Перейти к содержанию

Процессы выплавки чугуна в доменной печи

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.