доменные процессы при выплавке чугуна
Доменная плавка ⏤ это сложный технологический процесс, который включает в себя ряд последовательных операций, направленных на получение чугуна из железной руды. Этот процесс является основой металлургического производства и имеет большое значение для экономики многих стран.
Подготовка шихтовых материалов
Подготовка шихтовых материалов ⏤ это ключевой этап в доменной плавке, который определяет качество получаемого чугуна и эффективность всего процесса. В качестве шихтовых материалов используются железная руда, кокс, флюсы и топливо.
Железная руда является основным сырьем для получения чугуна. Перед загрузкой в домну руду подвергают дроблению и обогащению, чтобы удалить пустую породу и повысить содержание железа. Важно отметить, что тип руды влияет на состав получаемого чугуна.
Кокс ⏤ это твердое топливо, которое используется для получения высокой температуры в доменной печи. Кокс получают из каменного угля путем коксования, при котором удаляются летучие вещества. Качество кокса определяет температуру горения и скорость восстановления железа из руды.
Флюсы ⏤ это добавки, которые используются для регулирования состава шлака и обеспечения его плавкости. Шлак ⸺ это побочный продукт доменной плавки, который образуется при взаимодействии флюсов с пустой породой руды. Флюсы помогают удалить вредные примеси из чугуна и снизить температуру плавления шлака.
Топливо ⸺ это дополнительный источник тепла для доменной печи. В качестве топлива может использоваться природный газ, мазут или угольная пыль. Выбор топлива зависит от экономических и экологических факторов.
Загрузка шихты в домну
Загрузка шихты в домну ⏤ это следующий этап после подготовки материалов. Домна ⸺ это высокая цилиндрическая печь, в которой происходит плавка чугуна. Загрузка шихты осуществляется через верхний отверстие домны, называемое колошником.
Процесс загрузки шихты в домну является непрерывным. В колошник поступает смесь из железной руды, кокса, флюсов и топлива. Эта смесь называется шихтой. Загрузка шихты в домну происходит с помощью специальных механизмов, которые обеспечивают равномерное распределение материалов по сечению печи.
При загрузке шихты в домну важно соблюдать определенный режим загрузки. Это означает, что шихта должна загружаться в определенной последовательности и с определенной скоростью. Правильный режим загрузки помогает обеспечить равномерное распределение тепла в печи и создать оптимальные условия для плавки чугуна.
Загрузка шихты в домну является одним из ключевых этапов доменной плавки. От правильности загрузки зависит качество получаемого чугуна и эффективность всего процесса.
Процессы в печи
Внутри домны происходят сложные физико-химические процессы, которые приводят к получению чугуна. В печи создаются определенные условия, необходимые для превращения железной руды в чугун. Основные процессы, происходящие в домне, можно разделить на следующие этапы⁚
- Подготовка шихты⁚ При спуске шихты в домну происходит ее нагревание до высоких температур. Горячие газы, поднимающиеся вверх по печи, передают тепло шихте, и она начинает разлагаться. Кокс загорается, и в печи образуется восстановительная атмосфера, необходимая для дальнейшего процесса.
- Восстановление железа⁚ В процессе восстановления железа из руды углерод из кокса вступает в реакцию с оксидами железа, вытесняя кислород и образуя металлическое железо. Этот процесс происходит в несколько этапов при повышении температуры в печи.
- Плавка чугуна⁚ При достижении высокой температуры (около 1500°C) металлическое железо плавится и стекает вниз в горн домны. В горне к расплавленному железу присоединяются углерод, кремний, марганец и другие элементы, образуя чугун.
- Образование шлака⁚ Флюсы, введенные в шихту, вступают в реакцию с пустой породой руды и образуют шлак. Шлак менее плотный, чем чугун, и плавает на его поверхности. Он удаляется из домны через отдельные отверстия, называемые шлаковыми отверстиями.
Все эти процессы происходят в строго определенной последовательности и при определенных температурных условиях. Правильное управление этими процессами гарантирует получение качественного чугуна и эффективную работу домны.
Выпуск чугуна и шлака
После завершения процесса плавки в домне накапливаются два продукта⁚ чугун и шлак. Их необходимо отвести из печи для дальнейшей обработки; Процесс выпуска чугуна и шлака происходит через специальные отверстия, расположенные в нижней части домны.
Выпуск чугуна осуществляеться через чугунную лещадку, которая представляет собой отверстие в нижней части домны, закрытое заглушкой. Перед выпуском чугуна заглушку убирают, и расплавленный чугун стекает в желоб, ведущий к чугунному ковшу. В ковше чугун охлаждается и затем перевозится на дальнейшую обработку.
Шлак выпускают через шлаковую лещадку, которая расположена выше чугунной лещадки. Шлак также стекает в желоб, ведущий к шлаковому ковшу. Шлак используется в строительстве и других отраслях промышленности.
Процесс выпуска чугуна и шлака должен быть строго контролируемым, чтобы избежать загрязнения чугуна шлаком и обеспечить безопасность работы. Для этого используются различные приборы и системы контроля.
Выпуск чугуна и шлака ⸺ это важный этап доменной плавки, который завершает процесс производства чугуна. Качество полученного чугуна зависит от правильности проведения этого этапа.
