Конструкция доменной печи
Доменная печь представляет собой вертикальный цилиндрический агрегат, состоящий из нескольких основных элементов. В верхней части располагается загрузочный колошник, куда подаются шихтовые материалы. В нижней части печи находится горн, где происходит выплавка чугуна. Печь выложена из огнеупорных материалов, которые выдерживают высокие температуры и химически агрессивные среды.
Основные элементы конструкции
Доменная печь представляет собой сложную конструкцию, состоящую из нескольких ключевых элементов, каждый из которых играет важную роль в процессе выплавки чугуна.
- Шахта печи ⸺ это основная часть доменной печи, представляющая собой вертикальный цилиндр, где происходит восходящий поток газов и нисходящий поток шихтовых материалов. Шахта печи имеет значительную высоту, что позволяет обеспечить достаточное время для проведения химических реакций и физических процессов, необходимых для выплавки чугуна.
- Горн ⎯ это нижняя часть печи, где происходит окончательное плавление шихтовых материалов и образование жидкого чугуна. Горн имеет коническую форму, что способствует концентрации тепла и облегчает слив чугуна. В горне расположены фурмы, через которые в печь подается воздух для горения кокса, обеспечивая необходимую температуру для процесса выплавки.
- Колошник ⎯ это верхняя часть печи, где происходит загрузка шихтовых материалов. Колошник оборудован специальными устройствами для равномерной подачи шихты в печь, а также для предотвращения утечки газов.
- Газоход ⸺ это канал, по которому отводятся газы, образующиеся в печи. Газы содержат ценные компоненты, такие как углекислый газ, водород, метан, которые могут быть использованы в качестве топлива или сырья для других производств.
- Вентилятор ⎯ это устройство, которое подает воздух в печь для горения кокса. Вентилятор обеспечивает необходимую скорость подачи воздуха для поддержания оптимальной температуры в печи.
- Чугунная ванна ⎯ это резервуар, где собирается жидкий чугуна после выплавки. Чугунная ванна оборудована сливными отверстиями для вывода чугуна в ковш, а также системой охлаждения для предотвращения застывания металла.
- Шлак ⎯ это побочный продукт выплавки чугуна, образующийся в результате взаимодействия шихтовых материалов с коксом. Шлак собирается в шлак-отвод, откуда его периодически удаляют.
Все эти элементы тесно взаимодействуют друг с другом, обеспечивая непрерывный процесс выплавки чугуна в доменной печи.
Подготовка шихтовых материалов
Подготовка шихтовых материалов является важным этапом в процессе выплавки чугуна, от которого зависит качество конечного продукта. шихтовые материалы представляют собой смесь руды, флюсов и топлива, которые загружаются в доменную печь.
- Руда ⎯ это основной компонент шихты, содержащий железо. Руда может быть разных типов, например, магнетитовая, гематитовая, бурый железняк. Перед загрузкой в печь руду дробят до определенного размера, чтобы обеспечить более равномерное распределение в печи и улучшить процесс восстановления железа.
- Флюсы ⎯ это вещества, которые добавляют в шихту для снижения температуры плавления шлака и облегчения его удаления из печи. Флюсы бывают основных (известняк, доломит) и кислых (кварцевый песок). Выбор флюсов зависит от состава руды и желаемого состава шлака.
- Топливо ⎯ это кокс, который используется для получения высокой температуры в печи, необходимой для плавления руды и восстановления железа. Кокс должен обладать высокой прочностью, чтобы не разрушаться под действием высоких температур и давления в печи.
Все шихтовые материалы тщательно подготавливаются перед загрузкой в печь. Руда, флюсы и топливо дозируются в определенных пропорциях, чтобы обеспечить оптимальный состав шихты. шихтовые материалы загружаются в печь слоями, чередуя руду, флюсы и топливо. Такое чередование обеспечивает равномерное распределение тепла в печи и способствует эффективному протеканию процесса выплавки чугуна.
Технологический процесс выплавки чугуна
Выплавка чугуна в доменной печи представляет собой сложный технологический процесс, который включает в себя несколько этапов, начиная с загрузки шихтовых материалов и заканчивая получением жидкого чугуна и шлака.