Доменная печь: от сырья до чугуна

 

Основной процесс, протекающий в доменной печи

Доменная печь ౼ это гигантский вертикальный реактор, в котором происходит сложный химический и физический процесс восстановления железа из железной руды. В печи происходит многоэтапное взаимодействие между рудой, коксом, флюсами и воздухом, что приводит к образованию жидкого чугуна и шлака.

1. Подготовка материалов

Перед тем, как загрузить материалы в доменную печь, их необходимо тщательно подготовить. Это важный этап, от которого зависит качество получаемого чугуна и эффективность всего процесса.

  • Железная руда⁚ Руду дробят и измельчают до нужного размера, чтобы обеспечить максимальный контакт с коксом и воздухом. Важно, чтобы руда была очищена от примесей, которые могут негативно повлиять на качество чугуна.
  • Кокс⁚ Кокс ― это твердое топливо, которое получают из каменного угля. Он необходим для создания высокой температуры в печи и обеспечения процесса восстановления железа. Кокс должен иметь определенные характеристики, такие как прочность, размер и содержание серы.
  • Флюсы⁚ Флюсы ― это материалы, которые добавляют в шихту для удаления примесей из руды, таких как кремнезем и оксид алюминия. Флюсы, как правило, это известняк или доломит, которые при взаимодействии с примесями образуют шлак.
  • Воздух⁚ Воздух подается в доменную печь через фурмы, расположенные в нижней части печи. Воздух необходим для горения кокса, который создает высокую температуру в печи. В некоторых случаях в воздух добавляют кислород, чтобы увеличить температуру и повысить эффективность процесса.

Правильная подготовка материалов ౼ залог успешной работы доменной печи. Качество материалов, их состав, размер и влажность ౼ все эти факторы влияют на процесс плавки и конечный результат.

Читать статью  Где купить задвижку в Новосибирске?

2. Загрузка материалов в печь

После подготовки материалов наступает этап их загрузки в доменную печь. Это сложный и ответственный процесс, который требует точности и координации действий. Материалы загружаются в печь через колошник, расположенный в верхней части печи.

Загрузка материалов происходит в определенной последовательности, которая называется шихтовкой. Обычно шихтовка осуществляется в несколько этапов⁚

  1. Загрузка флюсов⁚ Первыми в печь загружаются флюсы, которые необходимы для удаления примесей из руды. Флюсы загружаются слоями, чтобы обеспечить равномерное распределение по всему объему печи.
  2. Загрузка железной руды⁚ После флюсов загружается железная руда. Руда также загружается слоями, чтобы обеспечить максимальный контакт с коксом и воздухом.
  3. Загрузка кокса⁚ Кокс загружается слоями, чередуясь с рудой и флюсами. Кокс обеспечивает высокую температуру в печи и служит источником углерода для процесса восстановления железа.

Загрузка материалов в печь осуществляется с помощью специальных механизмов ― подъемников и бункеров. Важно, чтобы материалы загружались равномерно, без образования пустот и заторов. Неправильная загрузка может привести к снижению эффективности печи и проблемам с процессом плавки.

После загрузки материалов в печь, они начинают движение вниз под действием собственного веса. В процессе движения материалы подвергаются воздействию высоких температур и газов, что приводит к их химическим и физическим изменениям.

3. Процесс плавки

Процесс плавки в доменной печи ౼ это сложный и многоступенчатый процесс, который протекает при высоких температурах и давлении. Материалы, загруженные в печь, постепенно опускаются вниз, проходя через различные зоны печи, где происходят химические и физические изменения.

В верхней части печи, называемой колошником, материалы нагреваются до температуры около 200-300°C. В этой зоне происходит предварительный нагрев материалов и удаление части влаги. По мере опускания материалов вниз, температура повышается, и в печи выделяются газы, которые используются для получения энергии.

Читать статью  Хроматирование цинковых покрытий

В средней части печи, называемой шахтой, температура достигает 800-1000°C. В этой зоне происходит основное восстановление железа из руды. Кокс, являющийся источником углерода, реагирует с оксидами железа, образуя металлическое железо. Также в шахте происходит спекание руды и флюсов.

В нижней части печи, называемой горном, температура достигает 1500-1600°C. В этой зоне происходит плавление железа и шлака. Жидкое железо собирается внизу печи, а шлак, содержащий примеси, поднимается на поверхность. Шлак удаляется из печи через специальные отверстия, а жидкое железо выводится через горн в ковш.

Процесс плавки в доменной печи непрерывен. Материалы загружаются в печь сверху, а чугун и шлак выводится снизу. Это позволяет поддерживать постоянный процесс плавки и получать чугун в больших объемах.

4. Выпуск чугуна и шлака

После завершения процесса плавки в доменной печи, образуються два продукта⁚ жидкий чугун и шлак. Чугун – это основной продукт, который является сырьем для дальнейшей переработки в сталь. Шлак, являющийся побочным продуктом, представляет собой расплавленную смесь оксидов, флюсов и других примесей, которые не растворились в чугуне.

Выпуск чугуна и шлака осуществляется через специальные отверстия, расположенные в нижней части печи. Чугун, имеющий более высокую плотность, собирается внизу печи, а шлак, менее плотный, располагается на поверхности. Для удаления шлака используется специальный желоб, который направляет его в отдельный ковш.

Выпуск чугуна осуществляется через горн – специальное отверстие, которое открывается только для слива чугуна. Процесс слива чугуна контролируется оператором, который следит за уровнем металла в печи и температурой чугуна. Для предотвращения остывания чугуна, его сразу же после слива заливают в специальный ковш, который затем транспортируется к месту дальнейшей обработки.

Шлак, после удаления из печи, охлаждается и затвердевает. Он используется в различных отраслях промышленности, например, в строительстве, для производства цемента и других материалов.

Читать статью  Управление задвижками с электроприводом

Процесс выпуска чугуна и шлака является важным этапом в работе доменной печи. Он позволяет получить готовый продукт – чугун, и очистить его от примесей. Правильное управление процессом выпуска чугуна и шлака обеспечивает стабильную работу печи и позволяет получать качественный продукт.