опишите процессы происходящие в доменной печи

Процессы в доменной печи⁚ от сырья к чугуну

Доменная печь – это гигантский вертикальный реактор, в котором происходит сложный технологический процесс переработки железной руды в чугун. Этот процесс основан на химических реакциях, происходящих при высоких температурах.

Подготовка сырья

Перед отправкой в доменную печь сырье проходит тщательную подготовку, которая включает в себя несколько этапов.

• Подготовка железной руды⁚ Руда, добытая в карьерах, обычно содержит примеси, которые необходимо удалить. Процесс обогащения руды включает дробление, измельчение, магнитную сепарацию и флотацию.
• Подготовка кокса⁚ Кокс – это твердый пористый материал, получаемый из каменного угля. Он служит топливом и восстановителем в доменной печи. Кокс должен обладать определенными свойствами, такими как прочность, пористость и содержание золы.
• Подготовка флюсов⁚ Флюсы – это вещества, которые добавляют в шихту для снижения температуры плавления шлака и облегчения его удаления из печи. В качестве флюсов используют известняк, доломит или другие материалы.

Все компоненты шихты (железная руда, кокс, флюсы) должны быть тщательно измельчены и перемешаны в определенных пропорциях, чтобы обеспечить оптимальные условия для плавки.

Загрузка в печь

После подготовки, сырье загружается в доменную печь через специальный загрузочный механизм. Этот процесс требует точности и слаженной работы, чтобы обеспечить равномерное распределение шихты по объему печи.

Загрузка происходит в несколько этапов⁚

1. Подготовка шихты⁚ Подготовленная шихта (железная руда, кокс, флюсы) загружается в бункеры, расположенные над печью.
2. Дозирование⁚ Специальные дозирующие устройства отмеряют необходимое количество каждого компонента шихты для каждой загрузки.
3. Загрузка в печь⁚ Дозированная шихта подается на загрузочный механизм, который равномерно распределяет ее по всему сечению печи.

Загрузка шихты в доменную печь – это непрерывный процесс, который происходит круглосуточно. Правильная загрузка шихты является важным фактором для обеспечения стабильной работы печи и получения качественного чугуна.

Процессы в шахте печи

Шахта печи – это верхняя часть доменной печи, где происходит ряд важных процессов, подготавливающих шихту к плавке. Здесь шихта постепенно опускается вниз, проходя через зоны с различными температурами и газовой средой.

• Сушка⁚ В верхней части шахты шихта нагревается горячими газами, поднимающимися из нижних зон печи. Это приводит к испарению влаги из шихты, что важно для эффективного горения кокса.
• Разложение⁚ По мере опускания шихты вниз температура повышается, и начинается разложение карбонатов в руде, а также выделение летучих компонентов из угля.
• Редукция⁚ В этой зоне происходит восстановление железа из руды. Оксиды железа в руде реагируют с угарным газом, образующимся при горении кокса, и превращаются в металлическое железо.
• Прогрев⁚ Нижняя часть шахты служит для окончательного прогрева шихты перед ее поступлением в зону плавки.

Все эти процессы в шахте печи происходят последовательно, обеспечивая подготовку шихты к плавке и формирование расплавленного железа.

Плавка и образование чугуна

В нижней части доменной печи, называемой «горном», происходит плавка шихты и образование чугуна. Здесь температура достигает 1500-1600 °C, что достаточно для плавления железа и других компонентов шихты.

В этой зоне происходит ряд важных процессов⁚

• Горение кокса⁚ Кокс, поступающий в печь, горит в атмосфере воздуха, подаваемого в печь через дутьевые устройства. В результате горения образуются угарный газ (CO) и двуокись углерода (CO₂).
• Восстановление железа⁚ Угарный газ, образующийся при горении кокса, вступает в реакцию с оксидами железа в шихте, восстанавливая металлическое железо.
• Образование чугуна⁚ Расплавленное железо, образующееся в результате восстановления, впитывает в себя углерод из кокса, а также другие элементы, такие как кремний, марганец, фосфор и сера. В результате образуется чугун – сплав железа с углеродом и другими элементами.
• Образование шлака⁚ Помимо чугуна, в горне образуется шлак – расплавленная масса, состоящая из пустой породы, флюсов и некоторых других компонентов. Шлак отделяется от чугуна за счет разницы в плотности и выводится из печи отдельным потоком.

Таким образом, в горне доменной печи происходит сложный процесс плавки и образования чугуна, который является основным продуктом производства в доменной печи.