процесс доменного производства чугуна

Доменное производство чугуна – это сложный и многоступенчатый процесс, который включает в себя подготовку сырья, загрузку материалов в доменную печь, плавку, выпуск чугуна и его очистку и обработку.

Подготовка сырья

На первом этапе доменного производства чугуна происходит подготовка сырья, которое включает в себя следующие операции⁚

• Подготовка железной руды⁚ Железная руда, добытая из недр земли, обычно содержит примеси, такие как глина, песок, карбонаты и другие минералы. Для удаления этих примесей руду подвергают обогащению. Это может включать дробление, измельчение, магнитную сепарацию, флотацию и другие методы, в зависимости от типа руды и ее состава.
• Подготовка кокса⁚ Кокс – это твердый, пористый уголь, который используется в качестве топлива и восстановителя в доменной печи. Он получается путем коксования каменного угля в специальных печах.
• Подготовка флюсов⁚ Флюсы – это материалы, которые добавляются в доменную печь для снижения температуры плавления шлака и улучшения его свойств. Чаще всего в качестве флюсов используются известняк, доломит, кварцевый песок и другие материалы.

Правильная подготовка сырья является ключевым фактором для успешного доменного производства. Качество и состав сырья влияют на качество получаемого чугуна, расход топлива и эффективность всего процесса.

Загрузка материалов в доменную печь

После подготовки сырьевые материалы загружаются в доменную печь – гигантское сооружение, напоминающее вертикальную цилиндрическую печь, высотой до 30 метров и диаметром до 10 метров. В доменной печи создаются специальные условия для плавки руды и получения чугуна.

Загрузка материалов происходит сверху печи через специальный загрузочный колошник. Материалы загружаются в определенной последовательности⁚

1. Слой кокса⁚ Кокс укладывается слоями для обеспечения горения и создания восстановительной атмосферы.
2. Слой руды⁚ Железная руда, смешанная с флюсами, укладывается поверх кокса.
3. Слой флюсов⁚ Флюсы добавляются для удаления примесей из руды и образования шлака.

Загрузка материалов происходит непрерывно, обеспечивая постоянный процесс плавки в доменной печи.

Процесс плавки

В доменной печи происходит сложный процесс плавки, где под воздействием высоких температур и восстановительной атмосферы происходит превращение железной руды в чугун. В нижней части печи расположены фурмы, через которые подается горячий воздух, который обеспечивает горение кокса.

Горячий воздух, поступающий в печь, взаимодействует с коксом, вызывая его горение. В результате горения выделяется тепло, которое нагревает руду и флюсы. При достижении высоких температур (около 1500°C) происходит плавление руды и образование жидкого чугуна.

Восстановительные газы, образующиеся при горении кокса, взаимодействуют с оксидами железа в руде, восстанавливая их до металлического железа. Флюсы, в свою очередь, взаимодействуют с примесями в руде, образуя шлак, который плавится и удаляется из печи.

Процесс плавки в доменной печи является непрерывным, где материалы загружаются сверху, а жидкий чугун и шлак вытекают снизу.

Выпуск чугуна

После завершения процесса плавки, жидкий чугун скапливается в нижней части доменной печи, называемой «горном». Из горна чугун периодически выпускают через специальные отверстия, называемые «чугунопроводами».

Перед выпуском чугуна, его состав анализируют, чтобы убедиться в его соответствии требованиям. Для этого используют специальные пробы, которые отбираются из чугунопровода.

Выпуск чугуна осуществляется в специальные чугунные ковшы, которые затем транспортируют к месту дальнейшей переработки. В ковшах чугун охлаждается до определенной температуры, после чего его разливают в формы для получения чугунных изделий или направляют на дальнейшую переработку.

Процесс выпуска чугуна является важным этапом, так как от него зависит качество получаемой продукции. Поэтому он осуществляется под строгим контролем и с соблюдением всех необходимых мер безопасности.