1.3.7 Методи інтенсифікації доменного процесу

Застосування високонагрітого дуття, можливості зниження питомої витрати коксу і збільшення продуктивності печі при підвищенні температури дуття. Збагачення дуття киснем. Зміна температур по висоті печі і газодинамічних умов плавки при збагаченні дуття киснем. Зволоження дуття як метод інтенсифікації доменної плавки. Вдування в піч природного газу, мазуту, пиловугільного палива й ін. Вплив вуглеводневих добавок до дуття на умови доменної плавки. Комбіноване дуття. Ефективність використання комбінованого дуття. Застосування підвищеного тиску газу в робочому просторі печі.

Під інтенсифікацією розуміють методи і прийоми прискорення протікаючих у доменній печі процесів з метою підвищення її продуктивності. До них відносяться:

- заходи, які направлені на підвищення міцності й якості шихтових матеріалів, і у тому числі підвищення основності агломерату, що дозволяє повністю виключити зі складу шихти сирий вапняк і понизити витрату коксу;

- підвищення тиску газів в печі. Збільшення продуктивності печі на 5-10%, зниження витрати коксу на 2-5% і винесення пилу з газом на 35-50% можна забезпечити за рахунок поліпшення використовування газів у печі. Для цього спеціальним дросельним пристроєм здійснюють пережим струменя газу на газопроводі відведення доменного газу, що приводить до підвищення тиску газу під колошником до величини 150-250 кПа. При цьому зменшується перепад тиску між низом і верхом печі, зменшується підйомна сила газів і їх об'єм, збільшується тривалість їх перебування в печі. Це, у свою чергу, дозволяє збільшити кількість дуття, яке подають до печі, що означає більш швидке проплавлення матеріалів;

- збагачення повітряного дуття киснем від звичайного вмісту 21% до 30-35% дозволяє збільшити кількість спалюваного в горні коксу і проплавлюваних в одиницю часу матеріалів. Для пониження температури в горні одночасно з киснем вдувають природний газ, який збагачує гази відновниками СО і Н₂, і дозволяє на 5-15% понизити витрату коксу і підвищити продуктивність доменної печі на 4-7% ;

- підвищення температури повітряного дуття до 1100-1300⁰C зменшує витрату коксу і кількість шлаку в печі, оскільки у піч поступає більша кількість фізичного тепла повітря.

Література: [1, с.204-220; 2, с.306-335; 3, с. 128-138; 4, с. 250-257]

Питання для самоконтролю засвоєння матеріалу:

1. Що таке комбіноване дуття?

2. Охарактеризуйте вплив на продуктивність печі і витрату коксу підвищення температури дуття.

3. Те ж, для збільшення вмісту кисню в дутті.

4. Те ж, при зменшенні дрібняку в агломераті.

5. Те ж, при збільшенні тиску колошникового газу.

6. Те ж, при збільшенні кількості природного газу.

7. Те ж, при збільшенні кількості мазуту.

8. Те ж, при збільшенні кількості вугільного пилу.

1.3.8 Продукти доменної плавки

Види, склад і призначення доменних чавунів. Доменний шлак. Доменний газ.

Основним продуктом доменної плавки є чавун, а побічними - шлак і доменний або колошниковий газ. Доменні чавуни по своєму призначенню підрозділяються на декілька видів. Переробний чавун призначений для подальшої переробки в сталь. Він використовується в рідкому або твердому вигляді. На його частку доводиться 95% виплавлюваного чавуну. Середній склад переробного чавуну: 4,0-4,5% С, 0,3-1,2% Si; 0,2-1,2% Мn; 0,05-0,15% Р і 0,02-0,05% S, решта - Fе. Ливарний чавун використовують для отримання чавунних відливань деталей машин. На відміну від переробного ливарний чавун, який містить підвищену кількість кремнію, володіє більш високою здібністю текти у рідкому стані і добре заповнює ливарні форми. Доменні феросплави застосовують для легування і розкислювання (видалення кисню) сталі. До них відносяться: феромарганець з 70-75% Мn і дзеркальний чавун з 10-25% Мn, феросиліцій, ферохром і ін.

Доменний шлак. При виплавці 1 т чавуну з флюсів, золи коксу і пустої породи залізорудних матеріалів утворюється 0,3-0,6 т шлаку. Шлак використовують як сировину при виробництві різних будівельних матеріалів. Більше половини одержуваного шлаку піддається швидкому охолоджуванню водою або повітрям для одержання дрібних твердих зерен – гранул, які використовують для виробництва цементу і вапняних в’язких речовин. Частину рідкого шлаку піддають повільному охолодженню в бетонних траншеях і після дроблення і сортування одержують литий щебінь, який використовують або при будівництві доріг, або як заповнювач для бетону. Якщо ж в траншею під шар шлаку подають невелику кількість води, то одержують пористий кусковий матеріал - шлакову пемзу, яка є наповнювачем легких бетонів. Шляхом інших видів спеціальної обробки шлаку паром або стислим повітрям одержують тепло- і звукоізоляційні матеріали, наприклад, шлакову вату.

Доменний газ. Газ, що виходить через верхню частину печі, складається із СО, СН₄, Н₂, СO₂ і N₂, вміст пальних складових досягає 30% СО і 2-8% Н₂, теплота згоряння газу після очищення від пилу 3300-3800 кДж/м³. Близько 30-35% доменного газу використовують в доменному цеху для нагріву насадок повітронагрівачів, а решта газу в коксівних, мартенівських, прокатних і термічних цехах, а також для опалювання котлів теплоелектроцентралі. Вихід доменного газу досягає 4000 м³ на 1 т коксу.

При очищенні колошникового газу уловлюють колошниковий пил і шлами, кількість яких міняється від 10 до 100 г/м³ газу, що містять у вигляді оксидів 40-50% Fе, 10-12% С, CaO, MgO, МnО і використовуються як компоненти шихти при виробництві агломерату.

Література: [1, с. 159-164, 298-300; 2, с.485-491;3, с.138-141]