii lor trebuie abordată cu o atenție deosebită.

Scopul întreținerii este de a preveni uzura prematură. Pentru a face acest lucru, cei responsabili cu întreținerea trebuie să se bazeze strict pe fișa tehnică furnizată de producător pentru cuptoarele lor;
Dacă există reguli de operare specializate pentru un anumit furnal în producție, toate activitățile de întreținere se desfășoară strict pe baza acestora;
În absența unei liste de reguli, ar trebui să se bazeze pe alte materiale directive;
Activitățile de reparații periodice sunt efectuate pe măsură ce apar defecțiuni. În același timp, procesul de producere a fontei într-un furnal nu ar trebui să se oprească;
Excepție fac reparațiile majore, dacă este necesar, furnalul este oprit.

Există trei tipuri de renovări majore.

Reparație de primă clasă. În acest caz, este necesar să îndepărtați toate materiile prime din cuptor și să efectuați o inspecție vizuală a echipamentelor care participă la procesele tehnologice.
Reparatii clasa a doua. Asigură înlocuirea elementelor care au un rol secundar în proiectarea unui furnal.
Reparație clasa a treia. Implică o înlocuire completă a unităților care sunt necesare pentru încărcarea materiilor prime și distribuirea materiilor prime.

Nu este neobișnuit ca furnalele să fie oprite pentru a efectua lucrări de reparații și pentru a moderniza în continuare echipamentul. În acest fel, producătorul reduce frecvența timpilor de nefuncționare a echipamentelor, pierzând mai puțini bani.

Furnalele sunt dispozitive unice care uimesc prin dimensiunile și capacitățile lor.

Productivitatea este determinată de dimensiunea cuptorului. Puterea maximă este observată atunci când volumul cuptoarelor cu arbore este de 2-5 mii de metri cubi. m. Diametrul lor este de 11-16 m, înălțimea – 32-37 m.

Diagrama furnalului

Cuptorul cu arbore este format din următoarele elemente:
top;
mine;
raspara;
umerii;
forja;
platica.

Koloshnik- unul dintre elementele spațiului de lucru, care asigură un anumit nivel de materiale distribuite pe secțiunea transversală a arborelui.

A mea– partea cilindrică a furnalului, unde se menține o temperatură suficientă pentru a topi sarcina. În aceeași parte a cuptorului, fierul este redus.

Raspar– secțiunea cea mai largă a structurii, destinată principalelor procese de topire. Mai jos sunt umeri care contribuie la supraîncălzirea și deplasarea topiturii și zgurii către următoarea secțiune a structurii.

Forja este amplasată deasupra pervazului, care este o zidărie realizată din cărămizi de argilă refractă. Forja este partea cuptorului unde și sunt colectate. Între umeri și vatră există tuiere pentru alimentarea caldă (aer îmbogățit cu oxigen) și gaz natural.

Principiul de funcționare

Încărcarea este ridicată cu ajutorul unui palan și cade în pâlnia de primire. Compoziția încărcăturii este reprezentată de calcar, cocs, sinter flux și minereu. Este posibil să adăugați peleți.
Conurile superioare (mari și mici) funcționează alternativ, transferând un amestec de materiale în arbore. În timpul funcționării furnalului, are loc o alimentare treptată a încărcăturii. Încălzirea are loc ca urmare a arderii cocsului, însoțită de degajarea de căldură.

Temperatura gazului din focar variază între 1900 și 2100 de grade Celsius. Este format din N2, H2 și CO. Când se deplasează în strat, nu numai că contribuie la încălzirea acestuia, ci și declanșează procesele de reducere a fierului. Temperatura ridicată a gazului se realizează datorită temperaturii ridicate a aerului din încălzitoarele de aer (1000-2000 de grade).
Gazul cu o temperatură de 250 - 300 de grade care provine din cuptor este un gaz de vârf, după îndepărtarea prafului - un gaz de explozie. Cea mai mică putere calorică a gazului de furnal corespunde la 3,5 - 5,5 MJ/m 3 . Compoziția poate fi diferită, determinată ca urmare a alimentării cu gaz natural și a îmbogățirii exploziei cu oxigen și este reprezentată de următoarele substanțe:

N2 – 43-59%;
CO – 24-32%;
CO 2 – 10-18%;
H2 – 1-13%;
CH 4 – 0,2-0,6%.

Practic, gazul este necesar pentru a conferi o anumită temperatură duzelor încălzitoarelor de furnal. În combinație cu gazul natural sau de cocserie, este utilizat pentru diferite cuptoare, inclusiv cele termice și de încălzire.
Fierul care intră în partea inferioară a furnalului se topește și se acumulează în cuptor sub formă de fontă. Zgura lichidă se formează din oxizi de fier combinați cu și rămâne pe suprafața fontei deoarece are o densitate mai mică.

