Описание технологического процесса доменного цеха
Доменный цех ⎼ это сердце металлургического завода, где происходит основная стадия производства чугуна. В доменном цехе осуществляется сложный технологический процесс, включающий в себя подготовку шихтовых материалов, их загрузку в домну, плавку чугуна, выпуск готовой продукции и очистку отходов.
Подготовка шихтовых материалов
Подготовка шихтовых материалов ― это первый и очень важный этап в технологическом процессе доменного цеха. От качества и правильного соотношения компонентов шихты зависит не только выход чугуна, но и его химический состав, а также качество получаемого шлака.
В качестве шихтовых материалов используются⁚
- Железная руда ⎼ основной источник железа. Она может быть различных типов⁚ бурый железняк, красная железная руда, магнетит и др. Руда подвергается дроблению, измельчению и обогащению, чтобы удалить пустую породу и повысить концентрацию железа.
- Кокс ⎼ твердое топливо, получаемое из каменного угля. Кокс необходим для обеспечения высокой температуры в доменной печи и восстановления железа из руды. Он должен обладать высокой прочностью, чтобы не разрушаться под действием высоких температур и давления.
- Флюс ― это добавка, которая используется для регулирования состава шлака. Флюс обычно состоит из известняка, доломита или других материалов, которые способствуют плавлению и удалению пустой породы из руды. Флюс также помогает регулировать вязкость шлака, обеспечивая его беспрепятственное удаление из доменной печи.
- Металлолом ⎼ используется для повышения производительности доменной печи и снижения расхода кокса. Металлолом предварительно сортируется и измельчается, чтобы обеспечить его равномерное распределение в шихте.
Все шихтовые материалы перед загрузкой в домну тщательно взвешиваются и смешиваются в строго определенных пропорциях, чтобы получить шихту с необходимым химическим составом.
Загрузка шихтовых материалов в домну
После тщательной подготовки шихта подается в домну ― мощную вертикальную печь, сердце доменного цеха. Загрузка шихтовых материалов в домну осуществляется с помощью специальных механизмов, которые обеспечивают равномерное распределение шихты по всему объему печи.
Процесс загрузки шихты в домну имеет несколько ключевых этапов⁚
- Подготовка бункеров⁚ шихтовые материалы, подготовленные на предыдущих этапах, поступают в бункеры, расположенные над доменной печью. В бункерах шихта тщательно перемешивается, чтобы обеспечить ее однородность.
- Загрузка шихты в колошник⁚ из бункеров шихта подается в колошник ⎼ верхнюю часть доменной печи. Загрузка шихты в колошник осуществляется с помощью специальных механизмов ― шихтоподающих машин. Эти машины обеспечивают последовательное и равномерное поступление шихты в домну.
- Распределение шихты в печи⁚ по мере загрузки шихта опускается вниз, заполняя пространство между колошником и горном ― нижней частью доменной печи. Для обеспечения равномерного распределения шихты по всему объему печи используются специальные устройства ― распределительные устройства. Они обеспечивают правильное расположение шихтовых материалов, что необходимо для эффективного проведения процесса плавки.
Загрузка шихты в домну ― это непрерывный процесс, который осуществляется в течение всего времени работы доменной печи. Правильная загрузка шихты является важным фактором, влияющим на эффективность плавки и качество получаемого чугуна.
Плавка чугуна в доменной печи
В доменной печи происходит сложный процесс плавки чугуна, который можно разделить на несколько этапов⁚
- Подготовка шихты к плавке⁚ шихта, загруженная в домну, подвергается воздействию высокой температуры и восстановительных газов. В результате этого процесса происходит разложение шихтовых материалов и освобождение железа.
- Процесс восстановления железа⁚ железо в шихте находится в виде оксидов. Под действием восстановительных газов оксиды железа превращаются в металлическое железо. Этот процесс происходит в верхней части доменной печи, где температура еще не достаточно высока для плавки.
- Плавка чугуна⁚ по мере опускания шихты вниз температура постепенно возрастает. В нижней части доменной печи температура достигает 1500-1600°C, что достаточно для плавки железа и других компонентов шихты. В результате плавки образуется жидкий чугун и шлак. Чугун собирается в горне доменной печи, а шлак плавает на поверхности чугуна.
- Отвод газов⁚ в процессе плавки выделяются газы, которые отводятся из доменной печи через специальные каналы. Эти газы содержат угарный газ и другие компоненты, которые используются в качестве топлива на других производствах.
Плавка чугуна в доменной печи ⎼ это сложный и энергоемкий процесс, который требует строгого контроля и регулирования. От правильности проведения плавки зависит качество получаемого чугуна и эффективность работы всего доменного цеха.
Выпуск чугуна и шлака
После завершения плавки чугун и шлак необходимо выпустить из доменной печи. Процесс выпуска чугуна и шлака осуществляется через специальные отверстия, расположенные в нижней части доменной печи⁚
- Выпуск чугуна⁚ для выпуска чугуна используется специальный канал, называемый «чугунная лещадка». Чугунная лещадка закрывается заглушкой, которая открывается в момент выпуска чугуна. Жидкий чугун вытекает из доменной печи по желобу и направляется в специальные ковши, где он охлаждается и затем перевозится на дальнейшую обработку.
- Выпуск шлака⁚ шлак выпускается через отдельное отверстие, называемое «шлаковая лещадка». Шлаковая лещадка также закрывается заглушкой. Жидкий шлак вытекает из доменной печи по желобу и направляется в специальные шлаковые ковши. Шлак используется в строительстве и других отраслях промышленности.
Процесс выпуска чугуна и шлака является важным этапом технологического процесса доменного цеха. От правильности выпуска зависит качество чугуна и шлака, а также безопасность работы персонала.