Основной процесс при доменном производстве

Доменное производство ー это сложный технологический процесс, направленный на получение чугуна из железной руды. Основной принцип заключается в восстановлении железа из руды путем ее плавки с коксом в доменной печи. Доменный процесс является непрерывным, то есть сырье загружается в печь сверху, а чугун и шлак выводятся снизу.

Подготовка сырья

Подготовка сырья для доменного производства является важным этапом, от которого зависит качество получаемого чугуна. Основными компонентами сырьевой смеси являются железная руда, кокс, флюс и топливо.

• Железная руда ⏤ это основной источник железа. Она содержит оксиды железа, которые под воздействием высоких температур восстанавливаются до металлического железа. Перед загрузкой в доменную печь руду подвергают дробленю и обогащению, чтобы увеличить содержание железа и уменьшить количество пустой породы.
• Кокс ⏤ это твердое топливо, получаемое из каменного угля; Он служит для создания высокой температуры в печи и восстановителем железа из руды. Кокс должен обладать высокой прочностью, чтобы не разрушаться под воздействием высоких температур и давления.
• Флюс ⏤ это вещество, которое добавляется в сырьевую смесь для регулирования состава шлака. Шлак ⏤ это расплавленная порода, которая образуется в процессе плавки. Флюс помогает снизить температуру плавления шлака и сделать его более текучим.
• Топливо ー это вещество, которое сжигается в печи для создания высокой температуры. В качестве топлива могут использоваться природный газ, мазут, уголь и другие виды топлива.

Все компоненты сырьевой смеси должны быть тщательно подготовлены перед загрузкой в доменную печь. Руда должна быть измельчена до определенного размера, кокс должен быть прочным и однородным, флюс должен быть правильно подобран по составу, а топливо должно быть качественным и соответствовать требованиям.

Качество сырьевой смеси оказывает существенное влияние на качество получаемого чугуна. Если сырье не соответствует требованиям, то это может привести к снижению производительности печи, ухудшению качества чугуна и увеличению расхода топлива.

Загрузка сырья в домну

Загрузка сырья в доменную печь ー это непрерывный процесс, который осуществляется с помощью специальных механизмов. В современных доменных печах загрузка сырья происходит сверху, через колошник ー верхнюю часть печи.

Процесс загрузки включает в себя следующие этапы⁚

• Подготовка сырья ⏤ перед загрузкой сырьевая смесь, состоящая из железной руды, кокса, флюса и топлива, тщательно перемешивается в специальных бункерах для обеспечения равномерного распределения компонентов.
• Подача сырья в колошник ー подготовленная сырьевая смесь подается в колошник с помощью специальных механизмов, называемых «загрузочными устройствами». Эти устройства оснащены конвейерными лентами, бункерами и системами управления, что позволяет точно дозировать и последовательно загружать сырье в печь.
• Распределение сырья ⏤ после подачи в колошник сырье равномерно распределяется по всей площади печи с помощью специальных устройств ー «распределителей». Распределители обеспечивают равномерную загрузку сырья, что позволяет создать необходимые условия для проведения доменного процесса.
• Контроль загрузки ー загрузка сырья в печь осуществляется под строгим контролем. Специальные датчики и системы мониторинга следят за тем, чтобы загрузка происходила в соответствии с заданными параметрами.

Важно отметить, что загрузка сырья в доменную печь ⏤ это непрерывный процесс, который происходит в течение всего времени работы печи. При неправильной загрузке сырья могут возникнуть негативные последствия, такие как неравномерное распределение тепла, нарушение доменного процесса и снижение качества чугуна.

Плавка и получение чугуна

Плавка и получение чугуна ー это сердце доменного производства, где происходит превращение железной руды в чугун. Этот процесс протекает в доменной печи, представляющей собой высокую печь, выложенную из огнеупорного кирпича.

