Доменный процесс выплавки чугуна⁚ пошаговое руководство
Доменный процесс выплавки чугуна ⏤ это сложный технологический процесс, который включает в себя несколько этапов. Он заключается в восстановлении железа из железной руды путем ее восстановления в шахтной печи, называемой домной. В процессе плавки руда взаимодействует с коксом и флюсами, что приводит к образованию жидкого чугуна, который затем отводится из домны. Процесс плавки происходит при высоких температурах, и в нем участвуют множество химических реакций.
Подготовка сырья
Подготовка сырья для доменного процесса ー это очень важный этап, который определяет качество получаемого чугуна. В качестве сырья для выплавки чугуна используются⁚
- Железная руда⁚ Это основной компонент, содержащий железо в виде оксидов. Качество руды зависит от содержания железа, примесей, а также от ее физических свойств. Руду перед подачей в домну необходимо измельчить и обогатить, чтобы повысить содержание железа и уменьшить количество пустой породы.
- Кокс⁚ Это твердое топливо, полученное из угля путем коксования. Кокс служит восстановителем железа из руды, а также источником тепла для плавки; Качество кокса определяется его прочностью, реакционной способностью и содержанием золы.
- Флюсы⁚ Это вещества, которые добавляются в домну для регулирования состава шлака. Шлак ー это расплавленные отходы доменного процесса, которые удаляются из домны вместе с чугуном. Флюсы помогают удалить из шлака примеси и снизить температуру плавки.
Все сырьевые материалы перед подачей в домну проходят подготовку. Руду измельчают и обогащают, кокс сортируют и подсушивают, а флюсы измельчают и смешивают с рудой и коксом в определенных пропорциях.
Загрузка материалов в домну
После подготовки сырья начинается процесс загрузки материалов в домну. Домна ー это высокая шахтная печь, которая состоит из нескольких отделений⁚ горна, шахты и колошника. В горне происходит плавка руды, в шахте ー восстановление железа из руды, а в колошнике ⏤ загрузка материалов.
Загрузка материалов в домну происходит по определенной схеме. Сначала в колошник загружают слой кокса, затем слой руды и флюсов. Этот процесс называется «шахматной загрузкой». Такая загрузка обеспечивает равномерное распределение материалов в домне и создает условия для эффективного восстановления железа из руды.
Загрузка материалов в домну происходит непрерывно. Специальные механизмы подают сырье в колошник, а в низу домны происходит выпуск чугуна и шлака. Процесс загрузки и выпуска материалов синхронизирован и обеспечивает непрерывный цикл доменного процесса.
Процесс плавки
Процесс плавки в домне ー это сложный химический процесс, который протекает при высоких температурах. В горне домны температура достигает 1500-1600 градусов Цельсия. В этих условиях происходит восстановление железа из руды и образование жидкого чугуна.
Кокс, загруженный в домну, сгорает при высоких температурах, выделяя угарный газ (CO). Угарный газ является восстановителем и взаимодействует с железной рудой, высвобождая железо из ее соединений. В результате происходит образование жидкого железа, которое собирается в нижней части домны ー горне.
Флюсы, загруженные в домну, взаимодействуют с пустой породой и образуют шлак. Шлак легче чугуна и плавает на его поверхности. Шлак удаляется из домны отдельным потоком и используется в строительстве и других отраслях промышленности.
Процесс плавки в домне происходит непрерывно. В верхнюю часть домны постоянно загружаются новые порции сырья, а из нижней части отводятся чугун и шлак. Это обеспечивает непрерывный цикл производства чугуна.
Выпуск чугуна
Выпуск чугуна из домны ⏤ это завершающий этап доменного процесса. Когда чугун накопится в достаточном количестве в горне домны, его отводят через специальные отверстия ⏤ чугунные желоба. Чугунные желоба расположены в нижней части домны и подключены к чугуновозным ковшам.
Перед выпуском чугуна необходимо провести некоторые подготовительные работы. Сначала необходимо открыть задвижку на чугунном желобе. Затем необходимо подвести чугуновозный ковш к желобу и установить его в нужное положение. После этого можно открыть задвижку на желобе и начать выпуск чугуна.
Выпуск чугуна происходит под давлением газов, которые образуются в процессе плавки. Скорость выпуска чугуна зависит от давления газов и от размера чугунного желоба. Обычно выпуск чугуна происходит в течение нескольких минут.
После того как чугун выпущен из домны, его перевозят на металлургические заводы, где он используется для производства стали, чугунного литья и других металлопродуктов.