5.2. Cамостоятельная работа №2 Изучение технологии выплавка чугуна из железных руд

Основные вопросы темы. Химический состав чугунов.

Исходные материалы для производства чугуна (руда, флюс, кокс, агломерат, окатыши).

Устройство и принцип работы доменной печи.

Физико-химические процессы (горение топлива, восстановление железа, шлакование, науглероживание).

Продукты доменной плавки (чугун литейный и передельный, фер­росплавы, побочные продукты.)

Технико-экономические показатели работы доменной печи. Пути повышения эффективности работы домны.

Чугун - сплав железа с углеродом, в котором содержание угле­рода более 2,14%. Сопутствующими элементами являются кремний, марганец, сера и фосфор (рис.5.6).

Рис.5.6. Химический состав чугуна

Процесс получения чугуна из железной руды называют доменным производством. Алгоритм подбора исходных материалов представлен на рис.5.7.

Рис.5.7. Состав шихты, загружаемой в доменную печь

Конструкция доменной печи представлена на рис. 5.8.

Рис.5.8. Конструкция доменной печи: 1 - газоотводящий патрубок; 2 - засыпной аппарат; 3 - огнеупорная кладка; 4 - стальной кожух; 5 - ох­лаждающие трубки; 6 - опоры; 7 - лётка для слива чугуна; 8 - опорное кольцо; 9 - лётка для слива шлака; 10 - кольцевой коллектор для фурм

Характеристика доменной печи:

• печь штатного типа;

• работающая по принципу противотока: сверху поступает шихта, снизу поступает нагретый воздух;

• футеровка (огнеупорная кладка)- нейтральная (шамот);

• полезный объем печи У=2000-5000 м³ (в России до 3200 м³).

Процессы, происходящие в доменной печи, могут быть описаны химическими реакциями, представленными на рис.5.9.

Рис.5.9. Химические реакции доменной плавки (принципиальная схема)

Доменное производство включает в себя два основных участка. Это шихтовой двор, где хранятся и компонуются материалы для со­ставления шихты, и собственно доменный цех, принципиальная схема работы которого представлена на рис. 5.10.

Рис.5.10. Схема работы доменного цеха: 1 - дозатор; 2 - расходуемый бункер; 3 - вагонетка; 4 - наклонный подъемник; 5 - засыпной аппарат; 6 - доменная печь; 7 - емкость для приема чугуна; 8 - емкость для слива шла­ка; 9 - воздухонагреватели; 10 - дымовая труба; 11 - блок очистителей

Продукция доменного производства включает в себя: чугун, ферросплавы и побочные продукты (рис.5.11).

Рис.5.11. Основные виды продукции доменного производства

• Важнейшими показателями оценки эффективности работы доменной печи являются: коэффициент использования полезного объема печи и принцип удельный расход кокса (рис.5.12)

Рис.5.12. Основные параметры, характеризующие эффективность работы доменной печи

Пути повышения эффективности работы доменной печи:

• увеличение полезного объема печи;

• использование агломерата и окатышей;

• повышение давления газа на колошнике;

• обогащение воздушного дутья кислородом;

• использование природного газа в качестве дополнительного то­плива.