Внутри печи происходит сложный физико-химический процесс, включающий в себя следующие этапы⁚

• Подъем и прогрев сырья ー загруженное сырье постепенно опускается вниз в печи, проходя через зоны с повышающейся температурой. Кокс в печи горит, выделяя тепло, которое используется для прогрева и плавки сырья.
• Восстановление железа ー при прохождении сырья через зону высоких температур (около 1500-1600°C) происходит восстановление железа из руды. Кокс в печи служит восстановителем, отдавая углерод оксидам железа и образуя чистое железо.
• Плавка и образование чугуна ⏤ восстановленное железо плавится и смешивается с углеродом, образуя чугун. Чугун ⏤ это сплав железа с углеродом, а также другими элементами, такими как кремний, марганец и фосфор.
• Образование шлака ー флюс, загруженный в печь, вступает в реакцию с пустой породой руды, образуя шлак. Шлак ー это легкоплавкая масса, которая плавает на поверхности расплавленного чугуна и выводится из печи в отдельную ёмкость.

Процесс плавки и получения чугуна в доменной печи протекает непрерывно. Чугун из печи выводится через специальные отверстия ⏤ «летки» ⏤ в форму или в транспортные ёмкости.

Выпуск чугуна

Выпуск чугуна ー это завершающая стадия доменного процесса, когда полученный в печи расплавленный чугун выводится из доменной печи в специальные емкости или формы. Этот процесс требует точного контроля и соблюдения определенных правил, чтобы обеспечить качество и безопасность производства.

Выпуск чугуна осуществляется через специальные отверстия в нижней части печи, называемые «летки». Летки обычно закрыты пробками, которые открывают в момент выпуска чугуна. Перед открытием летков необходимо провести некоторые подготовительные работы⁚

• Проверка готовности ёмкостей ⏤ перед выпуском чугуна необходимо убедиться, что ёмкости для сбора чугуна очищены и подготовлены к приему расплавленного металла.
• Проверка температуры чугуна ⏤ температура чугуна в печи должна быть в пределах нормативных значений, чтобы обеспечить его безопасный выпуск и заливку в ёмкости.
• Подготовка летков к открытию ⏤ пробки в летках перед открытием необходимо прогреть, чтобы они легче отделялись от печи и не препятствовали выпуску чугуна.

После подготовки летков к открытию их открывают и расплавленный чугун вытекает из печи в специальные ёмкости, называемые «чугунные ковши». Чугунные ковши обычно имеют специальную форму и объём, чтобы удобно транспортировать и заливать чугун в формы для изготовления чугунных изделий.

Выпуск чугуна ⏤ это ответственный и важный этап доменного производства, от которого зависит качество и количество получаемого чугуна. Ошибки при выпуске чугуна могут привести к повреждению печи, а также к потере металла и снижению производительности.

Последующая обработка чугуна

Полученный в доменной печи чугун не является конечным продуктом и требует дальнейшей обработки, чтобы приобрести необходимые свойства и характеристики для использования в различных отраслях промышленности. Последующая обработка чугуна включает в себя несколько этапов, которые направлены на изменение его химического состава, структуры и механических свойств.

Одним из важнейших этапов обработки чугуна является его рафинирование. Рафинирование ー это процесс очистки чугуна от вредных примесей, таких как сера, фосфор, кремний и другие. Рафинирование проводится в специальных печках, называемых «конвертерами». В конвертерах чугун смешивается с воздухом или кислородом, что приводит к окислению вредных примесей и их удалению в виде шлака.

После рафинирования чугун может быть переплавлен в сталь. Сталь ー это сплав железа с углеродом и другими элементами, который обладает более высокой прочностью и пластичностью, чем чугун. Переплавка чугуна в сталь проводится в мартеновских печах, электропечах или конвертерах.

Кроме рафинирования и переплавки, чугун может подвергаться и другим видам обработки, например, отливке, ковке, прокатке и т.д. Эти виды обработки позволяют придать чугуну необходимую форму и размеры, а также улучшить его механические свойства.

Последующая обработка чугуна ー это важный этап в производстве металлопродукции. От качества обработки зависит качество и свойства готовых изделий, которые используются в различных отраслях промышленности, строительстве, транспорте и т.д.