Процессы выплавки чугуна в доменной печи

Доменная печь ⎼ это вертикальный цилиндрический реактор, в котором происходит сложный процесс восстановления железа из железной руды․ В ней происходит восстановление железа из руды, плавление полученного железа и шлака, а также отвод шлака и чугуна․

Подготовка сырья

Перед тем, как загрузить материалы в доменную печь, их необходимо подготовить․ Первым этапом является дробление и измельчение руды․ Это необходимо для увеличения поверхности контакта руды с восстановителями и ускорением процесса восстановления железа․ В зависимости от типа руды, ее могут измельчать до размера частиц от 5 до 100 мм․

Далее проводится обогащение руды, чтобы удалить пустую породу и увеличить содержание железа․ Существуют различные методы обогащения, в зависимости от типа руды и ее состава․

Кроме железной руды, в доменную печь загружаются также кокс, флюсы и некоторые добавки․ Кокс служит топливом и восстановителем, флюсы помогают удалить пустую породу из руды и создать жидкий шлак․ Добавки могут включать в себя марганец, кремний и другие элементы, которые влияют на состав и свойства чугуна․

Все компоненты тщательно смешиваются в определенных пропорциях, чтобы обеспечить оптимальные условия для процесса плавки․

Загрузка материалов в печь

Загрузка материалов в доменную печь ‒ это непрерывный процесс, который происходит сверху вниз․ Материалы загружаются через загрузочный колошник, который расположен на вершине печи․ Для равномерной загрузки используется специальное устройство ⎼ загрузочный аппарат․ Он обеспечивает постоянный поток материалов в печь, чтобы поддерживать оптимальный баланс и не допускать перебоев в процессе плавки․

Материалы загружаются в печь слоями․ Слой руды покрывается слоем кокса, а затем добавляется флюс; Такая загрузка обеспечивает необходимую проницаемость воздуха и создает условия для эффективного восстановления железа․

В процессе загрузки материалов необходимо соблюдать определенные параметры, такие как температура, влажность и размер частиц․ От этих параметров зависит эффективность процесса плавки и качество полученного чугуна․

Загрузка материалов в доменную печь является одним из важнейших этапов процесса плавки чугуна․ От правильной организации загрузки зависит стабильность работы печи и качество полученного чугуна․

Процессы в доменной печи

Внутри доменной печи происходят сложные физико-химические процессы, которые можно разделить на несколько этапов⁚

• Подготовка материалов⁚ В верхней части печи, называемой «загрузочным колошником», происходит подготовка материалов к плавке․ Руда прогревается до температуры около 1000°C, чтобы удалить из нее влагу и подготовить к восстановлению железа․
• Восстановление железа⁚ В средней части печи, называемой «шахтой», происходит восстановление железа из руды․ Кокс сгорает в нижней части печи, выделяя угарный газ (CO), который взаимодействует с оксидами железа в руде, восстанавливая их до металлического железа․
• Плавление железа и шлака⁚ В нижней части печи, называемой «горном», температура достигает 1600°C, и железо плавится․ Флюс, загруженный вместе с рудой, взаимодействует с пустой породой и образует шлак, который плавится и отделяется от железа․
• Отвод чугуна и шлака⁚ Расплавленный чугун и шлак стекают в нижнюю часть печи, называемую «лещадь», откуда их выводят через отверстия в печи; Чугун отводят в чугуновозные ковши, а шлак ⎼ в шлакоотводные ковши․

Все эти процессы происходят непрерывно в доменной печи, обеспечивая непрерывный выпуск чугуна․

Выпуск чугуна и шлака

После завершения всех процессов в доменной печи, расплавленный чугун и шлак собираются в нижней части печи, называемой «лещадь»․ Из лещади чугун и шлак выводят через специальные отверстия ⎼ «чугунные и шлаковые желоба»․

Выпуск чугуна осуществляется через чугунный желоб, который подключается к чугуновозному ковшу․ Чугуновозный ковш ⎼ это специальный контейнер, предназначенный для транспортировки расплавленного чугуна․ Он оснащен теплоизоляцией и системой охлаждения, чтобы поддерживать температуру чугуна в необходимом диапазоне․

Шлак выводится через шлаковый желоб, который подключается к шлакоотводному ковшу․ Шлакоотводный ковш ⎼ это специальный контейнер, предназначенный для транспортировки шлака․ Он также оснащен теплоизоляцией и системой охлаждения, чтобы предотвратить застывание шлака․

Выпуск чугуна и шлака ⎼ это важный этап процесса выплавки чугуна․ Он должен проводиться осторожно и правильно, чтобы избежать проблем с застыванием чугуна и шлака в желобах и ковшах․