- •Доменное Физические процессы
- •Качественно-количественная схема доменного процесса. Материальный баланс доменной плавки.
- •Структура столба доменной шихты
- •3. Роль кокса в доменной плавке. Качественная оценка расхода углерода кокса в доменном процессе. Механизм горения кокса у фурм.
- •4. Структура фурменной зоны: изменение температуры и состава газа по длине зоны горения. Определение теоретической температуры горения и факторы её определяющие.
- •Движение шихты и газов в доменной печи. Причины, уменьшающие объем шихты.
- •6. Основные положения теории акад. А. А. Байкова. Современные представления о механизме восстановления металлов из оксидов углеродом.
- •7. Теплообмен в доменной печи. Понятие о водяных эквивалентах.
- •8. Тепловой баланс доменной плавки. Содержание основных статей. Факторы, влияющие на расход топлива.
- •10 М3/т чугуна
- •9. Показатели работы доменных печей. Методы интенсификации процесса. Продукция доменного производства.
- •10. Шлаковый режим доменной плавки. Процессы образования шлака в доменной плавке.
- •11. Теория строения шлаковых расплавов. Основные свойства шлаков. Уравнение Ньютона и Ле-Шателье для определения вязкости.
- •10 20 30 40
- •12. Методы расчета состава доменной шихты.
- •Химические процессы
- •6. Поведение p, Ni, Cu, As в доменной плавке.
- •7. Поведение цинка и свинца в доменной печи.
- •8. Поведение Mn, Si, Cr в доменной плавке.
- •9. Особенности доменной плавки титаномагнетитов. Восстановление ванадия и титана.
- •10. Поведение щелочных металлов в доменной печи.
- •11. Поведение серы в доменном процессе: источники её поступления, основные реакции, распределение серы между продуктами плавки. Коэффициент распределения серы.
- •12. Науглероживание железа в доменном процессе. Процессы образования чугуна. Формирование окончательного состава чугуна в горне.
12. Науглероживание железа в доменном процессе. Процессы образования чугуна. Формирование окончательного состава чугуна в горне.
Значит так: металлическое железо — продукт восстановления руд — появляется в нижней части шахты печи и распаре. При большом избытке углерода в печи получение чистого железа даже в начальный момент его появления затруднительно. При извлечении из шахты проб материалов в них находят губчатое железо (пористый полупродукт), содержащее около 1-2% С. По мере опускания материалов в доменной печи и их дальнейшего нагрева железо растворяет в себе углерод (все больше и больше). При этом температура плавления его снижается, металл плавится и в виде капель стекает в горн. Окончательный состав чугуна формируется в горне печи.
Можно выделить 4 стадии науглероживания железа в современной ДП:
первая стадия — происходит выпадение сажистого углерода на поверхности свежевосстановленного железа; все факторы, способствующие протеканию реакций CO + H2 = Ссаж + H2O и 2CO = Ссаж + СО2 (400-1000 градусов), вызывают увеличение содержания углерода в чугуне (рост давления в печи, высокая восстановимость шихты, рост основности, повышение содержания водорода в газовой фазе);
вторая стадия — связана с первой и характеризуется диффузией Ссаж в массу металлического железа (950-1150 градусов) — 3Fe + 2СО = Fe3C + СО2;
третья стадия — плавление металла с содержанием ~2% С при температуре выше 1150 градусов и стекание капель по коксовой насадке с растворением углерода кокса в металле — 3Fe + Ск = Fe3Q
четвертая стадия — это процесс, протекающий в горне.
В горне, с одной стороны, продолжается растворение углерода кокса в жидком металле (связано с температурой в горне, временем пребывания и составом чугуна в горне), а с другой — идет окисление углерода чугуна в фурменных очагах (связано с размером печи).
По аналогии с процессом восстановления первые две стадии науглероживания могут быть названы «косвенным» науглероживанием, а вторые две — «прямым» науглероживанием.
В современных условиях доменной плавки содержание углерода в чугуне зависит главным образом от параметров плавки и колеблется в интервале 4,3-5,3%.
Окончательное содержание углерода в чугуне зависит от устойчивости карбидов, которая во многом определяется наличием примесей. Марганец, хром, ванадий образуют карбиды, способствуя увеличению содержания C. Кремний, алюминий, фосфор, медь способствуют, наоборот, снижению содержания C. Поэтому в ферромарганце (6,5-7% С) и зеркальном чугуне (5-5,5% С) всегда больше углерода, чем в передельном, а в ферросилиции (1,5-2% С) и литейный чугунах (3,5-4% С) — меньше.
1Составление уравнения баланса основных и кислотных оксидов при заданной основности шлака.