Процессы плавки в доменной печи
Доменная печь ⎻ это вертикальный цилиндрический реактор, в котором осуществляется процесс восстановления железа из железной руды. Внутри печи происходит ряд сложных физико-химических процессов, которые приводят к образованию чугуна и шлака.
Подготовка шихтовых материалов
Подготовка шихтовых материалов ⏤ это важный этап в процессе плавки чугуна в доменной печи. От качества и состава шихты зависит эффективность работы печи, а также качество получаемого чугуна.
Основные шихтовые материалы, используемые в доменной печи, это⁚
- Железная руда⁚ Является основным источником железа. Руду добывают в карьерах или шахтах, а затем обогащают, удаляя пустую породу и повышая содержание железа.
- Кокс⁚ Служит топливом и восстановителем в доменной печи. Кокс получают из каменного угля путем коксования, при котором удаляются летучие вещества и образуется твердый, пористый материал с высоким содержанием углерода.
- Флюс⁚ Вводится в шихту для регулирования состава шлака. Флюс способствует плавлению и удалению вредных примесей из железа, таких как кремний, фосфор и сера. В качестве флюсов используются известняк, доломит, кварцит.
- Металлолом⁚ Добавляется в шихту для снижения расхода железной руды и повышения производительности печи.
Подготовка шихтовых материалов включает в себя следующие операции⁚
- Дробление и измельчение⁚ Руду, кокс и флюс дробят и измельчают до определенного размера, чтобы обеспечить равномерное распределение в шихте и ускорить процесс плавления.
- Смешивание⁚ Все компоненты шихты смешивают в определенных пропорциях, чтобы получить оптимальный состав для плавки.
- Агломерация⁚ Агломерация ⏤ это процесс спекания мелкозернистых материалов, который улучшает их физические свойства и делает их более удобными для загрузки в печь.
- Подготовка металлолома⁚ Металлолом очищают от загрязнений и режут на куски, подходящие по размеру для загрузки в печь.
Правильная подготовка шихтовых материалов ⏤ это залог успешного процесса плавки в доменной печи.
Загрузка шихты в доменную печь
Загрузка шихты в доменную печь – это процесс, который требует точности и координации. От правильной загрузки зависит равномерное распределение шихты по высоте печи, что в свою очередь влияет на скорость и эффективность плавки.
Процесс загрузки шихты осуществляется с помощью специальных механизмов, таких как⁚
- Козловые краны⁚ Используются для подъема и перемещения шихтовых материалов к загрузочному устройству печи.
- Загрузочные бункеры⁚ Служат для накопления и временного хранения шихты перед ее подачей в печь.
- Загрузочные устройства⁚ Обеспечивают равномерную подачу шихты в печь. Современные доменные печи оснащены автоматизированными системами загрузки, которые позволяют контролировать состав шихты и ее распределение по высоте печи.
Процесс загрузки шихты в доменную печь осуществляется поэтапно⁚
- Подготовка шихты⁚ Перед загрузкой шихту тщательно смешивают и проверяют ее состав.
- Подача шихты в загрузочный бункер⁚ С помощью козловых кранов шихта подается в загрузочный бункер.
- Подача шихты в печь⁚ Из загрузочного бункера шихта подается в печь через загрузочное устройство.
- Распределение шихты по высоте печи⁚ Загрузочное устройство обеспечивает равномерное распределение шихты по высоте печи.
Загрузка шихты в доменную печь – это важный этап в процессе плавки чугуна. От правильности и точности загрузки зависит эффективность работы печи и качество получаемого чугуна.
Процессы в доменной печи
Внутри доменной печи происходит множество сложных физико-химических процессов, которые можно разделить на несколько основных этапов⁚
- Подготовка шихты⁚ В верхней части печи, называемой «колошником», происходит подготовка шихты. Здесь шихта нагревается до температуры около 1000°C, при этом происходит частичное испарение влаги и удаление летучих веществ.
- Восстановление железа⁚ По мере опускания шихты вниз по печи, она проходит через зоны с высокой температурой, где происходит восстановление железа из руды. Этот процесс осуществляется за счет взаимодействия руды с восстановителями, такими как кокс.
- Плавка железа⁚ В нижней части печи, называемой «горном», температура достигает 1500-1600°C. При этой температуре железо плавится, образуя чугун.
- Образование шлака⁚ В процессе плавки образуется шлак ⎻ расплавленный материал, состоящий из примесей, содержащихся в руде, флюсах и коксе. Шлак легче чугуна и всплывает на поверхность, где он собирается в специальном отводе.
- Выпуск чугуна и шлака⁚ Чугун и шлак выводятся из печи через специальные отверстия ⎻ «чугунная лейка» и «шлаковая лейка».
В доменной печи происходят также процессы горения кокса, подогрева воздуха, регулирования температуры и состава газов. Все эти процессы тесно взаимосвязаны и работают в комплексе, обеспечивая эффективную плавку чугуна.