пустой породы руды, флюсов и золы топлива образуется шлак. Шлак стекает в горн и скапливается на поверхности жидкого чугуна, благодаря меньшей плотности.

Чугун выпускается из печи через каждые 3 – 4 ч, а шлак – через 1 – 1,5 ч.

3.3 Продукты доменной плавки

Продуктами доменной плавки являются:

-чугун;

-шлак;

-доменный (колошниковый) газ.

Чугун является основным продуктом доменного производства, а шлак и доменный газ – побочными.

Выплавляемые в доменных печах чугуны в зависимости от способа дальнейшего использования делятся на три группы:

-передельные;

-литейные;

-специальные (ферросплавы).

Передельные чугуны. Эта группа чугунов является преобладающим видом продукции доменного производства. На его долю приходится около 90% общего производства чугуна. Они предназначены для передела в сталь кислородно-конвертерным или мартеновским способами и обычно содержат:

0,3 – 1,2 % Si;

0,2 – 1,0 % Mn;

0,15 – 0,2 % P;

0,02 – 0,07 % S.

Особую группу составляют фосфористые чугуны, содержащие до 2% Р, в зависимости от содержания фосфора применяются различные технологии передела таких чугунов в сталь.

Литейные чугуны. Этот вид чугунов предназначен для производства литых изделий в чугуноплавильных цехах. Характерной особенностью этих чугунов является высокое содержание кремния (2,75 – 3,75% Si), а в некоторых случаях и фосфора. Объясняется это тем, что эти элементы придают расплавленному чугуну высокую жидкоподвижность или способность хорошо заполнять литейную форму.

Специальные чугуны (ферросплавы). Это сплавы железа с повышенным содержанием кремния, марганца и других элементов, используемые в качестве раскислителей или присадки в сталеплавильном и чугунолитейном производствах. К ним относятся:

ферромарганец (70 – 75% Mn и до 2% Si); - ферросилиций (9 – 13% Si и до 3% Mn);

-зеркальный чугун (10 – 15% Mn и до 2% Si).

Впоследние годы выплавка ферросплавов в доменных печах сократилась в виду неэкономичности передела. Более выгодно выплавлять ферросплавы в электропечах.

Шлак. Шлак образуется в доменной печи из флюса, золы кокса и железосодержащих материалов. Доменные шлаки применяют в качестве сырья для производства различных строительных материалов (цемент, вяжущие вещества, шлаковая вата и пемза, дорожная брусчатка и др.). Значительную часть шлака подвергают грануляции, заключающейся в быстром охлаждении жидкого шлака водой или воздухом. В результате получают мелкие твердые зерна шлака (гранулы).

Доменный (колошниковый газ). Это газ, выходящий из печи через ее

верхнюю часть – колошник. Он состоит из СО, Н2, СО2, СН4 и N2. После очистки от содержащейся в нем пыли, газ используется как топливо для нагрева воздуха, вдуваемого в доменную печь, для отопления котлов и других целей.

3.4 Технология доменной плавки

Современные доменные печи характеризуются продолжительной кампанией работы или периодом непрерывной работы печи, которая составляет в среднем 7 – 10 лет.

Работа доменной печи включает как бы три стадии:

-задувка печи;

-ведение печи;

-выдувка печи.

Задувка печи. После строительства и капитального ремонта доменной печи необходимо ввести ее в действие. Пуск в эксплуатацию доменной печи после постройки или капитального ремонта называют задувкой. Перед задувкой печь испытывают и проверяют все оборудование на работоспособность и тщательно просушивают кладку печи. Сушку огнеупорной кладки проводят в течение нескольких суток. Для сушки отдельных участков кладки может использоваться газ или электроэнергия. Общую сушку кладки осуществляют горячим дутьем.

Составляют задувочную шихту и производят загрузку доменной печи. Особенностью задувочной шихты является ее переменный состав. В нижнюю часть доменной печи загружают кокс. Затем к нему добавляют некоторое количество доменного шлака и известняк. В третью или четвертую порцию задувочной шихты вводят руду, количество которой увеличивают. В течение нескольких первых суток работы рудную нагрузку поддерживают ниже нормальной, пока доменная печь не прогреется. На нормальный эксплуатационный режим доменная печь выходит через 7 – 10 суток.

