процессы проходящие в доменной печи

Процессы, протекающие в доменной печи

Доменная печь представляет собой сложную конструкцию, в которой происходят различные физико-химические процессы, направленные на получение чугуна из железной руды.

Подготовка шихтовых материалов

Подготовка шихтовых материалов является важнейшим этапом в производстве чугуна. От качества подготовки зависит эффективность работы доменной печи, а также качество получаемого чугуна.

К шихтовым материалам относятся⁚

• Железная руда ⏤ основной источник железа. Перед загрузкой в печь руду подвергают дробленью и обогащению, чтобы повысить содержание железа и удалить пустую породу;
• Кокс ⸺ топливо, которое обеспечивает тепло для протекания химических реакций в печи. Кокс получают из каменного угля путем коксования, при котором происходит удаление летучих веществ и образование пористого материала.
• Флюсы ⏤ вещества, которые помогают снизить температуру плавления шлака и улучшить его текучесть. В качестве флюсов используют известняк, доломит, кварцит.
• Металлолом ⏤ добавляется в шихту для увеличения выхода чугуна и снижения затрат.

Все шихтовые материалы перед загрузкой в печь тщательно взвешиваются и смешиваются в определенных пропорциях, чтобы обеспечить оптимальный состав шихты.

Загрузка шихтовых материалов

Загрузка шихтовых материалов в доменную печь происходит непрерывно, что является одним из ключевых моментов в технологическом процессе.

Загрузка осуществляеться с помощью специальных механизмов, таких как скиповые подъемники или ленточные конвейеры. Скиповые подъемники представляют собой большие емкости, которые поднимаются наверх печи и сбрасывают шихту в колошник ⏤ верхнюю часть печи. Ленточные конвейеры перемещают шихту по горизонтали и затем поднимают ее в печь.

Загрузка шихты осуществляется слоями, чтобы обеспечить равномерное распределение и предотвратить образование пустот.

При загрузке шихты важно соблюдать определенные правила⁚

• Правильное соотношение материалов⁚ количество железной руды, кокса и флюсов должно быть оптимальным, чтобы обеспечить нормальное протекание процессов в печи.
• Размер кусков⁚ куски шихтовых материалов должны иметь определенный размер, чтобы обеспечить свободное движение газов в печи и предотвратить забивание шахты.
• Скорость загрузки⁚ загрузка шихты должна осуществляться с определенной скоростью, чтобы поддерживать постоянный уровень материала в печи.

Правильная загрузка шихтовых материалов является важным фактором, влияющим на эффективность работы доменной печи и качество получаемого чугуна.

Процессы в шахте печи

Шахта доменной печи ⏤ это вертикальная часть печи, расположенная между колошником и горном. В шахте происходят важные процессы, которые подготавливают шихту к дальнейшим преобразованиям в горне.

В шахте печи происходит⁚

• Нагрев шихты⁚ горячие газы, поднимающиеся из горна, нагревают шихту, постепенно повышая ее температуру.
• Разложение влаги⁚ влага, содержащаяся в шихте, испаряется под воздействием тепла.
• Разложение карбонатов⁚ карбонаты, содержащиеся в руде и флюсе, разлагаются на оксиды и углекислый газ.
• Образование восстановительной атмосферы⁚ в шахте печи формируется восстановительная атмосфера, богатая оксидом углерода (CO), который играет ключевую роль в восстановлении железа из руды.
• Проникновение восстановительных газов⁚ восстановительные газы проникают в поры руды, взаимодействуя с оксидами железа.
• Частичное восстановление железа⁚ в шахте происходит частичное восстановление железа из руды, которое продолжается в горне.

Процессы в шахте печи являются важным этапом в производстве чугуна, они подготавливают шихту к дальнейшим преобразованиям в горне и обеспечивают эффективное использование топлива.

Процессы в горне печи

Горн доменной печи ⸺ это самая нижняя часть печи, где происходят основные процессы восстановления железа и образования чугуна. Здесь температура достигает 1500-1600 °C, создавая идеальные условия для химических реакций.

В горне печи происходят следующие процессы⁚

• Полное восстановление железа⁚ в горне происходит полное восстановление железа из оксидов, оставшихся после частичного восстановления в шахте.
• Образование чугуна⁚ восстановленное железо, взаимодействуя с углеродом кокса, образует чугун.
• Образование шлака⁚ флюс, добавленный в шихту, взаимодействует с пустой породой руды, образуя шлак. Шлак играет роль флюса, снижая температуру плавления руды и облегчая отделение чугуна от шлака.
• Плавка чугуна и шлака⁚ под воздействием высокой температуры чугун и шлак плавятся и собираются в нижней части горна.
• Отвод чугуна и шлака⁚ расплавленный чугун и шлак периодически отводятся из печи через специальные отверстия, расположенные в нижней части горна.

Процессы в горне печи являются ключевыми в производстве чугуна. Именно здесь происходит основное восстановление железа, образование чугуна и шлака, а также их отделение друг от друга.