Доменная и бездоменная металлургия

Доменная и бездоменная металлургия

Технический прогресс постоянно менял методы получения стали. В XIX в. и первой половине XX в. последовательно сменили друг друга бессемеровский, томасовский и мартеновский процессы. Внедрение двух первых определялось составом руд и получаемого из них чугуна для передела в сталь. Возникший во второй половине XIX в. мартеновский метод был универсальным, независимым от качества чугуна и позволял выплавлять сталь разного качества (в СССР в годы индустриализации он был основным и все еще остается таковым на ряде предприятий России).

С развертыванием НТР наиболее эффективными в сталеплавильном переделе оказались два процесса. При кислородно-конвертерном способе из расплавленного чугуна и лома сталь получают за 30-35 мин вместо 6-8 часов плавки в мартеновской печи. В дуговых Электропечах из лома и чугуна процесс плавки требует 50-70 мин. Поэтому в середине XX в. началось быстрое и широкое внедрение кислородно-конвертерного способа. К 1997 г. его доля в производстве стали в мире достигла 60%. Мартеновские печи теперь дают в мире всего 7% стали, и их быстро выводят из эксплуатации.

Сооружение кислородно-конвертерных цехов с одновременным демонтажем мартеновских требует больших капитальных затрат. Поэтому даже промышленно развитые страны с мощной металлургией вели реконструкцию на протяжении четверти века: Япония завершила переход на конвертерный способ получения стали в начале 70-х гг., ФРГ, Великобритания и Франция — к началу 80-х, а США только к 90-м гг. В России и КНР он все еще продолжается. Конвертерный способ коренным образом изменил всю структуру сталелитейной промышленности мира в целом и отдельных стран. В США на него приходится 61% выплавляемой стали, во Франции — 64, Японии — 68. Великобритании — 74, ФРГ — 76, а в Люксембурге — 100% (7, с. 455).

Электросталеплавильный — второй по значению процесс в производстве стали. Его развитию способствовали сравнительно небольшие затраты даже на крупные электродуговые печи, быстрый их ввод в строй, широкое использование лома. Росту получения электростали благоприятствовало сооружение многих миди- и минизаводов. Это обусловило экономические выгоды от внедрения данного процесса (доля электростали в мире — 33%). Значительное влияние оказывает и величина стоимости электроэнергии, особенно на ГЭС. В странах молодой черной металлургии (о. Тайвань, Республика Корея, Бразилия и др.) на электросталь приходится от 50 до 100% выплавки металла, а в основных странах — продуцентах стали (Япония, США, государства Западной Европы) от 24 до 40% (Италия — 58%).

В сталеплавильном производстве особое значение приобрел экономически эффективный метод непрерывной разливки стали. Его установки впервые были разработаны и внедрены в СССР и получили широкое распространение в мире. Они сокращают отходы производства («обрези») на 20-30%» уменьшая затраты на их переплавку. В 1995 г. этим методом в мире разливалось 76% всей стали. В Японии, Франции, ФРГ, Италии на установках непрерывной разливки стали (УНРС) разливали всю выплавленную сталь.

Новой технологией революционного значения для черной металлургии является получение стали непосредственно из металлизированных окатышей, минуя выплавку чугуна. Экономические и экологические преимущества этого процесса (прямого восстановления железа — ПВЖ) очевидны. Темпы роста производства, способом ПВДК значительно выше, чем доменного: в 1995 г. в мире было получено 31 млн. т. металла. Установки ПВЖ требуют значительного количества энергии (преимущественно природного газа). Это стимулировало размещение их в избыточных по топливу странах и регионах. На Азию приходится 40% полученного по этой технологии металла, Южную Америку — 35%. В крупных продуцентах стали в Северной Америке, Западной Европе, а также в России возникли лишь отдельные опытные заводы.

Как и в производстве чугуна, в мировой географии получения стали произошли большие изменения. Новые технологии выплавки стали, особенно на малых предприятиях, позволили размещать их вне старых традиционных центров и районов металлургической промышленности развитых стран мира. Очень сильное влияние они оказали на создание сталеплавильных предприятий в новых индустриальных странах, где их сооружали в малоосвоенных в промышленном отношении местностях, зачастую не располагавших первичным сырьем для металлургического производства. Так, значительное количество стали (до 2,5 млн. т в 1995 г.) дает Саудовская Аравия.

