- •Способы окускования железорудных материалов
- •Технология агломерации железных руд.
- •Горение топлива и окислительно-восстановительные процессы при агломерации.
- •Твердофазные химические реакции
- •Плавление шихты и кристаллизация расплава при агломерации
- •Газодинамические и тепловые процессы при агломерации.
- •Поведение попутных элементов при агломерации.
- •Металлургические свойства агломерата
- •Технико-экономические показатели процесса агломерации
- •Устройство агломерационных цехов. (рис в лекции)
- •Устройство агломерационной машины.
- •Технология (схема) производства окатышей.
- •Формирование сырых окатышей.
- •Высокотемпературное упрочнение окатышей
- •Металлургические свойства окатышей
- •Поведение попутных элементов при получении окатышей.
- •Технико-экономические показатели процесса производства железорудных окатышей.
- •21,11. Ресурсосбережение при производстве окатышей, агломерата
- •23. Устройство цехов для производства окатышей.
- •24. Агрегаты для окомкования железорудных материалов.
- •25. Агрегаты для высокотемпературного обжига окатышей.
- •26. Сравнение металлургических свойств агломерата и окатышей.
- •27. Термодинамика восстановления окислов железа
- •28. Процессы удаления влаги, летучих и разложения плавильных материалов.
- •29. Эффективность использования офлюсованных материалов.
- •30. Восстановление кремния и условия выплавки кремнистых чугунов и ферросплавов.
- •31. Восстановление марганца и условия выплавки марганцевых чугунов и фс.
- •32. Поведение цинка, щелочей и свинца в дп.
- •33. Восстановление в доменной печи фосфора.
- •34. Восстановление в доменной печи хрома, ванадия, титана.
- •35. Прямое и косвенное восстановление в доменной печи.
- •36. Реакция газификации углерода и ее роль в процессах восстановления.
- •37. Показатели развития процессов восстановления в доменной печи
- •38. Технико-экономические показатели доменного производства.
- •39. Связь показателей восстановления и расхода кокса.
- •40. Механизм процесса восстановления
- •41. Влияние различных факторов на скорость восстановления.
- •42. Науглероживание железа в доменной печи.
- •43. Качество чугуна.
- •44. Шлакообразование в доменной печи.
- •45. Влияние шлакового режима на показатели доменной плавки
- •Десульфурация Чугуна
- •49. Внедоменная десульфурация чугуна.
- •50. Теплообмен в доменной печи.
- •51. Тепловые балансы и показатели тепловой работы печи.
- •52. Горение топлива у фурм доменной печи.
- •53. Окислительная зона.
- •54. Температура в горне (рис 125 стр. 246)
- •55. Формирование печного газа и изменение его состава при движении от фурм к колошнику.
- •56. Движение газа в слое кусковых материалов.
- •57. Распределение шихты в печи и ее движение.
- •58. Эффективность повышения давления газов в печи.
- •59. Нагрев дутья
- •60.Увлажнение дутья.
- •61. Обогащение дутья кислородом
- •62. Вдувание природного газа в горн печи
- •63. Вдувание мазута в горн печи
- •64. Вдувание угля в горн печи
- •65 Комбинированное дутье доменных печей
- •66. Вдувание горячих восстановительных газов
- •67. Профиль доменной печи
- •68. Футеровка доменной печи.
- •69. Охлаждение доменной печи.
- •70. Фурменный прибор.
- •71. Устройство чугунной и шлаковой леток.
- •72. Загрузочное устройство доменных печей.
- •73. Чугуновозные и шлаковозные ковши.
- •74. Разливочные машины.
- •75. Воздухонагреватели
- •76 Очистка доменного газа
- •77, 92. Предпосылки развития процессов металлургии железа
- •78. Классификация процессов металлургии железа
- •79. Получение губчатого железа в шахтных печах
- •80 Железорудное сырье для процессов металлургии железа.
- •81. Топливо и восстановитель для металлургии железа
- •82 Получение губчатого в периодически действующих ретортах.
- •83 Получение губчатого железа во вращающихся печах, на конвейерных машинах
- •84 Получение крицы
- •85 Восстановление в аппаратах кипящего слоя
- •86 Вторичное окисление и пирофорность губчатого железа
- •87 Свариваемость кусков шихты при их восстановлении в шахтных печах металлизации
- •88 Особенности процесса металлизации с использованием твердого топлива.
- •89. Получение жидкого металла по схеме «восстановление-плавление»
- •90. Получение жидкого металла по схеме «плавление восстановление»
- •93. Технико-экономические показатели металлургия железа
28. Процессы удаления влаги, летучих и разложения плавильных материалов.
