книги / Металлургические технологии

2) подача агломерата; агломерат подают с аглофабрики, которая обычно располагается за рудным двором, непосредственно в бункера бункерной эстакады при помощи транспортеров;

3) подача кокса; кокс нельзя перегружать грейфером, поэтому коксовые бункера располагают вблизи скиповой ямы, а загрузку кок­ са в них осуществляют с помощью транспортеров.

Подача и нагрев дутья. Для нормального хода доменной печи в нее необходимо ежеминутно вдувать 1 ,6 ...2,3 м3 горячего воздушно­ кислородного дутья на 1 м3 полезного объема печи. Для повышения давления и подачи дутья в печь применяют воздуходувные машины различных типов. Наибольшее распространение получили центробеж­ ные воздуходувные машины с паротурбинным приводом (паротурбовоздуходувки - ПТВ), производительностью 4000...7000м3/мин, сдав­ лением на выходе 400.. .500 кПа.

В настоящее время воздушное дутье обогащают кислородом, ко­ торый получают на кислородных станциях с блоками разделения воздуха. Процесс получения кислорода состоит из предварительного сжижения воздуха и его последующей ректификации, т.е. разделе­ ния, основанного на различии температур сжижения различных со­ ставляющих воздуха. Полученный газообразный технический кисло­ род (95...97 % О2) добавляют во входной патрубок ПТВ.

Воздушно-кислородное дутье нагревают до 1100... 1300 °С в воз­ духонагревателях (кауперах), которые бывают двух типов: со встро­ енной камерой горения и выносной камерой сгорания. Воздухонаг­ реватель со встроенной камерой горения (рис. 3.6) представляет со­ бой сигарообразный сосуд внешним диаметром около 10 м, высотой примерно 40 м. Внутреннее пространство каупера состоит из трех основных частей: камеры сгорания 7, подкупольного пространства 2 и огнеупорной насадки 3.

Огнеупорная насадка представляет собой кладку из огнеупорных кирпичей с вертикальными каналами размером 45x45 или 60х60 мм. Нижнюю часть насадки выполняют из шамотного кирпича, а верх­ нюю - из высокоглиноземистого кирпича.

слородом, вдувают в горячую огнеупорную насадку, где и происхо­ дит его разогрев до необходимой температуры. Далее горячее воз­ душно-кислородное дутье подают в кольцевой воздухопровод, рас­ положенный вокруг верхней части горна доменной печи (так назы­ ваемый фурменный пояс), откуда дутье поступает в фурмы, а через них - в горн доменной печи.

Длительность газового режима примерно в два раза больше, чем воздушного. В связи с этим для нормальной работы доменной печи необходимо, как минимум, три каупера, два из которых в данный момент времени работают в газовом режиме, а один - в воздушном. Фактически в настоящее время на одну доменную печь приходятся 4 каупера или 7 кауперов на 2 печи.

По мере охлаждения огнеупорной насадки температура воздуха на выходе из каупера падает. Это может привести к сбоям в работе печи, поэтому воздух всегда нагревают до более высокой температу­ ры, а заданную температуру дутья поддерживают автоматически, подмешивая определенное количество холодного воздуха в трубо­ провод горячего дутья.

Очистка доменного газа* Вместе с колошниковым (доменным) га­ зом из доменной печи выносится значительное количество пыли, содер­ жание которой составляет от 2 до 40 г/м3. Использование газа, загрязнен­ ного пылью, в качестве топлива недопустимо. Поэтому доменный газ очищают от пыли до ее остаточного содержания 0,002.. .0,005 г/м3.

Газ последовательно подвергают грубой, полутонкой и тонкой очистке:

•грубая - это очистка сухим способом в пылеуловителях или циклонах до остаточного содержания пыли 1...3 г/м3;

•полутонкая - мокрая очистка в скрубберах и трубахраспылителях (трубы Вентури) до содержания 0,5... 1,5 г/м3;

•тонкая - мокрая очистка в трубах-распылителях, а также сухая

или мокрая очистка в электрофильтрах до содержания 0,001...0,005 г/м3

Грубая очистка происходит под действием силы тяжести, дейст­ вующей на пылеобразные частицы. При поступлении газа в пыле­ уловитель или циклон скорость газового потока резко падает, и пыль осаждается на дно установки (рис. 3.7).

Полутонкая очистка в скрубберах основана на смачивании частиц пыли водой и удалении их в виде шлама (илистого осадка). Скруббер (рис. 3.8) представляет собой металлическую емкость высотой до 35 ц и диаметром 4...6 м. Внутри скруббера имеется несколько ярусов деч ревянных насадок. Насадки орошают водой с помощью брызгал, расч положенных в верхней части скруббера. Газ, прошедший грубую очцч стку в пылеуловителе, с большой скоростью подают в нижнюю част^ скруббера. Более крупные частицы пыли смачиваются водой и сразу

осаждаются. Мелкие частицы потоком газа увлекаются вверх, где встречаются с водяным туманом, увлажняются и прилипают к дере­ вянным насадкам, с которых смываются водой в нижнюю часть скруббера. Очищенный и охлажденный до 40 °С газ выходит из скруббера и далее направляется на тонкую очистку.

