Дробление руды
Обогащение руды.
Подготовка руды к доменному процессу
Доменная печь работает нормально ,если куски руды имеют определенные размеры.
Большие куски не успевают в процессе выплавки прореагировать на всю глубину ,и поэтому часть материала используется бесполезно.
Мелкие куски слипаются ,что препятствуют прохождению химически активных газов между ними. Оптимальный размер куска 30-80 мм в поперечнике. Поэтому добытую руду просеивают через грохоты и куски более 80 мм подвергаются дроблению. В процессе добычи руды и её дробления образуется мелочь; мелочь смешивают с коксом и флюсом и подвергают брикетированию, агломерации, окатыванию.
а. Брикетирование – прессование увлажненных концентрата, топлива и флюса с дальнейшим просушиванием полученных брикетов на воздухе и обжигом в печи при температуре 1200 - 1300оС для обеспечения необходимой прочности.
б. Агломерация – спекание концентрата, топлива и флюса при Т=1300-1400 оС в. Окатывание – обработка увлажненных концентрата, топлива и флюса в тарельчатых чашах (грануляторах) с дальнейшей просушкой на воздухе и обжиге в печи при Т=1200-1300 оС. В результате образуются шарики-окатыши диаметром до 30 мм.
Использование брикетов, агломерата и окатышей исключает отдельную подачу флюса в доменную печь при плавке.
При окусковании получается пористая газопроницаемая масса, называемая шихтой.
Устройство доменной печи (Рис. 1М)
Доменный процесс основан на восстановлении металла из его окислов. Поэтому в доменной печи создается восстановительная атмосфера.
| 1 – стальной сварной корпус, выложенный изнутри огнеупорным шамотным кирпичом; 2- жидкий шлак; 3- ванна расплавленного металла; 4- фурма; 5- факел пламени; 6- компоненты доменного процесса (шихта, руда, кокс); 7- летка для слива жидкого чугуна; 8- летка для слива жидкого шлака; 9- загрузочное устройство; 10- отвод газов
| Технико-экономические показатели работы доменных печей
1. Коэффициент использования полезного объёма доменной печи (КИПО) – это отношение полезного объема печи V (м3) к ее среднесуточной производительности Р (т) выплавленного чугуна.
(м3/т)
Чем ниже КИПО, тем выше производительность печи. Для большинства доменных печей КИПО = 0,5…0,7 (для передовых – 0,45)
2.Удельный расход кокса, К – это отношение расхода кокса за сутки А(т) к количеству чугуна, выплавленного за это же время Р(т).
Удельный расход кокса в доменных печах составляет 0,5…0,7 (для передовых – 0,36…0,4)
K – важный показатель, так как стоимость кокса составляет более 50% стоимости чугуна.
|
Загрузка печи компонентами доменного процесса осуществляется через верхнюю часть печи с помощью загрузочного устройства 9. Печь работает по принципу противотока. Сверху вниз двигается подготовленная шихта, руда ,кокс (поз. 6), а снизу вверх через слой этих материалов, поднимаются химически активные газы.
Процесс идет в стальном сварном корпусе 1, выложенном изнутри огнеупорным шамотным кирпичом.
Через фурмы 4 вместе с жидким или газообразным топливом подается воздух, нагретый в водонагревателе до Т=1200 оС.
Топливо горит на уровне фурм 4, создавая факел пламени 5 с температурой около 2000 оС
Газообразные продукты горения поднимаются вверх и отдают шихте, коксу и руде свою тепловую и химическую энергию , а затем отводятся из верхней части домны 10.
В состав продуктов горения (доменного газа) входят СО, СО2, N2, H2, CH4 (колошниковый газ).
Продукты горения очищаются и используются в качестве топлива для воздухонагревателей.
Твёрдые и жидкие продукты реакции (жидкий металл, зола, несгоревшее топливо) опускаются вниз в горн печи. На дне горна накапливается слой жидкого металла 3 , а над ним – слой жидкого шлака 2 , который периодически отбирается через летки 7 и 8 соответственно.
В нижней части домны происходит восстановление железа из его окислов. В качестве восстановителя выступает газ СО, получаемый в результате горения кокса (косвенное восстановление ) и твердый углерод кокса (прямое восстановление).
Процесс восстановления железа из его окислов идет по следующий реакции :
Fe2O3® Fe3O4® FeO® Fe.
Помимо восстановления происходит насыщение железа углеродом.
3Fe + 2C Fe3C + C
(Fe3C + C) – чугун.
В состав чугуна входит химическое соединение Fe3C (цементит) и С (свободный углерод)
Производительность доменной печи 10000 т за 24 часа
В результате доменного процесса получается литейный и передельный чугуны.
Литейный чугун используется для получения фасонных отливок.
Из передельного чугуна выплавляют сталь.
Кроме чугуна в доменных печах выплавляют ферросплавы – сплавы железа с кремнием, марганцем и другими элементами. Их применяют для раскисления и легирования стали.
Побочными продуктами доменной плавки являются шлак и доменный газ.
Из шлака изготовляют шлаковату, цемент, удобрения (стараются получить гранулированный шлак, для этого его выливают на струю воды).
Доменный газ после очистки используется как топливо для нагрева воздуха, подающегося в печь.
|