Основной процесс происходящий в доменной печи

Доменная печь — это гигантский вертикальный реактор, в котором происходит сложный процесс восстановления железа из железной руды. В печи происходит много химических реакций, которые приводят к превращению руды в чугун. Процесс плавки в доменной печи непрерывный, и сырье загружается сверху, а чугун и шлак выходят снизу.

Подготовка сырья

Прежде чем сырье попадет в доменную печь, оно проходит тщательную подготовку, которая имеет решающее значение для эффективной работы печи. Эта подготовка включает в себя несколько этапов, направленных на оптимизацию состава и физических свойств сырья.

• Подготовка железной руды⁚ Железная руда, являющаяся основным сырьем, поступает в печь в виде кусков различного размера. Для обеспечения равномерного распределения руды в печи и оптимизации процесса плавки, руду дробят и обогащают. Дробление руды позволяет получить частицы более мелкого размера, что способствует более быстрому и полному восстановлению железа. Обогащение руды заключается в удалении пустой породы и других примесей, которые не нужны в процессе плавки. Этот процесс может включать в себя магнитную сепарацию, флотацию или гравитационное обогащение.
• Подготовка кокса⁚ Кокс является топливом для доменной печи и одновременно восстановителем железа. Он должен обладать определенными свойствами, такими как высокая прочность, низкая зольность и высокая реакционная способность. Перед использованием кокс подвергается тщательной подготовке. Его дробят до нужного размера, чтобы обеспечить равномерное распределение в печи. Также кокс может быть подвергнут коксовому брикетированию, что позволяет получить более прочные и устойчивые к истиранию куски.
• Подготовка флюсов⁚ Флюсы ⎻ это материалы, которые добавляются в печь для регулирования состава шлака. Шлак — это жидкий отход, образующийся в процессе плавки, который удаляется из печи. Флюсы помогают снизить температуру плавления шлака и сделать его более текучим, что облегчает его удаление из печи. В качестве флюсов используются известняк, доломит или другие материалы, которые содержат оксиды кальция, магния или кремния.

Правильная подготовка сырья, это залог эффективной работы доменной печи. Она позволяет оптимизировать процесс плавки, снизить потери железа, повысить производительность печи и улучшить качество получаемого чугуна.

Загрузка сырья в печь

После тщательной подготовки сырье готово к загрузке в доменную печь. Процесс загрузки ⎻ это важный этап, который требует точности и координации. От правильной загрузки зависит эффективность плавки, качество получаемого чугуна и безопасность работы печи.

Загрузка сырья в доменную печь осуществляется сверху через специальный загрузочный колошник. Колошник — это устройство, которое обеспечивает герметичность печи и позволяет равномерно распределять сырье по всей площади печи. Сверху колошника находится загрузочный бункер, куда подается подготовленное сырье.

Загрузка сырья в печь происходит по определенному алгоритму, который называется «шихтовка». Шихтовка ⎻ это процесс последовательной загрузки различных видов сырья в печь. Обычно в печь загружают слои железной руды, кокса и флюсов.

• Железная руда⁚ Загрузка железной руды происходит в виде кусков определенного размера. Размер кусков руды должен быть оптимальным для обеспечения равномерного распределения и эффективного восстановления железа.
• Кокс⁚ Кокс загружается в печь для обеспечения процесса горения и восстановления железа. Кокс должен быть прочным и иметь оптимальный размер, чтобы обеспечить хорошую проницаемость воздуха в печи.
• Флюсы⁚ Флюсы загружают в печь для регулирования состава шлака. Флюсы должны быть в оптимальном соотношении с железной рудой и коксом, чтобы обеспечить образование жидкого шлака с нужными свойствами.

Загрузка сырья в печь ⎻ это непрерывный процесс, который происходит в течение всего времени работы печи. Правильная шихтовка и равномерное распределение сырья в печи являются ключевыми факторами для достижения высокой эффективности плавки и получения качественного чугуна.

Процесс плавки

После загрузки сырья в печь начинается процесс плавки, который представляет собой сложный комплекс физико-химических процессов, происходящих в печи при высоких температурах. В печи происходит восстановление железа из железной руды, плавка и образование чугуна, а также образование шлака, который отделяет чугун от пустой породы.

Процесс плавки начинается с зажигания кокса в нижней части печи, где температура достигает 1500-1600°C. Горячий воздух вдувается в печь через форсунки, расположенные в нижней части печи. В результате горения кокса образуется угарный газ (CO), который является восстановителем железа.

В процессе плавки железная руда проходит через несколько зон печи, где происходят следующие процессы⁚

• Зона предварительного нагрева⁚ В этой зоне железная руда нагревается до температуры 600-700°C, при которой происходит удаление влаги и органических веществ.
• Зона восстановления⁚ В этой зоне при температуре 700-1000°C происходит восстановление железа из оксидов железа угарным газом.
• Зона плавления⁚ В этой зоне при температуре 1200-1300°C железо плавится и образует жидкий чугун.
• Зона шлакообразования⁚ В этой зоне при температуре 1400-1500°C происходит плавление флюсов и образование жидкого шлака.

Шлак отделяется от чугуна за счет разницы в плотности и выводится из печи через специальные отверстия. Чугун собирается в нижней части печи и выпускается через специальные отверстия в печи.

Процесс плавки в доменной печи, это сложный и непрерывный процесс, который требует постоянного контроля и регулирования. От правильной организации процесса плавки зависит качество получаемого чугуна и безопасность работы печи.