Вспомогательные материалы для производства чугуна.

Загрузка шихты в ДП.

Через колошник порциями, по нескольку тонн в каждой, в домну загружается шихта. Загрузка идет непрерывно. Для этого возле доменной печи устраивают бункер — склад, куда доставляют агломерат (или окатыши), кокс и флюсы. В бункере из них при помощи автоматизированных вагонов-весов составляют шихту. В бункеры больших современных домен сырье подается непрерывно — транспортерами. Также транспортерами в современных домнах подается шихта из бункера на колошник. В старых домнах для этого применяются вагончики-скипы, которые курсируют по на­клонным рельсам.

Под действием собственного веса шихта опускается, проходя через всю домну. В средней части печи — шахте — ее омывают идущие снизу вверх газы — продукты горения кокса. Они нагревают шихту, а затем уходят из домны через колошник. Но самое главное происходит в нижней части домны — горне.

Здесь в кожухе домны имеются фурмы — специальные устройства для подачи в печь сжатого горячего воздуха. В фурмах устроены окошки, защищенные стеклами, через которые доменщики могут заглянуть внутрь печи и увидеть, как идет процесс. Чтобы фурмы не сгорели, их охлаждают водой, протекающей по каналам внутри фурм.

Горячий воздух нужен для того, чтобы еще сильнее подогреть шихту перед расплавлением. Это позволяет снизить расход дорогостоящего кокса и повышает производительность домны. Кроме того, для еще большего снижения рас­хода кокса в домну вводят в качестве источника тепла природный газ или мазут. Воздух перед подачей в фурмы нагревают в высоких башнях, заполненных внутри кирпичом, — воздухонагревателях.

В горне домны сгорает кокс (а также при­родный газ или мазут), развивая очень вы­сокую температуру — свыше 2000° С, под действием которой руда полностью расплавляется. Сгорая, кокс соединяется с кислородом воздуха, и образуется углекислый газ. Под влиянием высокой температуры углекислый газ превращается в оксид углерода, который отнимает у железной руды кислород, восстанавливая железо. Стекая вниз через слой раскаленного кокса, железо насыщается углеродом и превращается в чугун. Жидкий чугун скапливается на дне горна, а на его поверхности собирается слой более легкого шлака.

Когда в горне накопится достаточное количество чугуна, его выпускают через отверстия в нижней части горна — летки. Сначала выпускают шлак через верхнюю летку, потом чугун через нижнюю. Далее чугун попадает в канавы, откуда его сливают в большие чугуновозные ковши, стоящие на железнодорожных платформах, и отправляют на дальнейшую обработку.

2. Состав и классификация руды.
Руда – минеральное ископаемое, содержащее железо. Руда в основном содержит железо и от его концентрации подразделяется на бедную, среднюю и богатую.
Руда в которой <30% железа – бедная;

Руда в которой 30-45% железа – средняя;

Руда в которой >50% железа – богатая;

Классификация железной руды:

- Магнитный железняк в виде Fe₃O₄ – магнитит;

- Красный железняк в виде Fe₂O₃ (60-70% Fe);

- Бурый железняк – среднее содержание железа;

- Сидериты (<35% Fe);

По числу содержания металла руды делятся на:

- Монометаллические;

- Биметаллические;

- Полиметаллические;

По назначению руда бывает:

- Черная;

- Цветная;

- Редкая;

Основные этапы подготовка руды к плавке.

Подготовка руды к плавке включает в себя следующее операции:

- Дробление и измельчение;

- Сортировка, обогащение, окускование;

Размер кусков дробленной руды определяется требованиями процесса. Для ДП руда должна быть не крупнее 40-100 мм, для агломашины 6-10 . Размеры кусков руды добытой на рудниках достигает 1 метра.

Существует несколько приемов измельчения:

- Крупное (100-350 мм);

- Среднее (40-60 мм);

- Мелкое (дробление и измельчение (0,25-25 мм));

На щековых дробилках осуществляется крупное и среднее дробление после которой материал подвергается сортировке, т.е. его разделяют на фракции по крупности. Сортировка осуществляется на грохотах. Целью обогащения является повышение содержания железа.

Поведение фосфора и серы в ДП.

Фосфор отрицательно влияет на свойства чугуна и стали, поэтому его содержание стремятся уменьшить. Фосфор попадает в печь с агломератом, рудой и флюсами. Добиться понижения содержания фосфора в чугуне можно применяя низко фосфорную шихту.

Сера является вредной примесью. Сера попадает в печь с коксом, агломератом, рудой, некоторое количество серы переходит в газообразное состояние и удаляется с газами. При выплавке передельного чугуна уноситься 15% серы, а при выплавке литейного до 20%. Значительная часть серы остается в металле и шлаке. Удаление серы из чугуна можно производить и после выпуска металла (десульфирующие реагенты).

Производство окатышей.