Periodic, fonta și zgura ies prin orificiile corespunzătoare - fontă, zgură. În cazurile în care cantitatea de zgură este nesemnificativă, se folosește doar o gaură de robinet din fontă. Separarea zgurii are loc la locul de turnare. Temperatura fontei în formă lichidă variază de la 1420 la 1520 de grade.

Productivitatea ridicată a furnalului este atinsă datorită prezenței unor încălzitoare puternice de aer, care sunt schimbătoare de căldură regenerative. Încălzitoarele de aer din furnal sunt adesea numite cowpers în onoarea creatorului lor.
Cowper este o carcasă în formă de cilindru poziționată vertical, realizată din tablă și capace de cărămidă. Camera de ardere a încălzitorului de aer, și anume partea sa inferioară, este formată dintr-un arzător și o conductă de aer cald. Au fost utilizate supape în spațiul subduzei, ceea ce a făcut posibilă asigurarea unei conexiuni cu orificiul de evacuare la porcul de fum și conducta de aer de suflare rece.

Versiunea modernă a cuptorului cu ax este realizată cu patru cowpers, funcționând alternativ: încălzirea duzei unuia dintre cele două cowpers are loc datorită admisiei gazelor de ardere încălzite la o temperatură ridicată, iar aerul încălzit pătrunde prin al treilea cowper. Al patrulea cowper este o rezervă.

Durata exploziei este de 50-90 de minute, apoi cowper-ul răcit este încălzit, iar explozia se efectuează în următorul cel mai fierbinte cowper. La încălzire, arzătorul funcționează, iar gazele de ardere intră în porcul de fum prin supapa deschisă fără obstacole. În acest moment, supapele situate pe conductele de aer cald și rece sunt închise.
Ca urmare a arderii combustibilului, se formează produse de ardere, care se deplasează în sus și intră din camera de ardere în spațiul de sub dom, apoi coboară și încălzesc duza. Abia după aceasta, produsele combustibile cu o temperatură de 250-400 de grade intră în coș prin supapa de fum.

În timpul sablarii are loc procesul invers: supapa de fum este închisă, arzătorul nu funcționează, în timp ce supapele instalate pe conductele de aer cald și rece sunt deschise. Suflarea rece este furnizată în spațiul subduzei sub o presiune de 3,5-4 atm, apoi se deplasează printr-o duză încălzită și, sub formă încălzită, trece prin camera de ardere în conducta de aer de suflare caldă, de unde este alimentată către cuptor.

În anumite condiții, suflarea poate fi umezită și îmbogățită cu azot sau oxigen. Când se folosește azot, este posibil să-l folosești economic și să controlezi procesul de topire într-un furnal. Economiile de cocs sunt posibile și ca urmare a îmbogățirii exploziei cu oxigen până la 35-40% atunci când este combinată cu gazul natural. Prin creșterea umidității la 3-5%, este posibil să se obțină o temperatură de încălzire mai mare a exploziei în cowper. Astfel de rezultate sunt obținute datorită intensificării transferului de căldură radiantă în duză.

Înălțimea cowpers-ului este de aproximativ 30-35 m, diametrul nu este mai mare de 9 m. Părțile superioară și inferioară ale duzei sunt realizate din cărămidă de silice sau cu conținut ridicat de alumină și, respectiv, refractar. Celulele de 4545, 13045, 110110 mm sunt create din cărămizi împachetate cu o grosime de 40 mm. În furnalele înalte se folosesc și alte duze, și anume duze formate din blocuri cu șase laturi, cu pasaje orizontale și celule rotunde. De asemenea, se folosesc duzele pe bază de bile cu conținut ridicat de alumină.

Pentru fiecare metru cub de volum al duzei de cărămidă, este prevăzută o suprafață de încălzire aproximativă de 22-25 de metri pătrați. m. Volumul furnalului este de 1-2 ori mai mare decât volumul duzei de cowper. De exemplu, cu un volum al cuptorului de 3000 de metri cubi. m volumul cowper va fi de aproximativ 2000 de metri cubi. m (3000/1,5).

Cele mai comune sunt cowperele echipate cu o cameră de ardere încorporată. Printre principalele lor dezavantaje se numără încălzirea excesivă a acoperișului și deformarea camerei de ardere ca urmare a funcționării pe termen lung a cuptorului. Arzătorul Cowper poate fi la distanță, iar camera de ardere poate fi amplasată și sub o cupolă. Cu un arzător extern, durabilitatea ridicată și confortul sunt asigurate, dar prețul unor astfel de dispozitive este cel mai mare. Cowperele echipate cu o cameră de ardere sub dom sunt cele mai ieftine, dar procesul de operare este mai complicat, deoarece arzătorul și supapele sunt amplasate destul de sus.

