Содержание
Процессы выплавки чугуна в доменной печи
Выплавка чугуна в доменной печи ⎻ это сложный технологический процесс, который включает в себя несколько этапов, начиная с подготовки шихтовых материалов и заканчивая выпуском готового чугуна и шлака.
Подготовка шихтовых материалов
Подготовка шихтовых материалов ― это важнейший этап в процессе выплавки чугуна, от которого напрямую зависит качество конечного продукта. Основными компонентами шихты являются железная руда, кокс и флюсы.
Железная руда ⎻ это источник железа, которое в процессе выплавки переходит в чугун. Руду предварительно подвергают обогащению, чтобы повысить содержание железа и снизить содержание вредных примесей.
Кокс ⎻ это твердое топливо, которое служит для создания высокой температуры в доменной печи и восстановления железа из руды. Кокс получают из каменного угля путем коксования, процесса, при котором уголь нагревают без доступа воздуха.
Флюсы ⎻ это вещества, которые добавляются в шихту для удаления примесей из руды и создания шлака. Шлак ― это расплавленный материал, который отделяется от чугуна и удаляется из доменной печи. Флюсы бывают основными и кислыми. Основные флюсы, такие как известняк, используются для удаления кремнезема из руды, а кислые флюсы, такие как кварцевый песок, ⎻ для удаления извести.
Подготовка шихтовых материалов включает в себя следующие операции⁚
— Дробление и измельчение руды, кокса и флюсов до необходимых размеров.
— Смешивание компонентов шихты в определенных пропорциях.
— Транспортировка шихты к доменной печи.
Качество шихтовых материалов и правильность их подготовки оказывают решающее влияние на эффективность процесса выплавки чугуна, поэтому этот этап требует особого внимания и контроля.
Загрузка шихты в доменную печь
Загрузка шихты в доменную печь ⎻ это следующий этап процесса выплавки чугуна, который требует точности и координации.
Процесс загрузки осуществляется с помощью специального механизма ⎻ шихтоподъемника, который поднимает шихту на вершину печи.
Для обеспечения равномерного распределения шихты в печи, используют специальные загрузочные устройства.
При загрузке шихты необходимо соблюдать определенный порядок, чтобы обеспечить оптимальные условия для протекания процессов в печи.
Обычно шихту загружают слоями, чередуя железную руду, кокс и флюсы.
Кокс служит для создания высокой температуры, а флюсы для удаления примесей из руды.
Правильная загрузка шихты влияет на скорость и эффективность процесса выплавки чугуна.
Неправильная загрузка может привести к неравномерному распределению тепла в печи, что может привести к неполному восстановлению железа из руды и к повышенному расходу топлива.
Поэтому загрузка шихты в доменную печь ⎻ это ответственный процесс, который требует опытных специалистов и современного оборудования.
Процессы в доменной печи
Внутри доменной печи происходят сложные физико-химические процессы, которые приводят к выплавке чугуна.
В верхней части печи, где температура достигает 400-500 градусов Цельсия, происходит преимущественно подготовка шихты.
Железная руда, кокс и флюсы нагреваются и частично разлагаются.
По мере продвижения шихты вниз температура постепенно возрастает, и начинаются реакции восстановления железа из руды.
Кокс сгорает, выделяя угарный газ, который взаимодействует с оксидами железа, восстанавливая их до металлического железа.
В нижней части печи, где температура достигает 1500-1600 градусов Цельсия, металлическое железо плавится и стекает в горн печи.
Флюсы взаимодействуют с пустой породой и образуют шлак, который плавает на поверхности расплавленного чугуна.
Шлак отводит из печи нежелательные примеси, такие как кремний, фосфор и сера.
Процессы в доменной печи протекают непрерывно, обеспечивая постоянный выпуск чугуна и шлака.
Выпуск чугуна и шлака
После завершения всех процессов в доменной печи, расплавленный чугун и шлак выпускаются из печи через специальные отверстия, называемые «летки».
Чугун выпускается в специальные желоба, которые направляют его в чугуновозные ковши.
Шлак выпускается в отдельные желоба и направляется в шлакоотвал.
Процесс выпуска чугуна и шлака проводится с помощью специального оборудования, которое обеспечивает безопасность и эффективность процесса.
Выпуск чугуна и шлака происходит периодически, в зависимости от производительности доменной печи и требований производства.
Полученный чугун используется для производства стали, чугунного литья и других металлопродуктов.
Шлак может использоваться в строительстве, в производстве цемента и в других отраслях промышленности.