1.2 Технологический процесс

Доменный процесс подставляет собой совокупность механических, физических, и физико-химических явлений, протекающих в работающей доменной печи.

Загружаемые в доменную печь шихтовые материалы — кокс, железосодержащие компоненты и флюс — в результате протекания доменного процесса превращаются в чугун, шлак и доменный газ.

В химическом отношении доменный процесс является восстановительно-окислительным: из окислов восстанавливается железо, а окисляются восстановители. Однако доменный процесс принято называть восстановительным, так как цель его состоит в восстановлении окислов железа до металла.

Агрегатом для осуществления доменного процесса служит печь шахтного типа. Рабочее пространство доменной печи в горизонтальных сечениях имеет круглую форму, а в вертикальном разрезе — своеобразное очертание, называемое профилем. Профиль печи состоит из элементов: горна, заплечиков, распара, шихты и колошника. Форма профиля и размеры его элементов определены сущностью процессов, протекающих в доменной печи.

Важнейшим условием осуществления доменного процесса в рабочем пространстве печи является непрерывное встречное движение и взаимодействие спускающихся шихтовых материалов, загружаемых в печь через колошник, и восходящего потока газов, образующегося в горне при горении углерода кокса в нагретом до 1000—1200 ºС воздухе (дутье), который нагнетается в верхнюю часть горна через расположенные по его окружности фурме. К дутью может добавляться технический кислород, природный газ, водяной пар.

Кокс поступает в горе нагретым до 1400—1500 ºС. В зонах горения углерод кокса взаимодействует с кислородом дутья. При взаимодействии жидких продуктов плавки с раскаленным коксом в заплечиках и горне происходит усиленное восстановление кремния, марганца и фосфора из их окислов, растворенных в шлаке. Здесь же поглощенная металлом в ходе плавки сера переходит в шлак. Железо и фосфор практически полностью восстанавливаются и переходят в чугун, а степень восстановления кремния и марганца и полнота удаления из чугуна серы в большей мере от температурных условий, химического состава шлака и его количества.

Жидкие чугун и шлак разделяются в горне благодаря различным удельным массам. По мере скопления их в горне выпускают через чугунную летку, а шлак – через шлаковые летки (верхний шлак) и чугунную летку во время выпуска чугуна (нижний шлак).

Все перечисленные процессы протекают в доменной печи одновременно, оказывая взаимное влияние. Однако изучение отдельных звеньев доменного процесса осуществляется обособленно, позволяя описать процесс более простыми методами.

В настоящее время доменный процесс изучается различными приемами: путем теоретического анализа на основе законов теории металлургических процессов, путем лабораторных экспериментов и непосредственным исследованием закономерностей процесса на работающих доменный печах. Развитие теории доменного процесса находится в самой тесной связи с практикой доменного производства.

Режимная карта тепловой работы воздухонагревателей ДП-1 изображена в виде таблицы 1.1.

Таблица 1.1 – Режимная карта теплой работы воздухонагревателей ДП-1

Наименование	Размерность	ВН-1	ВН-2	ВН-3	ВН-4
Продолжительность газового периода	час-мин	6-00	6-00	6-00	6-00
Продолжительность воздушного периода	час-мин	2-00	2-00	2-00	2-00
Продолжительность переключений	час-мин	0-12	0-12	0-12	0-12
Продолжительность полного цикла	час-мин	8-00	8-00	8-00	8-00
Предельная температура купола	ºС	1350	1350	1350	1350
Предельная температура отходящих газов	ºС	400	400	400	400
Расход газа	тыс. м3/час	30-35	30-35	30-35	30-35
Расход дутья	м3/мин	3000	3000	3000	3000