În timpul procesului de suflare, temperatura la care este încălzit aerul (1350-1400 de grade) scade treptat și variază de la 1050 la 1200 de grade. Atunci când se utilizează un furnal staționar, astfel de diferențe sunt evitate prin reglarea temperaturii. Indicatorii necesari apar ca urmare a adaugarii de aer rece provenit din conducta de aer rece. Temperatura de explozie scade la 1000-2000 de grade și, odată cu aceasta, conținutul de aer rece din amestec.

Bilanțul aproximativ de materiale pentru producerea fontei într-un furnal

Să luăm în considerare echilibrul termic al topirii a 1 kg de fontă. La alcătuirea bilanțurilor se iau în considerare sinterizarea, fonta, zgura și gazele de furnal.

Pelete: oxid de fier (III) – 81%, dioxid de siliciu – 7%, oxid de calciu – 5%, oxid de fier (II) – 4%, oxid și oxid de fier – 1%, oxid de mangan – 0,3%, oxid de fosfor – aproximativ 0,09 %, sulf - aproximativ 0,03%.

Aglomerat: oxid de fier (III) – 63%, oxid de fier (II) – 16%, oxid de calciu – 10%, dioxid de siliciu – 7%, oxid de aluminiu – 2%, oxid de magneziu și oxid de mangan – 1%, oxid de fosfor – aproximativ 0,25%, sulf - aproximativ 0,01%.

Fontă: fier – 94,2%, carbon – 4,5%, mangan – 0,7%, siliciu – 0,6%, sulf – aproximativ 0,03%.

Zgură: oxid de calciu – 43%, dioxid de siliciu – 36%, oxid de aluminiu – 10%, oxid de magneziu – 7%, oxid de mangan – 2%, oxid de fier (II) și sulf – 1%.

Gaze de furnal: azot – 44%, – 25,2%, dioxid de carbon – 18%, hidrogen – 12,5%, metan – 0,3%.

Să analizăm consumul de combustibil ca urmare a utilizării aglomeratului fluxat. Costurile cu combustibilul se determină pe baza consumului de gaze naturale și cocs (510-560 kg echivalent combustibil/t aliaj), în total cu consumul de gaz utilizat pentru încălzirea aerotermei (90-100 kg echivalent combustibil/t de aliaj), cu excepția producției de gaz de furnal (170-210 kg echivalent combustibil/t aliaj). Ca urmare, consumul total este următorul: 535 + 95 - 190 = 440 (kg s.e./t de aliaj).

Având în vedere că o anumită cantitate de combustibil a fost deja cheltuită pentru producția de cocs și aglomerat (aproximativ 430-490 kg la 1 tonă de aliaj și, respectiv, 1200-1800 kg la 1 tonă de aliaj), consumul total de combustibil primar este necesar. a produce o tonă de aliaj este: 440 + 40 + 170 = 650 (kg s.e./t), din care 170 și 40 kg s.e./t, calculate pe tonă de aliaj, sunt cheltuite pentru producția de cocs.

Productivitatea unui furnal este evaluată prin factorul de utilizare a volumului util (VUF). Indicatorul este calculat ca raportul dintre volumul util al structurii și topirea fontei în 24 de ore. Pentru sobele moderne, norma este de 0,43-0,75 metri cubi. m zi/t. Cu cât CIPO este mai mic, cu atât cuptorul este mai eficient.
Este mai logic să considerăm indicatorul ca raportul dintre productivitate și o unitate de volum. Este mai convenabil să folosiți indicatorul productivității specifice a unui furnal (Pu = 1/KIPO), a cărui valoare este de 1,3-2,3 tone (mc/zi).

Economiile de combustibil sunt posibile urmând aceste recomandări:

Creșterea presiunii gazului la vârf la 1,5-2 atm (prin reducerea volumului de gaze se poate reduce eliminarea prafului de deasupra sau crește debitul de suflare);
utilizarea combustibilului de cărbune pulverizat în cuptor pentru a economisi aproximativ 0,8 kg de cocs per kilogram de combustibil de cărbune pulverizat;
creșterea temperaturii la care aerul din cowpers este încălzit pentru a reduce consumul de cocs;
utilizarea căldurii din gazele de eșapament de cupru pentru a crește temperatura aerului și a gazelor de furnal înainte ca acestea să fie furnizate în camera de ardere;
furnizarea de gaze reducătoare încălzite în același mod ca în cuptoarele de metalizare (este posibil să se reducă consumul de cocs, economisind până la 20% din combustibil);
utilizarea căldurii fizice din zgură lichidă de foc (soluția la această problemă este promițătoare, dar nu a fost încă implementată din cauza eliberării periodice de zgură).