Труба-распылитель для тонкой очистки

Газ

представляет собой вертикальную трубу с пе­ режимом (рис. 3.9). В пережим трубы, где скорость газового потока резко увеличивается, под высоким давлением подают воду. Турбу­ лентное движение газа и водяной туман соз­ дают условия для слипания (коагуляции) мельчайших частичек пыли. Укрупненные

Разливка чугуна. Жидкий чугун не весь перерабатывают в сталь. Часть его разливают на небольшие слитки (чушки) массой 45...50 кг для создания запаса илн для продажи. Разливку чугуна осуществля­ ют на разливочных мацщнах, установленных в разливочном отделе­ нии доменного цеха.

Разливочная машина представляет собой направленный вверх конвейер из двух бесконечных цепей с закрепленными на них коры­ тообразными изложницами (мульдами). Жидкий чугун из наклонен­ ного чугуновозного ковша тонкой струей выливают на разливочный желоб. Из желоба чугун попадает в медленно движущиеся мульды, которые охлаждаются водой из труб, снабженных спрейерами (брыз­ галами). В верхней точке конвейера мульда опрокидывается, и за­

кристаллизовавшаяся чугунная чушка вываливается из нее на желез­ нодорожную платформу. Пустые мульды в опрокинутом положении двигаются вниз к заливочной части машины. При этом они опрыски­ ваются известковым раствором для предотвращения приваривания чугуна.

Производительность разливочной машины около 1800 т/сут, ско­ рость движения конвейера 7... 13 м/мин.

Транспортировка чугуна и шлака. Чугун и шлак в расплавлен­ ном состоянии образуют две несмешивающиеся жидкости различной плотности: плотность чугуна при температуре 1450 °С составляет 6450 т/м3, плотность шлака - приблизительно 2400 т/м3. Это позволя­ ет довольно легко разделять чугун и шлак. Жидкий чугун и шлак по системе желобов, оборудованных устройствами для отделения чугу­ на от шлака, поступают в различные ковши: чугун - в чугуновозный ковш, ишак - в шлаковозы.

Ж и д к и й чугун в чугуновозах транспортируют в сталеплавиль­ ные цеха, где чугун переливают непосредственно в сталеплавиль­ ный агрегат или в миксер. Миксер - это отапливаемый мазутом или газом футерованный и взятый в «броню» сосуд емкостью от 500 до 2000 т. Миксер служит для накопления чугуна и его усреднения по температуре и химическому составу. В дальнейшем чугун из мик­ сера переливают в сталеплавильный агрегат. Кроме того, жидкий чугун могут транспортировать в разливочное отделение доменного цеха, где на разливочных машинах его разливают на мелкие слитки (чушки).

Шлаковозы транспортируют ишак к агрегатам грануляции шлака или к шлаковому отвалу.

В России широкое распространение получили чугуновозы с гру­ шевидным ковшом емкостью 50, 100 и 140 т (рис. 3.10). Чугуновозы с закрытым ковшом миксерного типа (рис. 3.11) имеют емкость от 100 до 600 т. Ковши закреплены с помощью цапф на железнодорож­ ных тележках и могут поворачиваться вокруг горизонтальной оси на угол 360°.

Рис. 3.10. Чугуновозный ковш грушевидной формы: 1 - платформа; 2 - ковш; 3 - ходовые тележки

20 100

Рис. 3.11. Чугуновоз с ковшом миксерного типа

Чугуновозные ковши футерованы шамотным кирпичом, стой­ кость которого до 1000 наливов. При использовании ковшей миксер­ ного типа отпадает необходимость в стационарном миксере, кроме того, появляется возможность транспортировать жидкий чугун на расстояния до 50 км.

Обычно рассматривают следующие группы процессов: •процессу происходящие в горне доменной печи (горновые

процессы);

•процессу происходящие на колошнике доменной печи;

•процессу восстановления окислов железа;

•восстановление окислов других элементов (примесей);

•процессу науглероживания железа и образования чугуна;

•поведение серы в доменной печи;

•образование шлака.

3.3.1.Горновые процессы

Вгорне доменной печи встречаются и взаимодействуют два по­ тока: опускающаяся шихта и горновые газы. Основным и важней­ шим процессом, происходящим в горне доменной печи, является процесс горения углерода кокса. В результате этого процесса обес­ печивается получение необходимой температуры и восстановитель­ ной атмосферы. Кроме того, в результате сгорания кокса высвобож­

дается объем, который заполняется вышележащими материалами и, тем самым, обеспечивается движение шихты сверху вниз.

Воздушно-кислородное дутье, нагретое до 1150... 1350 °С, по­ ступает в верхнюю часть горна через фурмы, равномерно располо­ женные по окружности горна. При тех параметрах дутья, которые

Пространство перед фурмами, в котором происходит окисление углерода кокса, называют окислительной зоной. Схема окислитель­ ной зоны показана на рис. 3.14, а изменение состава газовой фазы и распределение температуры - на рис. 3.15. Видно, что в зоне 1 пре­ обладают кислород и углекислый газ, а температура достигает 2000 °С. В зоне 2 преобладает угарный газ, а температура снижается до 1800... 1600 °С.

Все это позволяет представить процессы горения углерода кокса в окислительной зоне следующим образом: в зоне 7, которую назы­ вают кислородной зоной, углерод кокса Ск, реагируя с кислородом дутья, сгорает полностью, т.е. окисляется до СО2:

Ск + 0 2 = С 02 + 402,2 кДж/(моль*К).

Этому способствует и то обстоятельство, что куски кокса в ки­ слородной зоне за счет их циркуляционного движения сгорают во взвешенном состоянии. Реакция полного сгорания углерода кокса