технологический процесс доменного производства

Доменное производство – это сложный и многоэтапный процесс, который начинается с подготовки сырья и заканчивается получением чугуна и шлака. Процесс доменного производства является основой для получения железа и стали, которые являются важнейшими материалами в современном мире.

Подготовка сырья

На первом этапе доменного производства происходит подготовка сырья, которое будет использоваться для плавки чугуна. Ключевыми компонентами шихты являются⁚

• Железная руда⁚ Основной источник железа. Руда содержит оксиды железа (Fe2O3, Fe3O4, FeO) в различных пропорциях, а также примеси, такие как кремний, алюминий, марганец, фосфор и сера.
• Кокс⁚ Топливо для доменной печи, обеспечивающее высокую температуру, необходимую для восстановления железа из руды. Кокс получают из каменного угля путем коксования, процесса, в котором уголь нагревается без доступа воздуха.
• Флюс⁚ Вещество, которое добавляется в шихту для регулирования состава шлака. Шлак – это побочный продукт доменного процесса, который удаляеться из печи. Флюс помогает снизить температуру плавления шлака, сделать его более жидким и облегчить его удаление из печи.

Подготовка сырья включает в себя следующие операции⁚

• Дробление и измельчение⁚ Железная руда, кокс и флюс дробятся и измельчаются до определенного размера, чтобы обеспечить равномерное распределение в шихте и ускорить процесс плавки.
• Смешивание⁚ Измельченные компоненты шихты смешиваются в определенных пропорциях, чтобы получить оптимальный состав для плавки.
• Подготовка к загрузке⁚ Смешанная шихта загружается в специальные бункеры или вагоны, откуда она будет подаваться в доменную печь.

Качество сырья и его подготовка имеют решающее значение для получения качественного чугуна. Неправильный состав шихты или некачественное сырье могут привести к снижению выхода чугуна, ухудшению его качества, а также к проблемам в работе доменной печи.

Загрузка шихты в доменную печь

Загрузка шихты в доменную печь ౼ это ответственный этап, который влияет на эффективность и безопасность доменного процесса. Шихта, состоящая из железной руды, кокса и флюса, загружается в печь через верхнюю часть, называемую колошником. Для загрузки используются специальные загрузочные устройства, которые равномерно распределяют шихту по всей площади колошника.

Процесс загрузки должен быть непрерывным, чтобы обеспечить постоянное поступление сырья в печь и поддержание стабильного хода плавки. Для этого используются различные системы загрузки, такие как скиповые подъемники, ленточные конвейеры или комбинированные системы.

При загрузке важно соблюдать определенные правила⁚

• Равномерное распределение⁚ Шихта должна равномерно распределяться по всей площади колошника, чтобы обеспечить оптимальный контакт между компонентами и создать равномерный газо-твердый поток.
• Оптимальная плотность⁚ Загружаемая шихта должна иметь оптимальную плотность, которая обеспечивает достаточную проницаемость для прохождения газов и в то же время предотвращает образование пустот, которые могут привести к неравномерному распределению тепла и нарушению хода плавки.
• Контроль уровня засыпи⁚ Уровень засыпи шихты в печи должен контролироваться, чтобы обеспечить достаточное пространство для движения газов и предотвратить завал печи.

Правильная загрузка шихты имеет решающее значение для обеспечения стабильной работы доменной печи, получения качественного чугуна и снижения расхода кокса.

Процесс плавки

Процесс плавки в доменной печи является сложным физико-химическим процессом, в ходе которого происходит восстановление железа из железной руды и образование чугуна и шлака.

Процесс плавки можно разделить на четыре основные зоны⁚

1. Зона подогрева⁚ В этой зоне шихта нагревается восходящими газами и подготавливается к химическим реакциям.
2. Зона восстановления⁚ Здесь происходит восстановление оксидов железа в руде до металлического железа с помощью монооксида углерода (CO), образующегося при сгорании кокса.
3. Зона шлакообразования⁚ В этой зоне образуется шлак, который представляет собой расплав пустых пород руды и флюсов. Шлак выполняет важную функцию защиты металлического железа от окисления.
4. Зона плавления⁚ В этой зоне металлическое железо и шлак расплавляются и стекают в нижнюю часть печи, образуя два отдельных слоя.

Температура в доменной печи достигает 1500-2000 °C, что обеспечивает необходимые условия для протекания химических реакций и плавления продуктов плавки.

Процесс плавки контролируется и регулируется путем изменения состава шихты, расхода дутья и других технологических параметров. Оптимальный ход плавки обеспечивает получение качественного чугуна с заданными свойствами и минимальным расходом кокса.