основные процессы протекающие в доменной печи

Основные процессы, протекающие в доменной печи

Доменная печь – это сердце металлургического производства, где происходит сложный и многоступенчатый процесс выплавки чугуна из железной руды. Внутри печи происходит множество взаимосвязанных процессов, которые приводят к получению конечного продукта – чугуна.

Подготовка шихты

Подготовка шихты – это первый и важнейший этап процесса выплавки чугуна в доменной печи.
От качества подготовки шихты напрямую зависит эффективность плавки, выход чугуна и его качество.
Процесс подготовки шихты включает в себя несколько этапов⁚

• Дробление и измельчение руды. Железная руда, поступающая на завод, обычно имеет крупные размеры, поэтому ее необходимо измельчить до определенного размера, чтобы обеспечить равномерное распределение в шихте и улучшить контакт с восстановителями.
• Обогащение руды. Для повышения содержания железа в руде и удаления пустых пород проводят обогащение. Это может быть магнитная сепарация, флотация, гравитационное обогащение и другие методы.
• Подготовка кокса. Кокс – это основной восстановитель в доменной печи. Его получают путем коксования каменного угля. Качество кокса играет решающую роль в процессе плавки.
• Подготовка флюсов. Флюсы – это вещества, которые добавляют в шихту для регулирования состава шлака. Шлак – это побочный продукт плавки, который удаляется из печи. Флюсы помогают снизить температуру плавления шлака и улучшить его свойства.
• Дозирование и смешивание компонентов шихты. Все компоненты шихты – руда, кокс, флюсы – дозируются в определенных пропорциях и тщательно перемешиваются для обеспечения равномерного состава шихты.

Правильно подготовленная шихта – это залог успешной плавки и получения качественного чугуна.

Загрузка шихты

Загрузка шихты в доменную печь – это процесс, который требует точности и слаженной работы всего оборудования.
Правильная загрузка шихты обеспечивает равномерное распределение материалов по высоте печи, что способствует эффективному протеканию процесса плавки.
Существует несколько способов загрузки шихты⁚

• Колошник. Это традиционный способ загрузки шихты, когда материалы подаются в печь через колошник – верхнюю часть печи.
  Колошник оборудован механизмом, который позволяет равномерно распределять шихту по всей площади печи.
• Шнековый загрузчик. Этот способ загрузки используется для подачи в печь мелкодисперсных материалов, таких как руда или флюсы.
  Шнековый загрузчик обеспечивает равномерную подачу материала и предотвращает его застревание в загрузочном устройстве.
• Автоматизированная система загрузки. Современные доменные печи часто оснащены автоматизированными системами загрузки, которые позволяют точно контролировать количество и состав загружаемых материалов.
  Это позволяет оптимизировать процесс плавки и повысить ее эффективность.

Независимо от способа загрузки, важно обеспечить равномерное распределение материалов по высоте печи, чтобы создать оптимальные условия для протекания химических реакций и образования чугуна.

Плавка и образование чугуна

В доменной печи происходит сложный процесс плавки, который включает в себя ряд химических реакций.
Железная руда, кокс и флюсы, загруженные в печь, подвергаются воздействию высоких температур и восстановительной атмосферы.
В результате этих процессов происходит восстановление железа из руды, а также образование шлака, который удаляется из печи.

Процесс плавки начинается с восстановительной реакции, в которой кокс, горящий в печи, выделяет монооксид углерода (CO).
Монооксид углерода взаимодействует с оксидами железа в руде, восстанавливая железо до металлического состояния.
При этом образуется углекислый газ (CO₂), который поднимается вверх по печи и выходит в атмосферу.

Одновременно с восстановлением железа происходит образование шлака.
Флюсы, добавленные в шихту, взаимодействуют с пустой породой, содержащейся в руде, образуя легкоплавкий шлак.
Шлак удаляется из печи через специальные отверстия, называемые шлаковыми желобами.
В результате этих процессов в доменной печи образуется чугун – железоуглеродистый сплав, содержащий примеси других элементов.