Какие физико-химические процессы происходят в доменной печи?
В зависимости от того, через какую температурную зону доменной печи проходит загруженный материал, он претерпевает те или иные физико-химические процессы:
- разложение известняка на окись кальция и угольный ангидрид,
- восстановление железа и других элементов,
- науглероживание железа,
- плавление металла,
- образование и плавление шлаков,
- горение топлива и др.
Окись углерода является энергичным восстановителем, способным соединиться не только со свободным кислородом, но и отбирать кислород из твердых окислов железа и других элементов.
Что является основным сырьем для получения чугуна в доменной печи?
Сырьем для производства являются железные руды. Состав железной руды следующий: рудное вещество и пустая порода. Рудное вещество составляют окислы, силикаты и карбонаты железа. А в основе рудной породы находятся кварцит или песчаник. Существует несколько видов железной руды для производства чугуна.
Красный железняк
Окраска красного железняка варьируется от темно-красной до темно-серой. Железо, находящееся в составе красного железняка имеет вид безводной окиси. Содержание железа в данном виде руды составляет 45-65%.
Бурый железняк
Железо, находящееся в составе бурого железняка имеет вид водных окислов. Процент железа составляет варьируется от 25-50. Окраска может быть от желтой до буро-желтой.
Магнитный железняк
Железо представляет собой закись-окись. Процент его содержания в руде - 40-70. Данный вид железняка обладает ярко выраженными магнитными свойствами.
Шпатовый железняк
Железо в шпатовом железняке имеет вид углекислой соли. Содержание железа составляет 30-37%. Цвет желто-белый или серый.
Марганцевые руды
Марганцевые руды в процессе выплавки используются для повышения количества марганца и добавляются в шихту.
Для чего предназначен флюс в доменном процессе?
Флюсом называются добавки, загружаемые в доменную печь для понижения температуры плавления пустой породы руды, офлюсования золы кокса и придания шлаку требуемых технологией выплавки чугуна физико-химических свойств. Для руд с кремнеземистой (кислой) пустой породой в качестве флюса используют материалы, содержащие оксиды кальция и магния: известняк и доломитизированный известняк.
Какое топливо применяется в доменной печи?
Топливом для доменной плавки служит кокс, получаемый из каменного угля. Его роль состоит в обеспечении процесса теплом и восстановительной энергией. Кроме того кокс разрыхляет столб шихтовых материалов и облегчает прохождение газового потока в шихте доменной печи.
Что производится в доменных печах?
Цель доменного производства состоит в получении чугуна из железных руд путем их переработки в доменных печах
На первом этапе выплавки чугуна, в доменную печь помещают кокс, агломерат и снова кокс. Эти составляющие располагаются в печи слоями. Что такое агломерат? Агломерат – это железная руда, спеченная с флюсом. Для поддержания нужной температуры, в горн вдувается кислород или подогретый воздух. При сгорании кокс образует CO2. Далее CO2 превращается в CO. Именно CO является восстанавливающим средством для руды. При этом железо становится твердым. При опускании в распар (горячую часть печи) железо растворяет в себе углерод. На этом этапе происходит образование чугуна. Здесь чугун начинает плавиться и постепенно стекать в нижнюю часть печи. Благодаря тому, что на поверхности чугуна скапливаются жидкие шлаки, окисление не происходит. Выпуск чугуна осуществляется через специальные отверстия. В период выплавки эти отверстия закрыты глиняным раствором. Процесс выплавки чугуна в доменной печи является непрерывным.
Как оценивается эффективность работы доменной печи?
Эффективность работы доменной печи (ДП) определяется ее производительностью и затратами энергии на 1 т чугуна. При стабильной работе ДП ее производительность напрямую зависит только от двух комплексных параметров: от количества газа, которое пропускает столб шихты в печи ^^ м3/мин) без нарушения его структуры при предельном или рабочем перепаде давления, и от количества газа, которое образуется в печи на 1 т выплавляемого чугуна м3/т) при сгорании кокса и вдуваемого топлива, а также в процессах прямого восстановления.
Назовем параметр Qг газодинамической составляющей производительности, а величину Рб = 1^б, (т/м3) - балансовой составляющей производительности. Тогда минутная производительность ДП (Р) рассчитывается как произведение этих двух составляющих
Р = QгPб, т/мин. (1)
Понятно, что газодинамическая составляющая производительности зависит, прежде всего, от поперечных размеров ДП и от структуры столба шихты в ней, т.е. от характера распределения по радиусу, толщины слоев и гранулометрического состава железорудных материалов и кокса, а также от параметров газа в печи (температура,
давление, плотность) и предельного или рабочего перепада давления по высоте печи (Др).
Балансовая составляющая производительности зависит, в первую очередь, от удельного расхода кокса, состава и расхода вдуваемого топлива и от содержания кислорода в дутье.