За 1950-1995 гг. главным результатом сдвигов в географии мировой сталеплавильной промышленности был ее мощный рост в странах Восточной Европы и Азии. Их суммарная доля в выплавке стали увеличилась с 22 до 55%. Однако темпы роста были меньше, чем в получении чугуна в этих регионах, что объясняется более узким рыночным спросом на сталь в условиях недостаточно развитого машиностроения. Одновременно более чем вдвое снизился удельный вес западных регионов — с 77 до 37%. В Южной Америке, Африке и в Австралии выплавка стали росла быстрее, чем чугуна: там появились также крупные продуценты металла. Существенные сдвиги произошли в получении стали среди стран мира. Длительное лидерство США завершилось в середине 70-х гг., когда первенство перешло к СССР и удерживалось им до 1991 г. С распадом СССР вперед вышла Япония, а с 1997 г. — КНР.

Источник: vuzlit.ru

БЕЗДОМЕННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ СТАЛИ

В нашей стране такая технология впервые освоена на Оскольском электрометаллургическом комбинате. Суть её заключается в приготовлении из железорудного концентрата окисленных окатышей, их металлизации и последующей выплавки стали. Железную руду вначале обогащают – содержание железа увеличивается с 34 до 74%. К полученному концентрату добавляется глинистое вещество, которое во вращающихся барабанах (окомкователях) склеивает частицы концентрата в комочки – сырые окатыши диаметром 1–2 см. Для придания окатышам необходимой прочности их обжигают на конвейерной машине.

Далее окатыши направляются в шахтные установки металлизации, где и происходит прямое восстановление железа. Шахты представляют собой высокие (64 м) цилиндрические башни с внутренним диаметром 5 м. К нижней части башни подводится горячий (500-800˚С) восстановительный газ. Он представляет собой природный газ, очищенный от серы и подвергнутый углекислотной конверсии, в результате которой метан и другие углеводороды превращаются в СО и Н2, являющиеся сильными восстановителями. При продувке этой смесью железо восстанавливается, и окатыши становятся металлизованными с содержанием более 90% Fe.

Металлизованные окатыши подают в электроплавильные дуговые печи, в которых получают высококачественную сталь. Слитая в ковши сталь подвергается вакуумированию, продувке аргоном и обработке рафинирующими порошками, отчего её качество ещё более повышается.

Бездоменная металлургия позволяет отказаться от постоянно дорожающего и становящегося всё более дефицитным кокса, от сложного хозяйства коксохимических, агломерационных и доменных цехов. Полученная сталь содержит значительно меньше серы и фосфора, попадающих в обычную сталь из руды и чугуна. Бездоменная металлургия выгодно отличается и в экологическом отношении, т.к. исключает загрязнение окружающей среды сернистыми газами и другими вредными веществами.

Читать еще:  Что такое электромагнитный клапан

ОСНОВЫ ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ МЕТАЛЛОВ ДАВЛЕНИЕМ, ЛИТЕЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА И СВАРКИ

ХАРАКТЕРИСТИКА ОСНОВНЫХ СПОСОБОВ ОМД

Обработкой давлением называют технологические процессы изготовления изделий или заготовок путём пластического деформирования материалов приложенным извне усилием.

Достоинствами ОМД являются высокая производительность, экономный расход металла, улучшение механических свойств металла.

Основными видами ОМД являются: прокатка, волочение, прессование, свободная ковка, объёмная и листовая штамповка.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Для студента самое главное не сдать экзамен, а вовремя вспомнить про него. 9992 — | 7481 — или читать все.