Продукт окомкования – окатыш. Окатыши применяют в ДП. Окомкование происходит при помощи увлажнения и добавления мелкодисперсной глины (бермонит). При необходимости добавляют флюсы (известь). Сначала шихту перемешивают, затем отправляют в гранулятор, где происходит образование комков. Гранулятор – вращающийся барабан. Материал в грануляторе не слипается в комья и обкатывается до сферической формы. Комки имеют диаметр 2-30 мм. В чаше одновременно с процессом окомкования окатышей происходит сортировка по крупности. После грануляции сырые окатыши подвергают сушке ( ), а затем проводят упрочняющий обжиг при . Обжиг проводят в шахтных печах или обжиговых машинах. Обогрев шахты происходит сверху. В зоне охлаждения через слой окатышей продувается холодный воздух. Охлажденные окатыши падают на грохот. Если величина окатышей мм, он отправляются в ДЦ (доменный цех). Если мм – на переработку. Окатыши более прочные чем агломерат, их применение повышает производительность ДП, т.к. они равномерно распределяются внутри печи, имеют высокую газопроницаемость и это хорошо подготовленный продукт.

Агломерация.

При агломерации через слой специально подготовленной шихты просасывается воздух. В состав шихты входит рудный концентрат, известняк, топливо (коксик). Шихта загружается ровным слоем на решетку тележки. Тележки установлены и соединены друг с другом на агломерационной ленте. Лента установлена на специальное колесо (звездочку). Под лентой расположены вакуум-камеры и сквозь слой шихты всасывается воздух. Там где шихта загружается на ленту, расположен зажигательный горн. Проходя через эту зону, кокс в шихте воспламеняется и начинается процесс горения. Кусочки шихты оплавляются и спекаются друг с другом. Агломерат доставляется к ДП. При агломерации происходит частичное удаление примесей серы и мышьяка. При изготовлении агломерата в него можно добавлять некоторые примеси, например известняк. Комплексный агломерат – агломерат, в котором содержится несколько полезных добавок.

Вспомогательные материалы для производства чугуна.

Для производства металлов используют руду, флюсы, топливо и огнеупорные материалы.
Промышленной рудой называют горную породу, из которой при данном уровне развития техники целесообразно извлекать металлы или их соединения. В настоящее время извлекают металлы из руд, если содержание их составляет: Fe - не менее 30%; Cu – 0,4%; Мо – 0,005%.
Руда состоит из минералов, содержащих металл или его соединение, и пустой породы, т.е. различных примесей, в основном, кремнозёма SiO₂, глинозёма Al₂O₃. Руды называют по одному или нескольким металлам, которые входят в их состав. Например, железные, медные, медно-никелевые и т.д. Руды бывают богатыми и бедными. Бедные руды обогащают, т.е. удаляют из руды часть пустой породы. В результате получают концентрат с повышенным содержанием добываемого металла.
Флюсы – это материалы, загружаемые в плавильную печь для образования с пустой породой и золой топлива легкоплавких соединений, называемых шлаком. Обычно шлак имеет меньшую плотность, чем металл, поэтому он располагается в печи над металлом и может быть удалён в процессе плавки. Шлак защищает металл от печных газов и воздуха. Шлак называют кислым, если в его составе преобладают кислотные оксиды (SiO₂, P₂O₅), и основным, если в его составе больше основных оксидов (СаО, МgО и др.).
Топливом являются кокс, природный газ, мазут, доменный (колошниковый) газ.
Качество топлива характеризуется его теплотворностью – количеством теплоты, выделяющейся при полном сгорании единицы массы топлива. Кроме того, качество топлива зависит от его зольности, содержания вредных примесей и др.
Кокс – пористый продукт спекания коксующихся углей, получаемый при удалении из них летучих веществ.
Мазут – тяжёлая жидкость, получаемая после перегонки из нефти бензина, керосина и других жидких фракций.
Природный газ – высококалорийное дешёвое топливо, почти не содержит серы и сажистых частиц углерода.
Доменный газ – побочный продукт доменного производства, применяют в смеси с другими газами.
Огнеупорные материалы применяют для изготовления внутреннего облицовочного слоя (футеровки) металлургических печей и ковшей для расплавленного металла. Они должны сохранять прочность при нагреве, быть химически стойкими при воздействии расплавленного металла, шлака, раскалённых печных газов. Огнеупорность материала определяется температурой его размягчения.
По химическим свойствам огнеупорные материалы делятся на кислые, основные и нейтральные.
К кислым огнеупорным материалам относятся динасовый кирпич, кварцевый порошок и песок – материалы, содержащие 92…97% SiO₂. Динас огнеупорен до 1700°С.
К основным огнеупорным материалам относятся магнезит, доломит, хромомагнезит.
Магнезит содержит 80-85% MgO, огнеупорность до 2000°С.
Доломит содержит до 40% MgO и до 58% СаО, огнеупорность 1800-1950°С.
Хромомагнезит содержит 65-70% MgO и 20% Cr₂O₃, огнеупорность не ниже 2000°С.
Нейтральные огнеупорные материалы – шамот, хромистые огнеупоры, углеродистые огнеупоры.
Шамот – самый дешёвый получают из огнеупорных глин. Он содержит 30-40% Al₂O₃, 50-60% SiO₂, 1,5-3,0% Fe₂O₃, огнеупорность до 1750°С.
Хромистые огнеупоры содержат не менее 25% Cr₂O₃, огнеупорность 1800-2000°С.
Углеродистые кирпичи и блоки содержат до 92% С в виде графита, огнеупорность более 2000°С

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: