книги / Металлургические технологии
..pdf2) подача агломерата; агломерат подают с аглофабрики, которая обычно располагается за рудным двором, непосредственно в бункера бункерной эстакады при помощи транспортеров;
3) подача кокса; кокс нельзя перегружать грейфером, поэтому коксовые бункера располагают вблизи скиповой ямы, а загрузку кок са в них осуществляют с помощью транспортеров.
Подача и нагрев дутья. Для нормального хода доменной печи в нее необходимо ежеминутно вдувать 1 ,6 ...2,3 м3 горячего воздушно кислородного дутья на 1 м3 полезного объема печи. Для повышения давления и подачи дутья в печь применяют воздуходувные машины различных типов. Наибольшее распространение получили центробеж ные воздуходувные машины с паротурбинным приводом (паротурбовоздуходувки - ПТВ), производительностью 4000...7000м3/мин, сдав лением на выходе 400.. .500 кПа.
В настоящее время воздушное дутье обогащают кислородом, ко торый получают на кислородных станциях с блоками разделения воздуха. Процесс получения кислорода состоит из предварительного сжижения воздуха и его последующей ректификации, т.е. разделе ния, основанного на различии температур сжижения различных со ставляющих воздуха. Полученный газообразный технический кисло род (95...97 % О2) добавляют во входной патрубок ПТВ.
Воздушно-кислородное дутье нагревают до 1100... 1300 °С в воз духонагревателях (кауперах), которые бывают двух типов: со встро енной камерой горения и выносной камерой сгорания. Воздухонаг реватель со встроенной камерой горения (рис. 3.6) представляет со бой сигарообразный сосуд внешним диаметром около 10 м, высотой примерно 40 м. Внутреннее пространство каупера состоит из трех основных частей: камеры сгорания 7, подкупольного пространства 2 и огнеупорной насадки 3.
Огнеупорная насадка представляет собой кладку из огнеупорных кирпичей с вертикальными каналами размером 45x45 или 60х60 мм. Нижнюю часть насадки выполняют из шамотного кирпича, а верх нюю - из высокоглиноземистого кирпича.
слородом, вдувают в горячую огнеупорную насадку, где и происхо дит его разогрев до необходимой температуры. Далее горячее воз душно-кислородное дутье подают в кольцевой воздухопровод, рас положенный вокруг верхней части горна доменной печи (так назы ваемый фурменный пояс), откуда дутье поступает в фурмы, а через них - в горн доменной печи.
Длительность газового режима примерно в два раза больше, чем воздушного. В связи с этим для нормальной работы доменной печи необходимо, как минимум, три каупера, два из которых в данный момент времени работают в газовом режиме, а один - в воздушном. Фактически в настоящее время на одну доменную печь приходятся 4 каупера или 7 кауперов на 2 печи.
По мере охлаждения огнеупорной насадки температура воздуха на выходе из каупера падает. Это может привести к сбоям в работе печи, поэтому воздух всегда нагревают до более высокой температу ры, а заданную температуру дутья поддерживают автоматически, подмешивая определенное количество холодного воздуха в трубо провод горячего дутья.
Очистка доменного газа* Вместе с колошниковым (доменным) га зом из доменной печи выносится значительное количество пыли, содер жание которой составляет от 2 до 40 г/м3. Использование газа, загрязнен ного пылью, в качестве топлива недопустимо. Поэтому доменный газ очищают от пыли до ее остаточного содержания 0,002.. .0,005 г/м3.
Газ последовательно подвергают грубой, полутонкой и тонкой очистке:
•грубая - это очистка сухим способом в пылеуловителях или циклонах до остаточного содержания пыли 1...3 г/м3;
•полутонкая - мокрая очистка в скрубберах и трубахраспылителях (трубы Вентури) до содержания 0,5... 1,5 г/м3;
•тонкая - мокрая очистка в трубах-распылителях, а также сухая
или мокрая очистка в электрофильтрах до содержания 0,001...0,005 г/м3
Грубая очистка происходит под действием силы тяжести, дейст вующей на пылеобразные частицы. При поступлении газа в пыле уловитель или циклон скорость газового потока резко падает, и пыль осаждается на дно установки (рис. 3.7).