188.64.173.93 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)

очень нужно

Источник: studopedia.ru

Продукция процессов бездоменной металлургии и эффективность ее применения

Читайте также:

  1. CВЕТЯЩАЯСЯ ПРОДУКЦИЯ НОКСТОН
  2. I. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ
  3. IDEF3. Метод описания процессов IDEF3
  4. II Общие закономерности химических процессов
  5. IV. УЧЕТ ОСНОВНЫХ ХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ
  6. V.3 При остановках поезда на крутых затяжных спусках, подъемах после применения экстренного торможения
  7. Акт применения нормы права — это официальный правовой документ, содержащий индивидуальное государственно-властное
  8. Акты применения права (индивидуально-правовые акты)
  9. АКТЫ ПРИМЕНЕНИЯ ПРАВА: ПОНЯТИЕ И ВИДЫ
  10. Акты применения права: понятие и виды.
  11. Анализ действующих технологических процессов.
  12. Анализ кинетики металлургических процессов

Как известно, основным продуктом бездоменной металлургии железа является ГЖ. Вопрос о ценности и назначения этого продукта обсуждается уже долгое время и это обсуждение еще долго будет продолжатся. Представители Технической ассоциации черной металлургии и фирмы Usinor (Франция) путем компьютерного моделирования попытались оценить энергетические, экономические и экологические аспекты применения в металлургии ГЖ, карбида железа, твердого чугуна, скрапа и жидкого чугуна. Согласно их расчетам, сделанном при допущении, что применение ГЖ в электропечи вместо металлолома не оказывает существенного влияния на параметры работы печи ( производительность в первую очередь) ГЖ эффективно заменяет металлолом в электропечах при соотношениях их стоимостей примерно 0,76-0,8.

Отрицательным эффектом применения ГЖ в электродуговой печи является снижение производительности в связи с тем, что ГЖ требует более высокого расхода электроэнергии на расплавление металла. Однако подогрев шихты и применение газокислородных горелок элиминирует это повышение. Второй отрицательный эффект ГЭ связан с ограничением использования углеродсодержащих материалов в связи с невозможностью обрабатывать большое количество газов или из-за неконтролируемой вспениваемости шлаков, называемой большими газовыденеиями из ванны. Это делает невозможным использование большого количества ГЖ в электропечах без изменения технологии процесса.

Положительными факторами применения ГЖ является отсутствие в нем цветных металлов и серы и существенное снижение при его применении содержания азота в стали. При увеличении содержания ГЖ в металлошихте электросталеплавильных печей с 0 до 80 % содержание азота в выплавляемой стали уменьшается линейно с 60-80 ppm до 20-40 ppm.

Большим преимуществом производства ГЖ и его использования для производства стали является минимизация выбросов SO2 и NO и парникового газа – СО2. По сравнению с интегрированным заводом выброс СО2 на 1 т горячекатанного листа на мини-заводе с производством ГЖ сокращается в 4 раза: 500кг/т вместо 2000 кг/т.

Экономическая эффективность примения ГЖ при выплавке стали в электропечах зависит от содержания в нем кремнезема и степени металлизации. По данным компьютерного моделирования (для процессов Midrex и HYL), а также по практическим данным завода HSW (Hamburger Stahlwerke Ispat) изменение себестоимости стали на каждый 1 % SiO2 и на каждый 1 % степени металлизации в ГЖ составляет ($/т ГЖ):

+ 1% SiO2 в ГЖ + 1% степени металлизации в ГЖ
Midrex +3,0 — (1,5-2,0) в зависимости от стоимости электрожнергии
HYL + 8,55 -2,78
HSW +5,91 -3,2

В расчетах для ГЖ процесса HYL учитывалось влияние кремнезема в ГЖ на производительность электропечи, которое выразилось цифрой 5,61 $/т ГЖ. Остальные данные получены без такого учета.

ГЖ в кислородно-конвертерном производстве может применятся в качестве охлаждающей добавки вместо железной руды. По данным компьютерного моделирования 1 т ГЖ заменяет для этой цели 265 кг железной руды и производительность конвертера при этом увеличивается на 665 кг.

ГЖ рассматривается и как компонент для доменной шихты. Эффективность применения ГЖ (степень металлизации 93%, содержание С – 2,5 %) в доменной печи (по результатам компьютерного моделирования) хорошо демонстрируется данными таблицы.

