Free Press

Struktura

Sam piec jest wysokim, pionowym szybem, który składa się ze stalowego płaszcza z ogniotrwałą wymurówką z cegły ogniotrwałej i grafitu. Można wyróżnić pięć sekcji. Na dole znajduje się równoległoboczne palenisko, w którym gromadzi się płynny metal i żużel, a nad nim odwrócony ścięty stożek zwany bosh. Powietrze wdmuchiwane jest do pieca przez dysze, chłodzone wodą, wykonane z miedzi i zamontowane w górnej części paleniska, w pobliżu jego połączenia z bosh. Krótki pionowy odcinek zwany równoległym bosh, lub beczką, łączy bosh ze ściętym pionowym stożkiem, który jest kominem. Wreszcie, piątą i najwyższą sekcją, przez którą wsad wchodzi do pieca, jest gardziel. Wymurówka w boshu i palenisku, gdzie występują najwyższe temperatury, jest zazwyczaj wykonana z cegieł węglowych, które są wytwarzane przez prasowanie i wypalanie mieszaniny koksu, antracytu i smoły. Węgiel jest bardziej odporny na korozyjne działanie stopionego żelaza i żużla niż glinokrzemianowe cegły ogniotrwałe stosowane w pozostałej części wyłożenia. Jakość cegieł ogniotrwałych mierzy się zawartością tlenku glinu (Al203), tak więc cegły zawierające 63 procent tlenku glinu są stosowane w kominie równoległym, podczas gdy 45 procent tlenku glinu jest odpowiednie dla komina.

Do niedawna wszystkie wielkie piece używały systemu podwójnych dzwonów do wprowadzania wsadu na stos. Urządzenie to składa się z dwóch stożków, zwanych dzwonami, z których każdy może być zamknięty w celu zapewnienia gazoszczelnego uszczelnienia. Podczas pracy, materiał jest najpierw umieszczany na górnym, mniejszym dzwonie, który jest następnie opuszczany na niewielką odległość, aby umożliwić opadnięcie wsadu na większy dzwon. Następnie mały dzwon jest zamykany, a duży dzwon jest opuszczany, aby umożliwić opadnięcie wsadu do pieca. W ten sposób zapobiega się wydostawaniu się gazu do atmosfery. Ponieważ w tym systemie trudno jest równomiernie rozłożyć wsad na przekroju poprzecznym pieca, a ścierne działanie wsadu powoduje zużycie dzwonów, przez co w końcu dochodzi do wycieku gazu, coraz więcej pieców wyposaża się w bezdzwonowe nadstawki, w których szybkość przepływu materiału z każdego leja jest regulowana za pomocą nastawnej zasuwy, a dostarczanie na stos odbywa się za pomocą obrotowej rynny, której kąt nachylenia można zmieniać. Taki układ daje dobrą kontrolę nad rozkładem wsadu, ponieważ kolejne porcje wsadu mogą być umieszczane w piecu w postaci pierścieni o różnej średnicy. Można wtedy łatwo znaleźć schemat załadunku, który daje najlepszą wydajność pieca.

Ogólne zasady, na których opiera się konstrukcja wielkiego pieca, są następujące. Zimny wsad (głównie ruda i koks), wchodzący na szczyt komina, w miarę opadania zwiększa swoją temperaturę, co powoduje jego rozszerzanie się. Z tego powodu średnica komina musi się zwiększyć, aby umożliwić swobodne przemieszczanie się wsadu w dół, a zazwyczaj ściana komina jest przesunięta na zewnątrz pod kątem 6° do 7° w stosunku do pionu. W końcu dochodzi do stopienia żelaza i żużla, a puste przestrzenie między ciałami stałymi wypełniają się cieczą, co powoduje pozorne zmniejszenie objętości. Wymaga to mniejszej średnicy, w związku z czym ścianka bosa nachylona jest do wewnątrz i tworzy z pionem kąt w zakresie od 6° do 9°. Z biegiem lat linie wewnętrzne pieca, które nadają mu charakterystyczny kształt, przeszły szereg zmian ewolucyjnych, ale główną zmianą był wzrost obwodu, tak że stosunek wysokości do równoległości bosh był stopniowo zmniejszany w miarę jak piece stawały się coraz większe.

Przez wiele lat przyjętą metodą budowy pieca było użycie stalowego płaszcza, aby nadać konstrukcji sztywność i podeprzeć stos stalowymi kolumnami w regularnych odstępach wokół pieca. W przypadku bardzo dużych pieców masa jest jednak zbyt duża, w związku z czym należy zastosować inną konstrukcję, w której cztery duże kolumny są połączone z dźwigarem skrzynkowym otaczającym piec na poziomie zbliżonym do szczytu stosu. Stalowa skorupa nadal przejmuje większość masy stosu, ale góra pieca jest podparta niezależnie.

.