Рис. 3.7. Схема устройства |
Рис. 3.8. Схема скруббера: |
сухого пылеуловителя (циклона): |
1 - газопровод очищенного газа; |
1 - газопровод неочищенного |
2 - брызгало; 3 - насадка; |
доменного газа; 2,3 - трубы; |
4 - газопровод неочищенного |
4 - корпус пылеуловителя |
газа; 5 - водослив |
Полутонкая очистка в скрубберах основана на смачивании частиц пыли водой и удалении их в виде шлама (илистого осадка). Скруббер (рис. 3.8) представляет собой металлическую емкость высотой до 35 ц и диаметром 4...6 м. Внутри скруббера имеется несколько ярусов деч ревянных насадок. Насадки орошают водой с помощью брызгал, расч положенных в верхней части скруббера. Газ, прошедший грубую очцч стку в пылеуловителе, с большой скоростью подают в нижнюю част^ скруббера. Более крупные частицы пыли смачиваются водой и сразу
осаждаются. Мелкие частицы потоком газа увлекаются вверх, где встречаются с водяным туманом, увлажняются и прилипают к дере вянным насадкам, с которых смываются водой в нижнюю часть скруббера. Очищенный и охлажденный до 40 °С газ выходит из скруббера и далее направляется на тонкую очистку.
Труба-распылитель для тонкой очистки
Газ
представляет собой вертикальную трубу с пе режимом (рис. 3.9). В пережим трубы, где скорость газового потока резко увеличивается, под высоким давлением подают воду. Турбу лентное движение газа и водяной туман соз дают условия для слипания (коагуляции) мельчайших частичек пыли. Укрупненные
таким образом пылевидные частицы осажда |
|
ются на выходе из трубы-распылителя. |
|
После труб Вентури доменный газ под |
|
вергают дальнейшей очистке в дроссельных |
|
устройствах и электрофильтрах. Затем газ по |
|
дают в инерционные водоотделители, после |
|
которых очищенный газ подают в заводской |
|
коллектор чистого доменного газа, и по нему |
распылитель |
газ уходит потребителям. |
Разливка чугуна. Жидкий чугун не весь перерабатывают в сталь. Часть его разливают на небольшие слитки (чушки) массой 45...50 кг для создания запаса илн для продажи. Разливку чугуна осуществля ют на разливочных мацщнах, установленных в разливочном отделе нии доменного цеха.
Разливочная машина представляет собой направленный вверх конвейер из двух бесконечных цепей с закрепленными на них коры тообразными изложницами (мульдами). Жидкий чугун из наклонен ного чугуновозного ковша тонкой струей выливают на разливочный желоб. Из желоба чугун попадает в медленно движущиеся мульды, которые охлаждаются водой из труб, снабженных спрейерами (брыз галами). В верхней точке конвейера мульда опрокидывается, и за
кристаллизовавшаяся чугунная чушка вываливается из нее на желез нодорожную платформу. Пустые мульды в опрокинутом положении двигаются вниз к заливочной части машины. При этом они опрыски ваются известковым раствором для предотвращения приваривания чугуна.
Производительность разливочной машины около 1800 т/сут, ско рость движения конвейера 7... 13 м/мин.
Транспортировка чугуна и шлака. Чугун и шлак в расплавлен ном состоянии образуют две несмешивающиеся жидкости различной плотности: плотность чугуна при температуре 1450 °С составляет 6450 т/м3, плотность шлака - приблизительно 2400 т/м3. Это позволя ет довольно легко разделять чугун и шлак. Жидкий чугун и шлак по системе желобов, оборудованных устройствами для отделения чугу на от шлака, поступают в различные ковши: чугун - в чугуновозный ковш, ишак - в шлаковозы.
Ж и д к и й чугун в чугуновозах транспортируют в сталеплавиль ные цеха, где чугун переливают непосредственно в сталеплавиль ный агрегат или в миксер. Миксер - это отапливаемый мазутом или газом футерованный и взятый в «броню» сосуд емкостью от 500 до 2000 т. Миксер служит для накопления чугуна и его усреднения по температуре и химическому составу. В дальнейшем чугун из мик сера переливают в сталеплавильный агрегат. Кроме того, жидкий чугун могут транспортировать в разливочное отделение доменного цеха, где на разливочных машинах его разливают на мелкие слитки (чушки).
