Доменное производство Лекция 5 1 2 3 Подготовка

Доменное производство Лекция 5 1

2

3

Подготовка руды 4 а) дробление – уменьшение размера кусков, придание кускам материала определенной крупности; б) сортировка – разделение или сортировка материалов на классы крупности при помощи решеток или механических сил (грохочение); в) обогащение – обработка полезных ископаемых с целью повышения содержания полезного компонента путем отделения рудного минерала от пустой породы или отделения одного ценного минерала от другого; г) усреднение – устранение неоднородности химического и гранулометрического состава; д) окускование – процесс превращения мелких железорудных материалов в кусковые необходимых размеров.

5

Доменная печь 6 Доменная печь — большая металлургическая вертикально расположенная печь шахтного типа для выплавки чугуна и ферросплавов из железорудного сырья.

Принцип работы и объемы производства 7 Доменная печь работает беспрерывно по принципу противотока: исходные материалы загружаются сверху, постепенно опускаются вниз, превращаясь в чугун и шлак, а газы, нагревшиеся в нижней зоне печи, поднимаются кверху навстречу исходным материалам. Печь потребляет ежесуточно 23000 тон шихты, 18000 тон дутья, 1700 тон природного газа, производит 12000 тон чугуна, 4000 тон шлака, 27000 тон колошникового газа.

Требования к профилю доменной печи: 8 плавное и устанавливаемое опускание шихтовых материалов правильное распределение встречного газового потока обеспечение процессов восстановления и образования чугуна и шлака

Топливо 9 Кокс каменноугольный — твёрдый пористый продукт серого цвета, получаемый путем коксования каменного угля при температурах 950—1100 °С без доступа воздуха. Содержит 96—98 % С, остальное Н, S, N, O. Вследствие своей прочности, термо­стойкости (способности не растрескиваться) и способности не спекаться кокс сохраняет форму кусков на всем пути движения шихты от колошника до горна. Кокс разрыхляет столб шихты в печи, обеспечивая необходи­мую ее газопроницаемость.

Флюсы 10 Флюсы — неорганические вещества, которые добавляют к руде при выплавке металлов, чтобы снизить температуру плавления и легче отделить металл от пустой породы. Флюсы подразделяют на осно́вные (известняк и доломит), кислые (кварцит) и нейтральные (глинозём). Поскольку пустая порода железных руд преимущественно кремнезёмистая (кислая), то в большинстве процессов чёрной металлургии роль флюса обычно выполняют материалы, содержащие основные оксиды кальция и магния.

Шлак 11 Основность в металлургии — отношение (в процентах по массе) содержания основных и кислых оксидов в железорудных материалах, а также в доменных, сталеплавильных и других шлаках.

12

Схема доменной печи 13 Доменная печь имеет стальной кожух, выложенный огнеупорным шамотным кирпичом. Рабочее пространство печи включает колошник 6, шахту 5, распар 4, заплечики 3, горн 1, лещадь 15. В верхней части колошника находится засыпной аппарат 8, через который в печь загружают шихту. Шихту подают в вагонетки 9 подъемника, которые передвигаются по мосту 12 к засыпному аппарату и, опрокидываясь, высыпают шихту в приемную воронку 7 распределителя шихты.

Схема доменной печи 14 При опускании малого конуса 10 шихта попадает в чашу 11, а при опускании большого конуса 13 – в доменную печь, что предотвращает выход газов из доменной печи в атмосферу. 14 – фурменные устройства. 2 – фурмы. Чугун выпускают из печи каждые 3…4 часа через чугунную летку 16, а шлак – каждые 1…1,5 часа через шлаковую летку 17 (летка – отверстие в кладке, расположенное выше лещади). Летку открывают бурильной машиной, затем закрывают огнеупорной массой. Сливают чугун и шлак в чугуновозные ковши и шлаковозные чаши.

Основные составляющие части доменной печи 15 Колошник — верхняя цилиндрическая часть, необходимая для загрузки и эффективного распределения шихты в печи. Шахта — самая большая по высоте расширяющаяся коническая часть, в которой происходят процессы нагрева материалов и восстановления железа из оксидов. Распар — самая широкая цилиндрическая часть. Заплечики — суживающаяся коническая часть, где образуется восстановительный газ — монооксид углерода. Горн — цилиндрическая часть, служащая для накопления жидких продуктов доменного процесса — чугуна и шлака. Железная руда, кокс, флюс Отвод горячих газов Подвод горячих газов (Фурмы, дутье 1100 – 1300 °С) Слив расплавленного железа (Летка) Слив шлака (Летка)

Выпуск чугуна 16 Выпуск осуществляется 15 – 20 раз в сутки. Отверстия после выпуска закупориваются специальной огнеупорной глиной (80 – 100 кг). При выпуске они просверливаются специальным сверлильным прибором (диаметром 40 мм и длинной 4000 мм).

Футеровка 17 Огнеупорная футеровка доменной печи предназначена для уменьшения тепловых потерь и предохранения кожуха от воздействия высоких температур и от контакта с жидким металлом и шлаком. Для футеровки употребляется шамотный кирпич (30-40 % Al2O3), высокоглиноземный кирпич (45 % Al2O3 – до 1750 °С), углеродистые блоки. Толщина стен шахты 500 – 800 мм. Футеровка донышка доменной печи Футеровка чугунной летки доменной печи Заканчивается футеровка шахты доменной печи