характеристика технологического процесса доменной печи
Доменная печь ⸺ это сердце металлургического производства‚ где из железной руды получают чугун. Это сложный и многоступенчатый процесс‚ включающий в себя подготовку сырья‚ его загрузку в печь‚ высокотемпературные химические реакции и‚ наконец‚ выпуск готового чугуна и шлака.
Общие сведения о доменной печи
Доменная печь представляет собой вертикальную шахтную печь‚ имеющую высоту от 25 до 40 метров и диаметр от 8 до 14 метров. Её конструкция представляет собой стальной каркас‚ выложенный изнутри огнеупорным кирпичом. Внутри печи происходит непрерывный процесс плавки железной руды с помощью кокса‚ который служит топливом и восстановителем.
Доменная печь состоит из следующих основных частей⁚
- Горн ⸺ нижняя часть печи‚ где происходит плавка руды и образование чугуна.
- Шахта ー средняя часть печи‚ где происходит восстановительный процесс и нагрев руды.
- Расширение ー верхняя часть печи‚ где происходит загрузка сырья.
В процессе работы доменной печи в ней создается непрерывный поток материалов⁚
- Руда ⸺ основной источник железа.
- Кокс ー топливо и восстановитель‚ обеспечивающий высокую температуру плавления.
- Флюс ⸺ вещество‚ способствующее удалению шлаков.
- Воздух ⸺ обеспечивает горение кокса и создание высокой температуры.
Сверху в печь загружается смесь руды‚ кокса и флюса‚ а снизу подается воздух. В результате горения кокса образуется углеродный оксид‚ который восстанавливает железо из руды. Чугун плавится и стекает в горн‚ откуда его выпускают в специальные ковши. Шлак‚ более легкий‚ чем чугун‚ плавает на поверхности и также выпускается из печи.
Подготовка сырья
Подготовка сырья для доменной печи ー это важный этап‚ от которого зависит качество получаемого чугуна. Основные компоненты сырья ⸺ железная руда‚ кокс и флюс‚ подвергаются тщательной обработке‚ чтобы обеспечить их оптимальные свойства для плавки.
Железная руда ー это основной источник железа. Перед загрузкой в печь руду дробят до необходимого размера и обогащают‚ чтобы увеличить содержание железа и уменьшить количество пустой породы. Обогащение может проводиться разными способами‚ например‚ магнитной сепарацией или флотацией.
Кокс ⸺ это твердое топливо‚ получаемое из каменного угля при его переработке без доступа воздуха. Кокс служит топливом и восстановителем в доменной печи. Качество кокса определяется его прочностью‚ реакционной способностью и содержанием золы. Перед загрузкой в печь кокс просеивают и сортируют по размерам.
Флюс ⸺ это вещество‚ которое добавляют в доменную печь для снижения температуры плавления шлаков и обеспечения их легкого удаления. В качестве флюса используют известняк‚ доломит или флюсовую руду. Флюс также подвергается измельчению и сортировке перед загрузкой в печь.
Правильная подготовка сырья гарантирует стабильную работу доменной печи и получение качественного чугуна.
Загрузка сырья в печь
Загрузка сырья в доменную печь – это сложный и ответственный процесс‚ который требует строгого соблюдения технологических режимов. Сырье загружается в печь через специальные загрузочные устройства‚ которые называются колошниками. Колошник представляет собой металлическую конструкцию‚ которая перемещается вверх и вниз‚ позволяя загружать сырье в печь и уплотнять его.
Загрузка сырья в доменную печь происходит по определенной схеме‚ которая называется шихтовкой. Шихтовка представляет собой определенное соотношение железной руды‚ кокса и флюса‚ которое обеспечивает оптимальные условия для плавки и получения качественного чугуна. Шихтовка может быть разной в зависимости от типа руды‚ качества кокса и требуемых свойств чугуна.
При загрузке сырья в печь важно обеспечить равномерное распределение материалов по сечению печи. Это необходимо для того‚ чтобы обеспечить равномерное прохождение газов в печи и предотвратить образование заторов. Для контроля за загрузкой сырья используются специальные датчики и системы видеонаблюдения.
Правильная загрузка сырья в доменную печь является ключевым фактором для обеспечения стабильной работы печи и получения качественного чугуна.
Процессы в доменной печи
Внутри доменной печи происходят сложные физико-химические процессы‚ которые приводят к получению чугуна из железной руды. Эти процессы протекают при высоких температурах и давлении‚ и их можно разделить на несколько этапов.
Первый этап ー это подготовка сырья. В верхней части печи происходит нагрев и сушка загруженного сырья. Затем начинается процесс восстановления железа из руды. Этот процесс происходит при температуре около 1000°C и заключается в отщеплении кислорода от оксидов железа с помощью углерода из кокса.
Далее процесс переходит в зону плавления. При температуре около 1500°C расплавляется железо и шлак. Шлак ⸺ это отходы плавки‚ которые содержат в себе пустую породу и оксиды металлов. Шлак плавает на поверхности расплавленного железа и защищает его от окисления.
В нижней части печи происходит охлаждение и выпуск чугуна и шлака. Чугун выпускается через специальные отверстия ー чугунные летки. Шлак выпускается через отдельные отверстия ⸺ шлаковые летки.
Все эти процессы протекают в строго определенной последовательности и под контролем специальных систем управления.
