3 Объекты комплекса доменной печи

В предыдущей лекции были рассмотрены основные технологические узлы собственно доменной печи и установленное в них основное технологическое оборудование. Но доменная печь не может работать без целого ряда дополнительных объектов, непосредственно связанных с технологией доменного производства. Основные из них будут рассмотрены ниже.

Основные объекты комплекса доменной печи:

бункерная эстакада;

система шихтоподачи;

воздуходувная станция;

водухонагреватели;

газоочистка;

уборка жидкого чугуна;

уборка и переработка шлака;

разливочная машина;

система охлаждения;

система аспирации.

Из указанных объектов в рамках данного курса, принимая во внимание его краткость - один семестр, основное внимание будет уделено объектам и применяемому в их составе технологическому оборудованию, непосредственно связанным с производством жидкого чугуна. Прочие объекты (например, энергетического профиля) будут рассмотрены в самом общем виде для того, чтобы дать студентам представление о назначении и основных особенностях данного объекта.

На рис. 3.1 схематично показаны основные объекты комплекса доменной печи: бункерная эстакада, шихтоподача, воздуходувная станция, воздухонагреватели, газоочистка, уборка жидкого чугуна и шлака.

Рисунок 3.1 Технологическая схема основных объектов комплекса доменной печи

Бункерная эстакада - технологический объект доменного цеха, состоящий из бункеров для хранения оперативного запаса шихтовых материалов. Количество и объём бункеров зависит от объёма и производительности доменных печей, нормативов расхода и запаса материалов. Доставка материалов в бункера осуществляется железнодорожным или конвейерным транспортом.

Система шихтоподачи материалов на колошник доменной печи возможна в двух вариантах: скиповая и конвейерная. В обоих вариантах выгрузка материалов из бункеров бункерной эстакады производится системой питателей, дозаторов, ленточных конвейеров и взвешивающих устройств.

При скиповой подаче материалы с помощью системы конвейеров или специальных вагон-весов в нижней части бункерной эстакады загружаются в скипы. Затем скипы по наклонному мосту поднимаются на колошник доменной печи, кантуются и материал из них высыпается в приемную воронку загрузочного устройства (рис. 3.2).

4 Прямое восстановление

Как уже указывалось выше, из общего объёма переработки железорудных материалов в мире на долю методов прямого восстановления приходится около 6-7 %. В то же время это составляет значительную величину - около 70 млн. т в год.

Прямое восстановление - в иностранной литературе используется термин direct reduction, в русской технической литературе применяются также названия бескоксовая металлургия, бездоменная металлургия. Существует большое количество методов прямого восстановления, основное отличие всех этих методов - переработка железорудного сырья без использования кокса.

В процессах прямого восстановления в качестве восстановителя применяются природный газ или каменный уголь. В мировом объёме производства продуктов прямого восстановления доля процессов, в которых в качестве восстановителя применяется природный газ, составляет 75- 80 %, а доля процессов, в которых в качестве восстановителя применяется каменный уголь, - около 20-25 %. Таким образом, подавляющая часть продуктов прямого восстановления производится с использованием природного газа.

Производство продуктов прямого восстановления по странам, 2010 г., млн. т:

Индия 20,65

Венесуэла 3,76

Иран 9,35

Мексика 5,46

Саудовская Аравия 4,94

Россия 4,70

всего в мире 58,23

Наиболее широко производство продуктов прямого восстановления применяется в развивающихся странах, имеющих собственный природный газ. Первое место по объёму производства занимает Индия - более 20 млн. т в год.

В большинстве случаев продуктами прямого восстановления являются металлизованные окатыши или брикеты (рис. 4.1) или жидкий чугун, близкий по составу к доменному чугуну.

Структура производства продуктов прямого восстановления в мире приведена в табл. 4.1.

Таблица 4.1 Структура производства продуктов прямого восстановления в мире, %

Наименование процесса 2006 г. 2007 г.

Мидрекс 59,7 59,1

ХиЛ 18,4 16,8

Прочие процессы с использованием природного газа 2,2 1,6

Процессы с использованием угля 19,7 22,6

Наибольшую долю занимает процесс Мидркс - около 60 %, следующим по распространенности является процесс ХиЛ - около 17 %. Оба эти процесса в качестве восстановителя используют природный газ. Процессы с использованием в качестве восстановителя каменного угля составляют около 23 %.

Рассмотрим более подробно наиболее распространенный процесс Мидрекс. Технологическая схема процесса Мидрекс представлена на рис. 4.2.

Рисунок 4.2 Технологическая схема процесса Мидрекс

4 - оборудование для подготовки восстановительного газа, 7 - шахтная печь Мидрекс, 8 - оборудование для загрузки шихты, 9 - оборудование для выгрузки металлизованных окатышей.