технологический процесс доменной печи

Доменная печь ー это вертикальная цилиндрическая конструкция‚ в которой происходит восстановление железа из железной руды с помощью кокса. Процесс протекает при высоких температурах (до 1500°C) и требует постоянного контроля и управления.

Подготовка сырья

Подготовка сырья для доменной печи включает в себя несколько этапов⁚

• Дробление и сортировка руды⁚ Железная руда добывается из карьеров или шахт и доставляется на завод в крупных кусках. Ее дробят до более мелких размеров и сортируют по размеру и качеству.
• Окомкование руды⁚ Мелкую руду смешивают с водой и связующим веществом‚ а затем формируют в шарообразные окатыши. Окомкование улучшает проницаемость руды для газов и способствует более равномерному распределению тепла в печи.
• Подготовка кокса⁚ Кокс получают из коксующегося угля путем нагревания его в специальных печах без доступа воздуха. Кокс используется в качестве топлива и восстановителя в доменной печи.
• Подготовка флюсов⁚ Флюсы‚ такие как известняк и доломит‚ добавляются в печь для удаления примесей из руды и шлака. Они образуют легкоплавкие соединения с этими примесями‚ которые затем удаляются из печи.

Правильная подготовка сырья имеет решающее значение для обеспечения эффективной работы доменной печи и получения высококачественного чугуна.

Загрузка материалов в печь

Загрузка материалов в доменную печь осуществляется через верхнюю часть печи‚ называемую колошником. Материалы загружаются в печь слоями‚ чередуя слои руды‚ кокса и флюсов.

Загрузка материалов производится с помощью специальных загрузочных устройств‚ которые равномерно распределяют материалы по всей площади колошника. Это обеспечивает оптимальный контакт материалов друг с другом и способствует эффективному протеканию процесса плавки.

Количество и соотношение загружаемых материалов тщательно контролируются для поддержания стабильной работы печи и получения чугуна заданного качества. Неравномерная загрузка или отклонения в составе материалов могут привести к нарушениям в работе печи и снижению производительности.

По мере загрузки материалов в печь они опускаются вниз под действием собственного веса. Руда‚ кокс и флюсы образуют в печи столб материалов‚ через который снизу вверх поднимаются горячие газы. Эти газы восстанавливают железо из руды и способствуют плавлению материалов.

Процесс плавки

Процесс плавки в доменной печи протекает при высоких температурах (до 1500°C) и является сложным физико-химическим процессом. Под действием горячих газов‚ поднимающихся снизу вверх через столб материалов‚ происходят следующие основные реакции⁚

• Восстановление железа из руды⁚ Железо в руде восстанавливается оксидом углерода (CO) и водородом (H2)‚ образующимися при сгорании кокса.
• Образование чугуна⁚ Восстановленное железо соединяется с углеродом‚ образуя чугун.
• Образование шлака⁚ Пустая порода‚ содержащаяся в руде и флюсах‚ плавится и образует шлак. Шлак всплывает на поверхность чугуна‚ защищая его от окисления.

По мере плавления материалов столб материалов в печи опускается‚ и в печь загружаются новые порции материалов. Процесс плавки непрерывный и продолжаеться круглосуточно.

Температура в печи поддерживается на необходимом уровне за счет сжигания кокса. Горячие газы‚ поднимающиеся через столб материалов‚ не только восстанавливают железо‚ но и нагревают материалы‚ обеспечивая их плавление.

Контроль и регулирование процесса плавки имеют большое значение для получения чугуна заданного качества и обеспечения стабильной и эффективной работы печи.

Выпуск чугуна и шлака

По мере накопления в печи расплавленных чугуна и шлака их периодически выпускают из печи через специальные отверстия‚ называемые летки. Выпуск чугуна и шлака производится раздельно.

Выпуск чугуна осуществляется через чугунную летку‚ расположенную в нижней части печи. Чугун выпускается в специальные чугуновозные ковши‚ которые доставляют его к сталеплавильным цехам или к установкам по производству литья.

Выпуск шлака производится через шлаковую летку‚ расположенную выше чугунной летки. Шлак выпускается в шлаковые ковши и используется в различных отраслях промышленности‚ например‚ в качестве строительного материала или для производства цемента.

Частота выпусков чугуна и шлака зависит от производительности печи и может варьироваться от нескольких часов до нескольких суток. Выпуск производится таким образом‚ чтобы обеспечить стабильную работу печи и получение чугуна и шлака заданного качества.

Перед выпуском чугуна и шлака производится подготовка леток‚ которая включает в себя их очистку и подготовку желобов для слива расплавов. Выпуск производится под строгим контролем‚ чтобы избежать попадания шлака в чугун и наоборот.