Показатели доменной плавки при использовании в шихте ГЖ

Показатели плавки Базовый вариант Плавка с ГЖ в шихте
Расход ГЖ, кг/т
Расход кокса
Кг/т
т/сутки
Расход дутья, м3/час
Расход кислорода, м3/час
Выход колошникового газа, м3/час
Температура колошникового газа, оС
Производительность т/сутки

Как видно применение ГЖ в доменной плавке в рассмотренных условиях позволило достичь сокращения расхода кокса на 7 % и увеличения производительности печи на 8% при неизвенном суточном расходе кокса, некотором увеличении расхода вдуваемого угля и существенном увеличении расхода кислорода (почти на 6 % в час.).

Следует отметить, что прменение ГЖ довольно широко в практике доменного производства США в случаях необходимости быстрого увеличения производства чугуна. Например, прменеие такого количества ГЖ (металлизованные брикеты) в доменной печи фирмы LTV при одновременном увеличении концентрации кислорода в дутье( в связи с увеличением расхода природного газа и прекращении вдувания мазута) привело к еще большему сокращению расхода кокса и повышению производительности печи см таблица

Показатели работы доменной печи фирмы LTV США

Показатели работы печи Периоды работы
май сентябрь
Удельная производительность печи, т/м3 рабочего объема в сутки 2,5 2,9
Удельный расход кокса, кг/т
Расход коксового орешка, кг/т
Расход природного газа, кг/т
Расход мазута кг/т
Расход ГЖ кг/т
Расход дутья, м3/мин
Содержание кислорода в дутье, % 25,3 28,1
Температура дутья, оС
Теоретическая температура горения, оС
Увеличение производительности печи, %
Сокращение расхода кокса, в т.ч. решек, %

Применение значительных количеств (более100кг/т) ГЖ наряду с оборотным скрапом позволяет американским доменщикам при необходимости быстрого наращивания выплавки чугуна достигать значений удельной (т/м3 площади горна в сутки) производительности доменных печей, почти вдвое превышающих средние для большинства интенсивно работающих доменных печей мира значения этой величины (60-70 т/м2 в сутки).

Читать еще:  Частота вращения ротора коллекторного электродвигателя зависит от

1.13. Современные внедоменные способы производства железа (ста­ли)— одно из перспективных направлений в металлур­гии. Для передела в сталь используют около 80 % всего чугуна. Двухстадийная технология современного стале­плавильного производства: руда→чугун→сталь явля­ется технически несовершенной. С давних времен извест­на принципиально иная технология — получение стали из заранее восстановленного железа. Например, еще в VII—X вв. высококачественную булатную сталь для холодного оружия получали плавкой железа с углерод-содержащими добавками в небольших тиглях. Из много­численных разработанных и опробованных способов восстановления железа из руды некоторые нашли, хотя и ограниченное промышленное применение. Перспек­тивной является металлизация рудных окатышей для использования в производстве стали. Ведутся большие работы по разработке сталеплавильных агрегатов не­прерывного действия.
1.13.1. Альтернативные доменному процессы

В развитых странах до 70 % валового национального продукта (ВНП) составляет продукция, содержащая металлы. Причем доля черных металлов среди конструкционных материалов находится в пределах 90…92 %. Именно поэтому металлургия является базовой отраслью промышленности. Такой она останется и в XXI веке. Прогнозы 60…70-х гг. ХХ века о расширении масштабов замены стали пластмассами, алюминием, композитами, керамикой не оправдались. Реально доля замены сталей альтернативными материалами находится в пределах 2…5 %. Поэтому все возрастающее значение будет приобретать способность материала к повторному использованию — рециклированию, исключающему загрязнение и загромождение окружающей среды. По всем этим параметрам сталь превосходит альтернативные материалы. Количество рециклирования пластмасс не достигает и 10 %, а для таких новых материалов, как композиты, керамика, стекловолокно, пока вообще равно нулю.

