Содержание
Доменные процессы при выплавке чугуна
Доменная плавка – это сложный технологический процесс, в котором из железной руды получают чугун. Процесс происходит в специальной печи – домне, и включает в себя несколько этапов⁚ подготовку шихтовых материалов, загрузку шихты в домну, процессы в печи, выпуск чугуна и получение побочных продуктов;
Подготовка шихтовых материалов
Подготовка шихтовых материалов – это первый и крайне важный этап доменной плавки. От качества подготовки шихты напрямую зависит эффективность всего процесса. В качестве шихтовых материалов используются железная руда, кокс, флюсы и топливо.
Железная руда – это главный компонент шихты, из которого в процессе плавки получают чугун. Руда должна быть предварительно измельчена и обогащена, чтобы повысить содержание железа и снизить содержание вредных примесей.
Кокс – это твердое топливо, которое используется для создания высокой температуры в домне. Кокс получают из каменного угля путем коксования. Качество кокса – это один из ключевых факторов, влияющих на качество чугуна.
Флюсы – это вещества, которые добавляются в шихту для удаления из руды примесей, таких как кремнезем и оксиды алюминия. Флюсы вступают в реакцию с примесями, образуя шлаки, которые легко удаляются из домны.
Топливо – это дополнительный источник тепла, который используется для поддержания высокой температуры в домне. В качестве топлива могут использоваться природный газ, угольный газ, мазут и другие виды топлива.
Загрузка шихты в домну
После тщательной подготовки шихтовых материалов наступает этап их загрузки в домну. Процесс загрузки осуществляется с помощью специальных механизмов – скипов, которые доставляют шихту на вершину домны;
Загрузка шихты в домну производится по определенному алгоритму, который называется «шихтовкой». Шихтовка должна быть оптимальной, чтобы обеспечить равномерное распределение шихты в домне и создать благоприятные условия для протекания химических реакций.
В домну шихта загружается слоями⁚ слой руды, слой кокса, слой флюса. Такая последовательность обеспечивает оптимальное взаимодействие между компонентами шихты и способствует эффективному протеканию процесса плавки.
Загрузка шихты в домну – это непрерывный процесс, который осуществляется круглосуточно. Количество загружаемой шихты зависит от мощности домны и производительности плавки.
Процессы в печи
Внутри домны происходит множество сложных физико-химических процессов, которые приводят к образованию чугуна. Процесс плавки можно разделить на несколько зон, каждая из которых характеризуется своими специфическими условиями и протекающими реакциями.
В верхней части домны, в зоне загрузки шихты, происходит ее нагрев и частичное восстановление. В этой зоне температура достигает 400-500 °C, и под действием горячих газов происходит разложение карбонатов и удаление влаги из шихты.
Ниже зоны загрузки располагается зона восстановления, где происходит основное восстановление железа из руды. В этой зоне температура достигает 1000-1200 °C, и железо восстанавливается из оксидов под действием угарного газа, образующегося при сгорании кокса.
В нижней части домны, в зоне плавления, происходит плавление железа и шлака. Температура в этой зоне достигает 1500-1600 °C, и расплавленное железо и шлак стекают в нижнюю часть домны, откуда их выводят.
Процессы в печи – это сложный и непрерывный процесс, который требует постоянного контроля и управления.