10(2). Общая схема доменной плавки

Доменный процесс предназначен для получения чугуна из железорудного сырья. Чугун – это сплав железа с углеродом, в котором содержится углерода в среднем 4-4,3%.

Шихтой доменной плавки является железная руда с содержанием железа свыше 60%, агломерат, железорудные окатыши. Топливом служит кокс. Для реализации процесса горения кокса в доменной печи используют дутье.

Доменная печь – печь шахтного типа с полезным объемом от 1000 до 5000 м³.

Полезный объем доменной печи рассчитывается от уровня фурм, установленных в горне до колошника.

Через фурмы в горн доменной печи подают горячий воздух или дутье, обогащенное кислородом. Для нагрева воздуха используют воздухонагреватели (кауперы), количество которых для одной доменной печи – 3 штуки (1 резервный), для двух – 5 штук (4 работающих и 1 в резерве). Доменные печи относительно небольшого полезного объема, как правило, располагаются в один ряд, в то время как печи большого объема (свыше 3000 м³) располагают отдельно стоящими. Это обусловлено удобством подъездных путей рудного двора и доменного цеха.

В горне доменной печи происходит горение кокса при контакте частиц углерода с горячим воздухом, в фурменной зоне образуется факел, тепловая энергия которого расходуется на подогрев шихты, загружаемой в доменную печь и на осуществление реакций восстановления окислов, железа и СО в шахте доменной печи.

По мере наполнения горна жидким чугуном его уровень фиксируют. Фиксируют также уровень шлака, который образуется из пустой породы и флюсов, загружаемых в доменную печь.

Жидкий чугун и шлак выпускают через ледки, расположенные в нижней части доменной печи. Шлак выпускают через шлаковую, а чугун – через чугунную ледку. На небольших печах шлаковые ледки отсутствуют.

Жидкий чугун выпускается через ледку и желоб печи, сопряженные с системой каналов. Чугун по системе каналов сливается непосредственно в чугуновозные ковши, установленные на железнодорожных платформах. Шлак сливается по отдельным каналам в шлаковни, установленные на железнодорожных платформах.

Продукты доменной плавки – чугун, доменный шлак и колошниковый газ.

Кроме чугуна, шлака и колошникового газа в доменных печах выплавляют доменные ферросплавы: доменный ферросилиций, доменный ферромарганец (до 75% Mg), "зеркальный" чугун (15-25% Mg).

Традиционными показателями доменной плавки являются:

1. Коэффициент испарения полезного объема – КИПО. КИПО = V/P, где V – полезный объем; Р – производительность. Размерность – м³ сут/т. Чем меньше КИПО, тем эффективнее работает доменная печь. Для современных доменных печей среднее значение КИПО – 0,5-0,6. Лучшие показатели достигают 0,4.

2. Производительность доменной печи – Р, т/сутки.

Производительность зависит от интенсивности плавки и удельного расхода кокса. Интенсивность доменного процесса характеризуется "ровным" (с)ходом доменной плавки. "Ровный" ход зависит от качества загружаемой шихты, газопроницаемости шихты, качества кокса, качества дутья. Интенсивность плавки повышается при использовании пылевидных углеродсодержащих видов топлив (ПУТ) взамен кокса. ПУТ вдувают вместе с дутьем через фурму в доменную печь. Второй способ – использование обогащенного кислородом дутья (до 30-32%). Третий способ – вдувание природного газа и водяного пара в доменную печь. Этот способ может сопровождаться понижением температуры в горне или фурменной зоне при избытке природного газа или пара в дутье. Четвертый способ – повышение давления на колошнике (плавка под повышенным давлением).

3. Интенсивность плавки – может быть оценена как отношение количества топлива, израсходованного за сутки, к полному объему печи.

. С_К – углерод кокса; К – расход кокса; С_Д – углерод в добавках; Q – количество добавок. Размерность – т/м³ сут.