Ведение печи. Главной задачей управления работой доменной печи является получение максимально возможного количества чугуна заданной марки при минимальном расходе кокса. Для каждой доменной печи находят оптимальный режим плавки, который обеспечивает выполнение этой задачи.

В практических условиях ведется наблюдение за ходом процесса и, в случае необходимости, принимаются меры для его регулирования. Для этого печи

оснащают большим числом контрольно-измерительных приборов, позволяющих проводить измерение и регистрацию следующих параметров:

-давление, температуру, количество и влажность дутья, подаваемого

впечь;

-давление, температуру и состав колошниковых газов;

-уровень шихтовых материалов в печи;

-температуру кладки отдельных частей печи;

-расход газа и кислорода, подаваемых в печь;

-содержание кислорода в дутье;

-перепад давления по высоте печи.

На основании показаний этих приборов принимаются меры для предупреждения и ликвидации нарушений процесса плавки.

Основными нарушениями нормального хода печи являются:

-нарушение распределения газового потока в доменной печи;

-нарушение теплового режима доменной плавки;

-нарушение ровного схода шихтовых материалов.

Нарушение распределения газового потока заключается в нерациональ-

ном распределении потока в поперечном сечении печи. Различают:

-периферийный ход, при котором большая часть газа движется вдоль стенок печи;

-осевой ход, когда основная масса газа движется по центральной части печи;

-канальный, при котором газ в больших количествах идет через вертикальный канал вблизи стенки печи с какой-то одной стороны.

Недостатком всех этих режимов движения газа является неудовлетворительное использование тепловой и химической энергии газа вследствие неравномерного распределения газа по сечению доменной печи, что приводит к ее похолоданию.

Мерами по устранению указанных нарушений являются:

-повышение качества гранулометрического состава доменной шихты, что ведет к улучшению газопроницаемости шихты;

-регулирование режима загрузки шихты, позволяющее равномерно распределять шихтовый материал по сечению печи.

Нарушение теплового режима доменной плавки ведет к недостатку тепла (похолоданию) или к избытку тепла в печи (горячему ходу).

Причинами, ведущими к недостатку тепла, могут быть:

-повышение влаги в коксе;

-попадание воды в печь;

-уменьшение выноса пыли;

-неправильное распределение газов в печи и другие факторы.

Для устранения отклонений от нормального хода печи в этом случае принимают меры:

-повышают температуру нагрева дутья;

-уменьшают подачу воздуха;

-снижают влажность дутья;

-снижают рудную нагрузку на кокс (снижают количество рудного материала в расчете на 1 тонну кокса).

Причинами возникновения условий, приводящих к избытку тепла в печи, могут быть:

-возрастание давления дутья;

-снижение скорости опускания шихты;

-повышение температуры доменного газа и другие факторы. Для ликвидации этих отклонений принимают меры:

-увеличивают рудную нагрузку;

-повышают влажность дутья;

-снижают температуру дутья.

Нарушение ровного схода шихтовых материалов заключается в работе печи с пониженной против обычной скоростью опускания шихты. Эти отклонения называют тугим ходом с подвисаниями и осадками, когда периодически движение шихты прекращается и происходит подвисание. При этом в нижней части печи продолжается горение кокса и плавление рудной части шихты, в результате чего появляется незаполненное свободное пространство и столб шихты падает в освободившееся пространство, происходит осадка шихты.

Причинами такой нестабильной работы доменной печи являются:

-увеличение количества мелочи в шихте;

-снижение прочности агломерата и кокса;

-увеличение количества шлака и другие факторы.

Для устранения указанных отклонений принимают меры:

-добиваются улучшения газопроницаемости столба шихтовых материалов;

-снижают температуру дутья;

-уменьшают расход дутья.

Выдувка доменной печи. Вследствие разрушения огнеупорной кладки наступает момент, когда работа печи должна быть остановлена. Остановка Работы доменной печи с освобождением её пространства от шихтовых материалов и продуктов плавки называется выдувкой. При выдувке прекращают загрузку печи шихтовыми материалами. С опусканием уровня шихты снижают расход дутья. Полностью прекращают подачу дутья, как только поверхность шихтовых материалов достигнет горизонта фурм.