Процесс у доменной печи
Доменная печь ─ это огромная вертикальная конструкция, в которой происходит плавка железной руды. В ней происходит сложный химический процесс, где руда, кокс и флюсы взаимодействуют при высоких температурах, чтобы получить чугун.
Загрузка материалов
Процесс начинается с загрузки материалов в доменную печь. В ее горловину, расположенную в верхней части, загружаются три основных компонента⁚ железная руда, кокс и флюс.
- Железная руда ⎻ это основной источник железа. Она содержит оксиды железа, которые необходимо восстановить до металлического железа.
- Кокс ⎻ это твердое топливо, которое обеспечивает тепло для плавки руды. Кокс получают из каменного угля путем его коксования. Он также является восстановителем, который отбирает кислород от оксидов железа.
- Флюс ⎻ это вещество, которое добавляют для снижения температуры плавления руды и формирования шлака. Флюсы обычно представляют собой известняк или доломит. Шлак ⎻ это расплавленный материал, который отделяется от чугуна и содержит примеси, которые не нужны в металле;
Материалы загружаются в печь через загрузочный механизм, который напоминает большой лифт. Он перемещает материалы на вершину печи, где они скатываются в шахту. Внутри печи материалы проходят через слои кокса и руды, образуя так называемые «колонки».
Загрузка материалов ─ это непрерывный процесс. Материалы загружаются в печь по мере того, как они расплавляются и опускаются вниз. Это обеспечивает постоянный поток материалов через печь.
Плавка руды
После загрузки материалов в доменную печь начинается процесс плавки руды. Он происходит в нижней части печи, где температура достигает 1500-1600 градусов Цельсия.
В этой зоне, называемой «горном», происходит ряд химических реакций. Кокс, горящий в печи, выделяет углерод, который восстанавливает оксиды железа в руде.
- Восстановление ⎻ это процесс, при котором кислород удаляется из оксидов железа. В результате образуется металлическое железо.
- Плавка ─ это процесс, при котором руда, кокс и флюс расплавляются под воздействием высоких температур.
Расплавленное железо опускается вниз, собираясь в нижней части печи. Флюс, взаимодействуя с примесями руды, образует жидкий шлак, который также опускается вниз, но располагается поверх расплавленного железа.
Плавка руды ─ это сложный и непрерывный процесс, который требует постоянного контроля над температурой, подачей воздуха и загрузкой материалов. От правильности этого процесса зависит качество получаемого чугуна.
Выпуск чугуна
После завершения плавки руды, расплавленное железо, собранное в нижней части печи, готово к выпуску. Этот процесс называется «спуском чугуна».
Для выпуска чугуна, в нижней части печи открывают специальный канал, называемый «чугунная лейка». По этому каналу расплавленный чугун стекает в заранее подготовленные ковши, которые затем транспортируются к месту дальнейшей обработки.
Процесс выпуска чугуна происходит периодически, обычно несколько раз в сутки. Частота выпуска зависит от производительности печи и потребностей производства.
Важно отметить, что чугун, полученный в доменной печи, не является готовым металлом. Он содержит примеси, которые делают его хрупким и не пригодным для непосредственного использования. Поэтому, чугун отправляют на дальнейшую обработку, где его очищают и перерабатывают в сталь или другие виды железосодержащих материалов.
Выпуск чугуна ─ это завершающий этап процесса плавки в доменной печи. Он знаменует собой получение конечного продукта, который станет основой для дальнейшего производства.
Отвод газов
В процессе плавки в доменной печи образуется большое количество газов. Они возникают в результате химических реакций, происходящих при взаимодействии кокса, руды и флюсов. Эти газы содержат различные компоненты, такие как углекислый газ, угарный газ, водород, метан и другие.
Отвод газов из доменной печи – это важный этап процесса, который обеспечивает безопасность работы печи и предотвращает загрязнение окружающей среды. Газы отводятся через специальную систему, которая включает в себя газоходы, пылеулавливающие устройства и газоочистные установки.
Газоходы – это трубы, по которым газы движутся из печи к газоочистным установкам. Пылеулавливающие устройства предназначены для удаления из газов твердых частиц, таких как пыль и сажа. Газоочистные установки, в свою очередь, очищают газы от вредных веществ, таких как сернистые соединения, оксиды азота и другие.
Очищенные газы могут быть использованы для различных целей⁚
- Для обогрева других печей и производственных объектов.
- Для получения электроэнергии.
- Для производства различных химических продуктов.
Отвод газов – это сложный и важный технологический процесс, который обеспечивает эффективную работу доменной печи и минимизирует негативное влияние на окружающую среду.