Многовековое существование металлургии отягощает ее современный облик устаревшими технологиями, не учитывающими новые экологические требования по защите окружающей среды. Сталь производят на интегрированных заводах из чугуна, используя капиталоемкие кислородные конверторы или мартеновские печи для удаления углерода. В то же время чугун производят из сырья, не содержащего углерода, но при выплавке в домне по условиям технологии происходит его науглероживание.

Производственный цикл выпуска металлопродукции подразделяется на две стадии:

1) получение жидкого металла;

2) обработка стальных заготовок в твердом состоянии при высоких температурах с получением различной металлопродукции.

Пластическая деформация металла на 2-й стадии меньше всего связана с загрязнением окружающей среды и обеспечивается в настоящее время все более совершенным оборудованием.

Более консервативной является стадия получения жидкого металла, основным звеном которой является доменная печь, в которой используется кокс. Коксохимическое производство — один из основных источников загрязнения окружающей среды. Доменная печь требует специальной подготовки к плавке железорудного сырья: измельчения, обогащения, окускования в виде агломерата и окатышей. Все это вынуждает иметь горно-обогатительные комбинаты или производства. Конструкция доменной печи не позволяет осуществлять непрерывный выпуск из нее металла, хотя сам процесс его выплавки происходит непрерывно. Это не благоприятствует разработке непрерывных сталеплавильных процессов.

В последние десятилетия в мировой металлургии наряду с действующими металлургическими интегрированными заводами (заводами с полным циклом) начали строить мини-заводы, использующие для выплавки стали металлолом. Эту тенденцию породили два обстоятельства.

1. Накопление запасов металлолома при переходе от мартеновского к кислородно-конвертерному производству стали, при котором содержание лома в шихте по сравнению с мартеновским процессом ограничено.

Дата добавления: 2014-11-18 ; Просмотров: 711 ; Нарушение авторских прав? ;

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник: studopedia.su

Урок географии «География черной металлургии»

Идёт приём заявок

Подать заявку

Для учеников 1-11 классов и дошкольников

9 класс. Урок. География черной металлургии.

Цели: Изучить структуру и значение металлургии. Познакомить с особенностями черной металлургии и проблемами металлургии.

Методы обучения: объяснительно-иллюстративный, частично- поисковый

Тип урока: объяснение новой темы

Оборудование: ТСО компьютер, проектор; мультимедийный диск 1С «География России: Хозяйство и регионы»; карты атласа;

1. Организационный момент

2. Проверка домашнего задания : тест по теме «ТЭК»

3. Изучение нового материала:

Значение отрасли в народном хозяйстве

Состав, структура отрасли (типы предприятий, технологические особенности)

Факторы и принципы размещение предприятий

Металлургические базы России и крупнейшие предприятия, их связи по сырью и топливу

Проблемы и перспективы развития отрасли

— Металлургический комплекс – производит металл, который используется для изготовления машин, станков, оборудования для многих заводов и т.д. Основной потребитель металла – машиностроение.

Черными металлами называют металлы, основу которых составляет железо. Для производства черных металлов необходимы железные руды, хром, марганец, кокс и другие компоненты.

Отечественная металлургия обеспечена собственной железной рудой на 100 лет. Но 90℅ добываемой руды – бедная, т.е. в ней содержится мало железа. А марганец и хром Россия почти целиком завозит: марганец с Украины и Грузии, а хром из Казахстана.

По запасам железной руды Россия находится на первом месте в мире, по добыче — лишь на четвертом.

Месторождения железной руды:

Крупнейшее не только в России, но и в мире месторождение – КМА. При этом руды КМА отличаются наиболее высоким содержанием металла в руде (46℅- 76℅). Кроме того они добываются открытым способом.

На Урале железную руду добывают в общей сложности около 200 лет. Запасы истощились. На месте знаменитой 614-метровой горы Магнитной уже образовался карьер. Наибольшие запасы сосредоточены в Качканаре. Руды осталось на 10-20 лет.

Восточная Сибирь по запасам руд уступает и Центральной России и Уралу (Коршуновское).

Европейский Север по запасам руды занимает 4 место. Главные месторождения – Оленегорск, Ковдор, Костомукша.

