- •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.
10. Шлаковый режим доменной плавки. Процессы образования шлака в доменной плавке.
Шлаковый режим — это процессы шлакообразования и свойства образующихся шлаков.
Шлаковый режим связан с химическим составом продуктов плавки, развитием теплового и газодинамического режимов.
Цель управления шлаковым режимом — получение чугуна требуемого химического состава и шлака с надлежащими свойствами в ходе всего процесса шлакообразования.
Шлакообразование. Структуру противоточной области можно разделить по агрегатному состоянию на 3 зоны:
верхняя сухая (от верха колошника до низа шахты);
зона размягчения (распар и низ шахты);
нижняя зона (заплечики) — шихта представлена коксовой насадкой со стекающим по ней расплавом.
В процессе шлакообразования выделяют стадии:
размягчение ЖРС;
образование первичного шлакового расплава;
фильтрация шлака через коксовую насадку;
получение конечного шлака, состав которого изменяется за счет присоединения золы кокса.
В верхней сухой зоне получают развитие процессы твердофазного минерального образования, а именно — образование твердых растворов и различных минеральных фаз из оксидов, входящих в состав ЖРС. Процессы минералообразования имеют ярко выраженный характер при наличии в шихте флюсующих добавок, поэтому наилучшие показатели доменной плавки достигаются при проплаве однородной, предварительно обработанной шихты. В данном случае реакции в твердых фазах, начальные этапы процессов шлакообразования, формирование свойств оксидных расплавов — все это выносится за пределы ДП и зарождается на стадии подготовки ЖРС.
Вторая противоточная зона — зона когезии — зона первичного шлакообразования. Тут ЖРС, что находится между слоями кокса, постепенно, под действием теплоты из потока переходит из твердого в размягченное состояние. Появление шлака начинается с образования на поверхности рудных частиц капель первичного расплава. По мере развития нагрева и восстановления возрастают объемы первичного железистого расплава, проходит его обособление и отделение от массы размягченных частиц рудных материалов. Этот железистый расплав за счет образования легкоплавких оксидных эвтектик в присутствии FeO и щелочных соединений и образует основную массу первичного шлака.
N. B. Эвтектика — это смесь двух и более твердых фаз, одновременно выкристаллизовывающихся из раствора или сплава при постоянной и наиболее низкой (из возможных) температуре.
С плавлением наиболее легкоплавких эвтектик начинается процесс образования первичных шлаков. Отличительная особенность первичных шлаков — высокое содержание FeO (10-20%). Содержание основных шлакообразующих компонентов (CaO, SiO2, AI2O3, MgO) в них пропорционально их средневзвешенному составу железорудной части шихты (без флюса), то есть соотношение данных компонентов не изменяется и основность первичного шлака равна основости железорудной части шихты.
В третьей зоне при фильтрации первичного шлака состав его изменяется, образуя промежуточный шлак (продукт преобразования первичных шлаков за счет растворения в них всех оксидов пустой породы, взаимодействия углерода кокса с FeO и трудновосстановимыми оксидами). Состав промежуточного шлака различен по высоте коксовой насадки; основность промежуточного шлака — выше, чем основность железорудной части шихты.
Но основность конечного шлака получается всегда меньше основности железорудной части шихты (за счет присоединения золы кокса).