В шихте всегда содержится некоторое количество физически или химически связанной воды. Температура на колошнике значительно выше температуры кипения воды, поэтому удаление воды начинается на верхних горизонтах печи после нагрева куска шихты до температуры колошника.
Выделяющийся из гидратов водяной пар реагирует с окисью углерода при t = 500-700оС, и с твердым углеродом при t = 1000оС
Н2Опар + СО = Н2+СО2
Н2Опар + С = Н2+СО
При t = 500-700оС выделяются также летучие вещества кокса, обычное содержание которых в коксе 1 - 2,5% (СО2, СО, Н2, N2, O2, СН4)
Разложение карбонатов протекает по реакциям
СаСО3 = СаО+СО2
MgСО3 = MgО+СО2
FeСО3 = FeО+СО2
Наибольшее значение имеет разложение карбоната кальция, которое идет с поглощением тепла. Выделяющаяся двуокись углерода при t = 1000оС взаимодействует с углеродом со значительным эндотеримческим эффектом и тратой дорогостоящего кокса. Поэтому необходимо стремиться, что бы разложение известняка оканчивалось при возможно более низкой температуре.
29. Эффективность использования офлюсованных материалов.
Эндотермический эффект реакции разложения известняка, взаимодействие выделяющейся двуокиси углерода с углеродом кокса и снижение восстановительного потенциала газа в печи из-за разбавления его двуокисью углерода ухудшают показатели доменной плавки и сильно влияют на расход кокса.
При применении офлюсованных материалов происходит:
1. Исключение из доменной плавки эндотермической реакции разложения карбонатов, т.е. СаСО3= СаО + СО2 - Q или MgCO3 = MgO + CO2 - Q, требующих тепла, а следовательно, расхода кокса. Этот процесс перенесен на аглоленту, где расходуется менее дефицитное и более дешевое топливо, чем кокс.
2. Улучшение восстановительной способности газов в самой доменной печи вследствие уменьшения разбавления их двуокисью углерода, получаемой от разложения карбонатов.
3. Улучшение восстановимости агломерата, так как известь вытесняет оксиды железа из трудновосстановимых силикатов железа.
4. Улучшение процесса шлакообразования, так как в офлюсованном агломерате оксиды плотно контактируют друг с другом.
5. Уменьшение числа материалов, загружаемых в доменную печь. В конечном итоге, применение офлюсованного агломерата приводит к сокращению расхода кокса на 6-15 %.
30. Восстановление кремния и условия выплавки кремнистых чугунов и ферросплавов.
Кремний попадает в доменную печь с шихтой в виде SiO2, который является трудновосстановимым оксидом с высокой теплотой диссоциации:
SiO2 = Si + O2 – 872.63 МДж
В связи с этим восстановление кремния протекает при высоких температурах и сопровождается значительным расходом тепла. Водород и монооксид углерода кремнезем не восстанавливают, т.е.
SiO2 + 2CO = Si + 2CO2
lgKp = (-16520/T) – 0.65lgT + 2.34
при Т=1500 К Kp = 10-11
Таким образом, восстановить кремний можно только с затратами твердого углерода:
SiO2 + 2C = Si + 2CO – 636.76 МДж
…
Эксперментально показано, что восстановление кремния в доменной печи начинается около 1400°С. полагают, что восстановление кремния происходит с образованием промежуточного соединения – монооксида кремния (SiO):
SiO2 + C = SiO + CO
SiO + C = Si + CO
-----------------------
SiO2 + 2C = Si + 2CO
…
Кремний может образовывать силициды железа, например Fe + Si = FeSi + 83.64 МДж или
SiO2 + 2C + Fe = FeSi + 2CO
На восстановление кремния определенное влияние оказывает давление в печи: чем оно выше, тем в меньшей степени и позднее восстанавливается кремний.
по данным В.М. Щедрина, температура начала восстановления кремния
TSi = 17942/(9.91 - lgpCO)
Содержание кремния в чугуне (в %) можно определять из соотношения
[Si] = k/pnд
где pд – давление дутья, Па; k и n – константы.
Предельное содержание кремния в ферросплаве (ферросилиции) можно рассчитать по реакции Fe + Si = FeSi, где [Si]пред = 28/84 ~33%
В реальных условиях в доменный ферросилиций переходит не выше 10-14% Si. Выплавка кремнистых чугунов (литейного чугуна, ферросилиция) требует высоких температур в печи, больших затрат тепла, что обуславливает, как и в случае выплавки ферромарганца, значительный перерасход кокса. Улучшению восстановления кремния способствует плавка на кислых шлаках.
Al, Mg, Ca – не восстанавливаются