Среднее содержание металла в руде -36℅.

Технологическая цепочка производства черной металлургии выглядит следующим образом: (Презентация)

добыча железной руды в карьерах,

обогащение железной руды в горно-обогатительных комбинатах,

плавка чугуна в доменных печах,

плавка стали в сталеплавильных печах,

производство проката в прокатном цехе на прокатных станах, где делают листы, рельсы, трубы, уголки.

Чугун – сплав железа с углеродом от 2-6℅, прочный, но хрупкий материал.

Сталь – сплав железа с углеродом до 2℅.

— Какие типы предприятий черной металлургии существуют?

Типы предприятий черной металлургии

Металлургический комбинат полного цикла

Все стадии процесса.

Это огромные предприятия как по занимаемым площадям (несколько км²), так и по числу работающих.

Учебник страница 388

Сталь выплавляется из металлолома

Москва («Серп и Молот»)

Производство железа методом прямого восстановления в электропечах.

Руда – сталь (Старый Оскол)

Первое в России предприятие этого типа было построено у подмосковного полустанка Затишье в 1917 году, ныне город Электросталь.

Читать еще:  Коронная шестерня планетарного редуктора

Прослушивание сообщений: 1. Москва «Серп и молот»

Просмотр отрывка из фильма «Северсталь — 55 лет успеха»

-Где же строят металлургические заводы?

Металлургические заводы полного цикла размещают у сырья или у топлива или на потоках руды и топлива

Передельные заводы ориентируются на металлолом, поэтому размещаются в крупных городах, ориентируются на потребителя.

Металлургический завод – то еще и водоемкое предприятие, потому строится у реки, озера или пруда.

Металлургия – грязная отрасль, поэтому нельзя строить несколько металлургических заводов в одном городе.

Металлургический завод не может работать без железной дороги, т.к. потоки сырья и топлива очень огромны.

Чем объяснить размещение в Липецке крупного центра черной металлургии? (крупные запасы руды)

Какие факторы размещения металлургического производства были учтены при строительстве Череповецкого комбината «Северсталь»? (на равном расстояние от сырья и потребителя)

Обосновать размещение металлургического комбината полного цикла в г.Череповец. Указать преимущества его размещения между железорудной (Оленегорск) и угольной (Воркута) базами, а не у сырья или у топлива.

Исходные данные: расстояние от Оленегорска до Череповца по железной дороге 1600 км, от Воркуты до Череповца – 2000 км. Затраты на 1 т грузов по железной дороге на 1 км – 250руб. Расход коксующего угля на 1 т проката 1,4 т, железной руды – 2 т.

900000*1,4=1260000 руб(1,4 т угля для получения 1 т проката)

3)900000*2=1800000 руб (будет потрачено , чтобы получить 1 т проката)

Ответ: Выгодно построить в Оленегорске. Тогда почему построили в Череповце?

Вывод: Металлургический комбинат выгоднее всего построить в г. Череповец, т.к.основной потребитель г. С-Петербург.

Работа у доски с карточками. (Череповец, Воркута, Оленегорск, знаки руды и каменного угля) Расположить на доске карточки

Работа проводиться в группах. Ученики объединя­ются в несколько команд по пять-шесть человек. Учитель вывешивает на доске заранее изготовленный плакат, на котором разным цветом большим и мелким (так, чтобы было заметно издали) шрифтом вдоль и поперек написано 15-20 слов (количество варьируется соответственно тема­тике). По истечении отведенного времени (40 с или 1 мин) плакат снимают, а команды записывают все слова, которые запомнили

Потом команды обмениваются своими записями для проверки. Командам желательно договориться вносить исправления в чужие записи ручкой другого цвета. Проверяющие исправляют ошибки, описки и до­писывают не увиденные другой командой слова, после чего каждый участник проверяющей команды ставит свою подпись.

Листки возвращают предыдущей команде — теперь уже для того, чтобы проверить самих проверяющих. Учебный плакат учитель снова вывешивает на доску для сверки, а также для выяснения возможных недоразуме­ний. После этого называют победителя. Выигрывают те команды, в записях которых оказалось меньше всего оши­бок и пропущенных слов.

