Доменное пр-во
Электрометаллургия
Конвертерное пр-во
Разливка стали
Популярные материалы

Устройство фундамента доменной печи

Фундамент доменной печи является основанием агрегата (рис. 1). Он состоит из подошвы, расположенной ниже отметки заводского пола, и наружной части — пня. Он может быть одновременно опорой прилегающих сооружений, связанных с конструкцией поддоменника и литейного двора.

Разновидностью современной конструкции является фундамент, выполненный из обычного бетона в виде монолитной плиты в нижней части и из жароупорного в верхней (в состав которых входят цемент не ниже марки 300 и портландцемент марки 400).

Фундамент представляет собой мощный железобетонный армированный массив, рассчитанный на огромные нагрузки (вес доменной печи объемом 5000 м3 с шихтой достигает 440 кН, а с учетом возможных динамических ударов подвисающих материалов до 490 кН). Основание его закладывают на твердом материковом грунте; по возможности оно должно доходить до скалы изверженного или осадочного происхождения.

Фундамент доменной печи
Рисунок 1. Фундамент доменных печей объемом 5000-5500 м3

При слабом грунте фундамент опирают на свайное основание или делают опускной колодец, причем отметка подошвы фундамента должна быть на расстоянии, равном глубине промерзания, а глубина забивки свай при этом зависит от качества грунта, который должен выдерживать нагрузку не менее 245 кПа. Это защищает фундамент печи от больших неравномерных осадок, которые допускают в пределах 100 мм с неравномерностью 0,001. Особенно опасны лёссовидные грунты, дающие осадки тем значительнее, чем больше влаги попадает в почву в непосредственной близости от фундамента.

Осадки нарушают монолитность фундамента, сопряжение наклонного моста или ленточного транспортера с верхом печи и центровку засыпного аппарата, ось которого отклоняется от оси печи. Это отражается на распределении материалов, ровности хода и создает условия для искажения профиля печи.

Развитие трещин в фундаменте и его неравномерная осадка могут нарушить сплошность массива лещади и привести к осевому прорыву горна. Подобные аварии были в практике как зарубежного, так и отечественного доменного производства. Возникновению их способствуют условия работы фундамента. После задувки печи температура пня постепенно возрастает, создаются напряжения, происходят структурные изменения в бетоне с образованием трещин. Происходит постепенное разрушение бетона, так как гидроалюминат и гидроксид кальция, выделяющиеся в процессе гидратации цемента, при высокой температуре теряют гидратную воду. При этом разрушается кристаллическая решетка цементного камня, снижается его прочность, особенно при нагреве бетона до 547 °С.

Выделяющийся оксид кальция гасится влагой воздуха с увеличением объема, а разница величин деформаций цементного камня и заполнителя приводит к образованию микротрещин в местах их соприкосновения, что и обусловливает постепенное термическое разрушение фундамента. Ослабление этого разрушения достигают сооружением верхней части фундамента доменной печи из жароупорного бетона высотой 3,0-3,5 м, способного благодаря огнеупорному наполнителю (бою шамота) выдерживать температуру до 1100 °С при допуске для несущей части фундамента 250 °С.

Применяемое в настоящее время охлаждение низа лещади воздухом или водой капитально решает вопрос защиты фундамента от термического разрушения. Температура поверхности его на границе с лещадью практически не превышает 100-150 °С.

Известковый и доломитовый щебень понижают термостойкость бетона. Кристаллический кварц при 753 °С подвергается перерождению с большим увеличением объема, поэтому лучше всего готовить бетон, применяя гравий.

Массив фундамента должен иметь хорошую сплошность, т. е. не иметь пустот и рыхлых полостей. Все материалы, применяемые для бетонирования, тщательно подготавливаются с точки зрения фракционного состава, отсутствия посторонних примесей и мусора. Бетонирование ведут ускоренным темпом, без перерывов от начала и до конца в целях получения максимальной однородности тела фундамента.

За состоянием фундамента доменной печи систематически наблюдают как визуально, так и с помощью контрольно-измерительной аппаратуры (термопар). При появлении глубоких трещин проводят их инъектирование огнеупорным раствором. При капитальных ремонтах 1-го разряда бетон фундамента после удаления кладки лещади проверяют на степень дегидратации заливкой поверхности пня водой. Размягчающуюся часть его удаляют и вновь бетонируют огнеупорным бетоном с восстановлением арматуры.

Источник [3] → список литературы.

Читайте также:

Вернуться в начало раздела: Доменное производство чугуна
Вернуться на главную: Черная металлургия