Технологический процесс в доменном производстве

Доменное производство ⏤ это сложный и многоступенчатый процесс, который включает в себя ряд последовательных операций, направленных на получение чугуна из железных руд;

Подготовка шихтовых материалов

Подготовка шихтовых материалов является первым и крайне важным этапом доменного производства. Она включает в себя ряд операций, направленных на получение качественной смеси, которая будет загружена в доменную печь.

В качестве шихтовых материалов используются⁚

• Железная руда — основной источник железа. Она подвергается дроблению, измельчению и обогащению для удаления пустой породы и повышения содержания железа.
• Кокс — топливо, обеспечивающее тепло для плавки руды. Кокс получают из каменного угля путем коксования, в процессе которого удаляется летучие вещества.
• Флюсы ⏤ вещества, которые добавляются в шихту для регулирования состава шлака. Флюсы помогают удалять примеси из руды и снижают температуру плавления. К флюсам относятся известняк, доломит, кварцит.

Важным этапом подготовки шихтовых материалов является их дозировка. Пропорции компонентов шихты тщательно рассчитываются, чтобы обеспечить оптимальные условия плавки и получение чугуна с заданными свойствами.

Качество шихтовых материалов оказывает значительное влияние на эффективность доменного процесса, поэтому к их подготовке предъявляются высокие требования.

Загрузка шихты в доменную печь

После тщательной подготовки шихтовых материалов наступает этап их загрузки в доменную печь. Этот процесс требует особой точности и координации действий.

Загрузка шихты осуществляется сверху печи через загрузочный колошник. Для равномерного распределения шихты по всему сечению печи используются специальные механизмы ⏤ бункеры, которые подают шихту в печь небольшими порциями.

Важным моментом является соблюдение правильного порядка загрузки шихтовых материалов. Обычно в печь загружаются слои кокса, руды и флюса, которые чередуются друг с другом. Такая последовательность обеспечивает оптимальные условия для протекания процессов плавки и восстановления железа.

Загрузка шихты — это непрерывный процесс, который осуществляется круглосуточно. Скорость загрузки зависит от производительности печи и особенностей шихтовых материалов.

От качества загрузки шихты зависит эффективность всего доменного процесса. Неравномерная загрузка может привести к нарушениям в работе печи, снижению производительности и ухудшению качества чугуна.

Процесс плавки и восстановления железа

После загрузки шихты в доменную печь начинается ключевой этап, процесс плавки и восстановления железа. Внутри печи создаются уникальные условия, позволяющие преобразовать железную руду в чугун.

В нижней части печи, где температура достигает 1500-1600 градусов Цельсия, происходит плавка шихтовых материалов. Кокс, являющийся топливом, сгорает, выделяя тепло и образуя восстановительный газ ⏤ окись углерода (CO).

Восстановительный газ взаимодействует с оксидами железа в руде, отбирая у них кислород и восстанавливая железо до металлического состояния. Процесс восстановления железа протекает в несколько стадий, начиная с образования оксидов низшей степени окисления и заканчивая получением чистого железа.

Флюс, добавленный в шихту, образует легкоплавкий шлак, который отделяет примеси от расплавленного железа. Шлак, в свою очередь, удаляется из печи через специальные отверстия ⏤ шлаковые желоба.

В результате процесса плавки и восстановления железа образуется жидкий чугун, который собирается в нижней части печи. Чугун содержит примеси углерода, кремния, марганца и других элементов, определяющих его свойства.

Выпуск чугуна и шлака

После завершения процесса плавки и восстановления железа наступает этап выпуска чугуна и шлака.

Чугун, скопившийся в нижней части печи, периодически выпускается через специальные отверстия — чугунные желоба.

Процесс выпуска чугуна осуществляется в строгом соответствии с технологическими требованиями, чтобы обеспечить стабильное производство и качество чугуна.

Одновременно с чугуном из печи выпускается шлак, который образуется в результате взаимодействия флюса с примесями в руде.

Шлак, представляющий собой легкоплавкую стекловидную массу, удаляется из печи через шлаковые желоба и направляется на специальные площадки для охлаждения и дальнейшей переработки.

Шлак является ценным побочным продуктом доменного производства, который используется в различных отраслях промышленности, например, в строительстве, для производства цемента и других материалов.

Выпуск чугуна и шлака ⏤ это заключительный этап доменного процесса, после которого начинается новый цикл загрузки шихты и плавки.