Процессы, происходящие в доменной печи
Доменная печь – это вертикальная цилиндрическая печь, в которой происходит восстановление железа из железной руды․ В ней протекают сложные физико-химические процессы, которые можно разделить на несколько этапов․
Подготовка шихтовых материалов
Перед загрузкой в доменную печь шихтовые материалы проходят тщательную подготовку․ Руда, кокс и флюсы измельчаются до определенного размера, чтобы обеспечить равномерное распределение в печи и улучшить проницаемость газового потока․ Измельчение руды производится в дробилках, а кокса – в коксовых дробилках․ Флюсы, такие как известняк или доломит, также измельчаются для лучшего взаимодействия с рудой при плавке․
Для повышения эффективности плавки руда может подвергаться обогащению, чтобы увеличить содержание железа и уменьшить количество пустой породы․ Обогащение может включать в себя магнитную сепарацию, флотацию или гравитационное обогащение․ Кокс, являющийся топливом и восстановителем, должен иметь определенную прочность и размер, чтобы обеспечить эффективное горение и восстановительные процессы․ Флюсы подбираются в зависимости от состава руды и должны быть легкоплавкими, чтобы обеспечить образование шлака․
Правильная подготовка шихтовых материалов – это важный этап, который обеспечивает стабильность работы доменной печи, снижает потери железа и повышает качество получаемого чугуна․
Загрузка шихты в печь
Загрузка шихты в доменную печь осуществляется с помощью специальных механизмов – загрузочных устройств․ Обычно используется система колошникового затвора, которая обеспечивает герметичность печи и предотвращает утечку газов․ Шихта загружается слоями, чередуя руду, кокс и флюсы․ При этом важно соблюдать определенное соотношение материалов, чтобы обеспечить оптимальные условия для плавки․
Загрузка шихты в печь – это непрерывный процесс, который осуществляется с определенной скоростью, чтобы поддерживать стабильное состояние печи․ Скорость загрузки зависит от многих факторов, таких как размер печи, состав шихты, температура плавки и другие․ Правильная загрузка шихты является важным фактором, влияющим на эффективность работы доменной печи․
При загрузке шихты важно обеспечить равномерное распределение материалов в печи, чтобы обеспечить равномерное прохождение газов и оптимальное взаимодействие между шихтовыми материалами․ Неправильная загрузка может привести к образованию «завалов» в печи, что может нарушить работу и снизить эффективность процесса плавки․
Процессы в нижней части печи
В нижней части доменной печи, называемой горном, происходит плавление и разделение шихтовых материалов․ Здесь температура достигает 1500-1600°C, что достаточно для плавления железа, шлака и кокса․ Горн представляет собой расширенную часть печи, где происходит основная часть химических реакций, необходимых для получения чугуна․
В горне происходит восстановление железа из руды, то есть отделение железа от кислорода․ Это происходит за счет взаимодействия руды с горячим коксом, который служит восстановителем․ В результате образуется жидкое железо, которое собирается в нижней части горна․
Одновременно с плавлением железа происходит образование шлака․ Шлак – это расплавленная смесь оксидов, которая образуется в результате взаимодействия флюсов с рудой․ Шлак менее плотный, чем железо, поэтому он всплывает на поверхность и собирается в верхней части горна․ Шлак удаляется из печи через специальные желоба, а железо – через летки, которые расположены в нижней части печи․