ОСНОВЫМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА
Тема: Доменное производство
(продолжение)
26.10.2020
Значение размеров профиля доменной печи
Основными размерами профиля печи являются:
- полная и полезная высота печи;
- высоты всех частей ДП;
-
Соотношением этих размеров определяются углы наклона шахты и заплечиков. Размеры профиля определяют общий размер ДП, который характеризуется величиной полезного объема.
Полезным объемом печи называют объем, заполненный шихтовыми материалами и продуктами плавки.
 | |||||
 | |||||
 |
Значение размеров профиля:
1. Полезная высота ДП – это расстояние от оси чугунной лётки до поверхности материалов на колошнике. От полезной высоты зависит max объём ДП.
2. Полная высота ДП – расстояние от оси чугунной лётки до границы большого конуса загрузочного устройства. Полная высота больше полезной на величину, определяемую размером воронки засыпного аппарата, и зависит от его конструкции.
3. Диаметр и высота колошника – определяют распределение материалов в верхней части печи.
4. Высота шахты – определяет угол наклона её стен. Наклон стен шахты необходим для обеспечения разрыхления столба шихтовых материалов, чтобы не было зажигания материалов и этого требует увеличивающаяся в объёме при нагревании шихта.
5. Диаметр распара – определяет распределение газового потока по сечению. Увеличение диаметра приводит к неравномерности распределения потоков газа и шихты, а уменьшение - к быстрому разгару кладки над зонами горения.
6. Высота распара – определяет угол наклона шахты, а этим определяется правильное распределение газового потока по сечению печи и опускание столба шихтовых материалов.
7. Высота заплечиков – определяет начало сужения рабочего пространства печи, что должно соответствовать уменьшению объёма плавильных материалов в результате перехода шихты в жидкое состояние.
8. Диаметр горна – определяется количеством сжигаемого топлива в единицу времени.
9. Высота горна – расстояние от оси чугунной лётки до нижней кромки заплечиков. Высота горна определяется количеством продуктов плавки. Чрезмерная высота недопустима т.к. продукты плавки при накоплении их в нижней части горна будут остывать.
Процессы, происходящие в доменной печи
Процессы горения топлива протекают в горне ДП в небольших объёмах возле воздушных фурм. Фурмы расположены по окружности верхней части горна и представляют собой охлаждаемые водой устройства, через которые в печь подаётся атмосферное дутьё, нагретое в воздухонагревателях до 1100 – 13500С. В качестве добавок к дутью могут использоваться водяной пар, природный газ и кислород.
Процессы восстановления протекают во всём объёме печи. Восстановителями являются оксид углерода – СО и твёрдый углерод - С. Твёрдый углерод вносится в печь коксом, а оксид СО образуется в горне при горении кокса.
Реакции восстановления оксидов Fe оксидом СО:
3Fe2O3+CO = 2Fe3O4+CO2 
Fe3O4+CO = 3FeO+CO2
FeO+CO = Fe+CO2
Но только 50-80% всех оксидов Fe восстанавливаются оксидом С, остальная часть восстанавливается твёрдым С:
FeO+C = Fe+CO.
Восстановление оксидов газами называется косвенным восстановлением, а восстановление твёрдым углеродом – прямым восстановлением.
Процессы плавления можно разделить на процессы образования чугуна и шлака. В нижней части шахты уже появляется металлическое Fe после восстановительных процессов, но расплавиться оно не может, т.к. Тпл.Fe = 15390С. Такая температура создаётся в горне, но в этом железе растворяется углерод, содержащийся и в газе, и в коксе. Это снижает температуру плавления до 11350С. Следовательно, металлическое Fe растворяет в себе углерод, превращается в чугун, который плавится. Расплавившись, чугун стекает вниз и скапливается в горне. Пустая порода и флюсы опускаясь, нагреваются и на определенном этапе пустая порода и флюсы расплавляются, образуя шлак. Он стекает в горн и располагается над слоем чугуна. После накопления достаточного количества чугуна и шлака их выпускают из печи через летку.
Главными технико – экономическими показателями работы ДП являются: производительность, коэффициент использования полезного объема и удельный расход кокса.
· Производительностью ДП называется масса чугуна, выплавленная за определенное время. Производительность ДП пропорциональна V. Она определяется количеством кокса, что зависит от количества подаваемого дутья, точнее O2. Т.о., чем больше подается дутья, тем больше сжигается кокса, тем выше производительность печи.
· Коэффициент использования полезного объема (к.и.п.о.)
к.и.п.о.= Vпол./ П,
где Vпол. - полезный объем печи;
П – производительность печи.
· Удельный расход кокса в ДП (т.е. расход на выплавку 1 т. чугуна) определяется содержанием железа в рудной части шихты, распределением ж/р материалов по сечению печи, нагревом дутья и использованием заменителей кокса. Снижение удельного расхода кокса приводит к повышению производительности печи и наоборот.