Вопрос 30. Нагрев шихты в доменной печи.

В зоне горения кокса температура достигает 2000 °С, газообразные продукты сгорания СО, CO2, азот воздуха нагреваются до высокой температуры и поднимаются вверх. Тепло газов передается твердым материалам. Степень нагрева проплавляемых материалов зависит от то­го, как далеко они расположены от горна и какой газопроницаемостью обладают. На каждом горизонте доменной печи, слой материалов нагрет до какой-то постоянной средней температуры. Самая низкая температура на колошнике доменной печи. Поднимающиеся сюда газы успели отдать большую часть своего тепла и имеют температуру 200—400 °С. Внизу шахты температура повышается до 1000—1150°С, в районе распара до 1200°С и в верхней части горна — до 2000°С. Изменение температуры внутри печи определяется распределением плавильных материалов по высоте и сечению печи, соотношениями между количествами топлива и агломерата в шихте, физическим и химическим составом шихты, температурой и количеством дутья. При перемещении вверх к колошнику по оси печи наблюдается довольно быстрое снижение температуры. Таким образом, загружаемые в печь материалы основную часть своего пути от колошника до верхней части горна совершают в области умеренных температур и меньшую часть в зоне сравнительно высоких температур.

31. Удаление влаги и летучих в дп.

Из всех шихтовых материалов кокс подвергается наименьшим физ. и хим. изменениям при опускания от колошника до горна. При попадания кусков кокса в печь они начинают терять влагу. Этот процесс протекает быстро как только кокс нагреется до 110⁰ С.

Когда кокс нагреется до 300-400⁰С из него выделяются летучие в-ва СН₄ Н₂ СО СО₂. Летучие в-ва кокса и пары воды разбавляют колошниковый газ. Когда кокс оказывается в зоне распара в нем остается углерод, зала, S, P.

Загружаемая в печь руда и агломерат содержит гигроскопическую влагу в свободном состоянии и в гидратном- в соединениях. Гигроскопическая влага удаляется при нагреве материалов до t⁰C100⁰C. Гидратная влага находится в буром железняке, в Mn руде.

Разложение гидратов Fe₂O₃H₂O Al₂O₃SiO₂H₂O начинается при 200⁰С и может заканчиваться при 550⁰С. Выделение гидратной влаги заканчивается при 1000⁰С.

32. Восстановительные процессы в дп.

Восстановлением назыв. Процесс отнятия О₂ от оксида и получение из его элемента или оксидов с меньшим содержанием О₂. Восстановителем может быть элемент обладающий большим сродством к О₂ чем Fe₂O₃, FeO, Fe₃O₄, чем большим сродством обладает элемент к О₂, тем сильнее восстановитель в ДП. Восстановителями служат С кокса, СО, Н₂, По т. Байкова восстановление оксидов протекает при t750⁰C ступенчато от высших оксидов к низшим(Fe₂O₃Fe₃O₄FeOFe). Восстановление С кокса- прямое восстановление. Восстановление газами- косвенное восстановление.

Прямое восстановление МеО+С=Ме+С

Косвенное восстановление

3Fe₂O₃+CO=2Fe₃O₄+CO₂

3Fe₂O₃+CO=3FeO+CO₂

FeO+CO+Fe+CO₂

1и3 реакция протекает с выделением теплоты, а 2 с её поглощением. При нагреве агломерата до 300-350⁰С Fe₂O₃ восстанавливается до Fe₃O₄. При 400-450⁰С Fe₃O₄ восстанавливается до FeO. При 750-800⁰С начинает восстанавливаться FeO.

Прямым восстановлением получают 25-50% Fe Для развития косвенного восстановления используют жидкое топливо, природный газ. В восстановлении оксидов железа участвует Н₂ образующийся при разложении СН₄ при t570⁰C. При t>810⁰C сродство О₂ у Н₂ выше чем у СО. К моменту восстановления оксидов железа агломерат находиться в твердом состоянии Оно становиться более пористым и содержит большое кол-во железа и принимает форму губки(губчатое железо).