Доменная печь является сердцем металлургического производства, где происходит превращение железной руды в чугун. Процесс плавки в доменной печи представляет собой сложную последовательность физико-химических реакций, в результате которых происходит восстановление оксидов железа и образование расплавленного чугуна и шлака.
Подготовка шихты
Подготовка шихты является важным этапом в процессе плавки в доменной печи. Шихта представляет собой смесь железной руды, кокса и флюсов, которая загружается в печь для получения чугуна и шлака.
Железная руда, основной компонент шихты, содержит оксиды железа, которые необходимо восстановить до металлического железа. Руда может быть представлена в различных формах, включая окатыши, агломерат и природную руду.
Кокс, высокоуглеродистое топливо, служит источником тепла и восстановителем для оксидов железа. Кокс сгорает, выделяя тепло, необходимое для поддержания высокой температуры в печи, и образует угарный газ (CO), который является основным восстановителем.
Флюсы, такие как известняк и доломит, добавляются в шихту для удаления примесей из руды и образования шлака. Шлак представляет собой расплавленный материал, который отделяется от чугуна и содержит оксиды кремния, алюминия, кальция и магния.
Подготовка шихты включает в себя несколько операций, таких как дробление, грохочение и смешивание компонентов. Эти операции обеспечивают оптимальный состав и размер шихты, что способствует эффективному протеканию процесса плавки в доменной печи.
Загрузка шихты в печь
Загрузка шихты в доменную печь является критическим этапом, обеспечивающим равномерное распределение материалов и поддержание оптимальных условий для плавки.
Загрузка осуществляется через загрузочное устройство, расположенное в верхней части печи. Шихта загружается слоями, чередуя слои руды, кокса и флюсов. Это чередование создает пористую структуру, которая облегчает прохождение газов и расплавов через шихтовый столб.
Равномерное распределение шихты имеет решающее значение для обеспечения эффективного протекания процесса плавки. Неравномерное распределение может привести к образованию каналов, через которые газы и расплавы будут проходить преимущественно, что снизит эффективность восстановления и увеличит расход кокса;
Для обеспечения равномерной загрузки используются различные методы, такие как использование загрузочных воронок, вибраторов и систем управления загрузкой. Эти методы помогают контролировать поток и распределение шихты, создавая оптимальные условия для плавки и снижая расход энергии.
Загрузка шихты в доменную печь является непрерывным процессом, который должен осуществляться с высокой точностью и надежностью. Эффективная загрузка обеспечивает стабильную работу печи и высокое качество получаемого чугуна.
Образование горна
Горн доменной печи является нижней частью печи, где накапливается расплавленный чугун и шлак. Образование и поддержание стабильного горна имеет решающее значение для эффективной работы печи.
Горн образуется в результате постепенного размягчения и плавления шихтовых материалов по мере их опускания в печь. По мере плавления руды и кокса образуються капли расплавленного чугуна, которые стекают вниз и собираются в горне.
Шлак, который образуется в результате взаимодействия пустой породы руды с флюсами, также стекает вниз и накапливается на поверхности расплавленного чугуна. Шлак выполняет важную функцию защиты расплавленного чугуна от окисления и поглощения вредных примесей.
Уровень и состав горна должны тщательно контролироваться для обеспечения оптимальных условий плавки. Высокий уровень горна может привести к увеличению расхода кокса и снижению производительности печи. Низкий уровень горна может привести к неполному восстановлению оксидов железа и образованию нежелательных примесей в чугуне.
Образование и поддержание стабильного горна требует тщательного контроля за составом шихты, режимом загрузки и работой печи. Эффективное управление горном является ключом к стабильной работе доменной печи и получению высококачественного чугуна.