Основные процессы, происходящие в доменной печи
Доменная печь ー это сердце металлургического производства, где из железной руды получают чугун. В ней происходит ряд сложных физико-химических процессов, которые приводят к превращению руды в металл. Давайте рассмотрим эти процессы подробнее.
Подготовка шихтовых материалов
Прежде чем начать процесс плавки в доменной печи, необходимо тщательно подготовить шихтовые материалы.
Это руда, кокс, флюсы и иногда металлолом.
- Железная руда ー это основной компонент шихты, содержащий оксиды железа. Перед загрузкой в печь руду измельчают до определенного размера, чтобы обеспечить равномерное распределение в шихте и ускорить процесс восстановления железа.
- Кокс ー это твердое топливо, которое служит для получения тепла и восстановления железа из руды. Кокс обладает высокой прочностью и хорошими восстановительными свойствами.
- Флюсы ー это материалы, которые добавляются в шихту для регулирования состава шлака. Шлак ⏤ это расплавленный материал, который образуется в процессе плавки и содержит примеси, отделившиеся от железа. Флюсы помогают снизить температуру плавления шлака, улучшить его текучесть и обеспечить эффективное удаление из доменной печи.
Правильное соотношение шихтовых материалов определяет эффективность работы доменной печи и качество получаемого чугуна.
Загрузка шихтовых материалов в доменную печь
После тщательной подготовки шихтовые материалы загружаются в доменную печь. Это сложный процесс, который требует определенной последовательности и оптимальной скорости загрузки.
Загрузка шихты осуществляется через загрузочный колошник, расположенный в верхней части печи. Для загрузки используют специальные механизмы, такие как скиповые подъемники или ленточные транспортеры.
Важно обеспечить равномерное распределение шихты по всему сечению печи, чтобы не создавать перекосов и препятствовать нормальному прохождению газов.
При загрузке шихты следует учитывать необходимость создания определенного градиента температуры в печи, что обеспечивает оптимальные условия для восстановления железа.
Правильная загрузка шихты ⏤ это залог бесперебойной работы доменной печи и получения качественного чугуна.
Процесс плавки и восстановления железа
В сердце доменной печи, где температура достигает 1500-1600°C, происходит ключевой процесс ー плавка и восстановление железа. Это сложный химический процесс, в котором железная руда, кокс и флюсы взаимодействуют друг с другом, превращаясь в жидкий чугун и шлак.
Кокс, являющийся топливом, сгорает, выделяя угарный газ (CO), который восстанавливает оксиды железа, превращая их в металлическое железо. Флюсы (известняк или доломит) вступают в реакцию с пустой породой руды, образуя шлак, который плавится и отделяется от чугуна.
Процесс плавки и восстановления протекает в несколько стадий, каждая из которых характеризуется определенной температурой и составом газовой фазы.
В результате всех этих превращений в нижней части доменной печи образуется жидкий чугун и шлак, которые отводятся из печи в отдельные контейнеры.