Шлаковозы транспортируют ишак к агрегатам грануляции шлака или к шлаковому отвалу.
В России широкое распространение получили чугуновозы с гру шевидным ковшом емкостью 50, 100 и 140 т (рис. 3.10). Чугуновозы с закрытым ковшом миксерного типа (рис. 3.11) имеют емкость от 100 до 600 т. Ковши закреплены с помощью цапф на железнодорож ных тележках и могут поворачиваться вокруг горизонтальной оси на угол 360°.
Рис. 3.10. Чугуновозный ковш грушевидной формы: 1 - платформа; 2 - ковш; 3 - ходовые тележки
20 100
Рис. 3.11. Чугуновоз с ковшом миксерного типа
Чугуновозные ковши футерованы шамотным кирпичом, стой кость которого до 1000 наливов. При использовании ковшей миксер ного типа отпадает необходимость в стационарном миксере, кроме того, появляется возможность транспортировать жидкий чугун на расстояния до 50 км.
Обычно рассматривают следующие группы процессов: •процессу происходящие в горне доменной печи (горновые
процессы);
•процессу происходящие на колошнике доменной печи;
•процессу восстановления окислов железа;
•восстановление окислов других элементов (примесей);
•процессу науглероживания железа и образования чугуна;
•поведение серы в доменной печи;
•образование шлака.
3.3.1.Горновые процессы
Вгорне доменной печи встречаются и взаимодействуют два по тока: опускающаяся шихта и горновые газы. Основным и важней шим процессом, происходящим в горне доменной печи, является процесс горения углерода кокса. В результате этого процесса обес печивается получение необходимой температуры и восстановитель ной атмосферы. Кроме того, в результате сгорания кокса высвобож
дается объем, который заполняется вышележащими материалами и, тем самым, обеспечивается движение шихты сверху вниз.
Воздушно-кислородное дутье, нагретое до 1150... 1350 °С, по ступает в верхнюю часть горна через фурмы, равномерно располо женные по окружности горна. При тех параметрах дутья, которые
обеспечиваются |
современны |
|
|||
ми фурмами (избыточное дав- |
|
||||
ление 150...300 кПа, объем |
|
||||
вдуваемых газов на одну фур |
|
||||
му 170...230 м3/мин, скорость |
|
||||
газов на |
выходе |
из |
фурмы |
|
|
10 0 ... 150 м/с), кинетической |
Дутье |
||||
энергии |
потока |
газов |
доста |
|
|
точно для того, чтобы вызвать |
|
||||
циркуляцию кусков |
кокса пе |
Рис. 3.13. Зона циркуляции кусков |
|||
ред фурмами (рис. 3.13). |
|
||||
|
|
|
|
|
кокса перед фурмой |
Пространство перед фурмами, в котором происходит окисление углерода кокса, называют окислительной зоной. Схема окислитель ной зоны показана на рис. 3.14, а изменение состава газовой фазы и распределение температуры - на рис. 3.15. Видно, что в зоне 1 пре обладают кислород и углекислый газ, а температура достигает 2000 °С. В зоне 2 преобладает угарный газ, а температура снижается до 1800... 1600 °С.
С02, СО, 02, % |
/, °С |
|
Расстояние от торца фурмы, м |
||
Рис. 3.14. Схема окислительной |
Рис. 3.15. Изменение состава га |
||
зоны: 1 - кислородная зона; |
зовой фазы и |
температуры |
|
2 - зона интенсивного окисления |
в окислительной |
зоне |
горна |
(углекислотная зона) |
доменной печи |
|
Все это позволяет представить процессы горения углерода кокса в окислительной зоне следующим образом: в зоне 7, которую назы вают кислородной зоной, углерод кокса Ск, реагируя с кислородом дутья, сгорает полностью, т.е. окисляется до СО2:
Ск + 0 2 = С 02 + 402,2 кДж/(моль*К).
Этому способствует и то обстоятельство, что куски кокса в ки слородной зоне за счет их циркуляционного движения сгорают во взвешенном состоянии. Реакция полного сгорания углерода кокса