Источник: infourok.ru

Доменное производство

Кокс играет в доменной печи тройственную роль, а именно физическую, тепловую и химическую, причем его физическая и химическая роль являются наиболее важной.

  • Физическая роль. В то время когда железосодержащие материалы изменяют свои химические и физические свойства при опускании от уровня засыпи в горн печи вследствие восстановления, размягчения и расплавления, кокс остается единственным твёрдым материалом ниже зоны расплавления железосодержащих компонентов шихты (рис. ). Кокс должен гарантировать проницаемость печи во всём её объёме для газа и расплавленных продуктов. Кроме того, кокс, оставаясь единственным материалом в твёрдом состоянии во всём объёме доменной печи, несёт на себе нагрузку столба шихтовых материалов. В этом и заключается причина невозможности работы доменной печи без кокса.
  • Химическая роль. Кокс предоставляет углерод для получения восстановительных газов, а также обеспечивает прямое восстановление оксидов железа, кремния и марганца и, кроме того, обеспечивает науглероживание жидкого чугуна, что необходимо для снижения температуры его плавления.
  • Тепловая роль. Углерод кокса и вдуваемых компонентов предоставляет основную часть (около 80 %) тепла, необходимого для доменного процесса, остальные 20 % поступают с горячим дутьём.

Стены доменной печи не отвесны, что связано с тепловым расширением материалов, которые увеличиваются в объёме при нагревании – такой профиль сформировался «сам собой» в ходе эволюции агрегата из примитивного сыродутного горна.

Важной зоной доменной печи является зона когезии (или зона размягчения-плавления): выше неё материалы находятся в твёрдом состоянии, а ниже твёрдым остаётся только кокс, железорудные же материалы плавятся и стекают по кускам кокса, постепенно восстанавливаясь и разделяясь на чугун и шлак (рис.). При этом кокс в нижней части печи делится на «активный» кокс, который движется, заполняя собой место сгоревшего кокса и «тотерман» – неподвижный слой кокса, по которому стекает чугун и шлак.

Чугун и шлак скапливаются в нижней части печи (из-за разности плотности они не смешиваются) и периодически выпускаются через специальные отверстия – лётки, в чугуновозные и шлаковозные ковши. Чугун при этом направляется в сталеплавильный цех, а шлак – либо на установку грануляции для переработки с строительные материалы, либо в шлаковый отвал.

Помимо собственно доменной печи в состав комплекса по производству чугуна (рис. ) входят бункера для хранения шихтовых материалов, оборудование для их подачи в доменную печь, загрузочное устройство доменной печи, а также воздухонагреватели, в которых подаваемое в печь воздушное дутьё (обогащённое кислородом) нагревается до температуры 700-1200 °С.

Нагретое дутьё поступает по трубопроводу к печи и подаётся в опоясывающий её кольцевой воздухопровод, к которому подключены расположенные равномерно по окружности водоохлаждаемые фурмы, через которые дутьё поступает непосредственно в печь. Их число на крупных печах может составлять несколько десятков.

Поскольку кокс достаточно дорог, для его экономии зачастую вместе с воздушным дутьём в печь вдувают природный газ, мазут или угольную пыль (пылеугольное топливо – ПУТ). Углерод, поступающий с этими материалами позволяет экономить углерод кокса, а следовательно – снижать расход самого кокса.

Выходящий из доменной печи колошниковый газ очищается от пыли и направляется в газовую сеть комбината для использования в качестве топлива, поскольку он содержит значительные количества горючих водорода и оксида углерода (СО).

Поскольку чугун содержит, получаемый в доменной печи в условиях избытка углерода, всегда содержит его столько, сколько может раствориться в жидком металле при имеющихся условиях, для получения стали необходимо удалить из чугуна часть углерода, для чего используются сталеплавильные агрегаты, упомянутые выше – кислородные конвертеры и электропечи. Вторым компонентом сталеплавильной шихты является стальной лом, закупаемый комбинатами у ломозаготавливающих компаний.

Источник: metalspace.ru

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector