Так, шихта доменних печей, крім агломерату і коксу може складатися з: окатишів, вапняку, доломітизованого вапняку, конвертерного шлаку, руди, плавикового шпату, антрациту, ільменітових брикетів, шунгита, різних залізо-флюсів, скрапу та ін. Всі ці шихтові матеріали формують склад шлаків по висоті доменної печі та їх фізико-хімічні характеристики, що в свою чергу впливає на цілий ряд техніко-економічних показників роботи доменних печей.
У зв'язку з цим, гостро стоїть питання вибору в кожному конкретному випадку використовуються в шихту добавок, у тому числі флюсів та їх замінників. При виплавці чавуну і виробництві агломерату в якості флюсуючих добавок найчастіше використовують доломітизовані і звичайні вапняки. Однак, у зв'язку з необхідністю утилізації вторинних енерго-ресурсів, і їх дешевизною існує можливість заміни вапняку іншими матеріалами, здатними офлюсовивать пусту породу агломерату та окатишів.
У ході роботи були розглянуті питання впливу різних добавок на процес шлакообразованія, зміни складу шлаку і його властивостей в залежності від температур і змісту основних оксидів, вплив складу шлаку на показники роботи печі, а також вплив різних флюсуючих добавок на характеристики агломерату та використання флюсуючих добавок при виплавці чавуну і виробництві агломерату. Особливу увагу було приділено пошуку оптимального рішення, що дозволяє використовувати вторинну сировину в доменній плавці при поліпшенні техніко-економічних показників роботи доменних печей.
1. АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА
1.1 Роль окислів у процесах шлакообразованія по висоті доменної печі
У доменній печі окисли, які не відновилися, утворюють шлак. До них відносяться оксиди кремнію, кальцію, магнію, алюмінію, марганцю, невелика кількість заліза. У міру опускання матеріалів в печі утворюють первинні, проміжні та кінцеві шлаки, вони відрізняються за складом і властивостями і мають різне значення для плавки [1-3].
1.1.1 Зміна складу шлаку по висоті доменної печі
Первинний шлак - це перший рухомий розплав, що утворюється в печі. Він рухається в печі незалежно від шихтових матеріалів між шматками, безперервно змінюючи свій склад.
Первинний шлак утворюється тоді, коли його компоненти SiО 2, AI 2 O 3, CaO, MgO, MnO, FeO досягли досить високої температури і входять в суміш, утворюючи рідку масу.
З рис. 1.1 видно, що зміст FeO знижується як у зв'язку зі збільшенням в шлаку СаО, так і внаслідок збільшення в ньому SiО 2, т. Е. Відбувається не тільки витіснення FeO вапном, але і зростання загальної кількості шлаку через розчинення в ньому всіх інших компонентів [4].
З рис. 1.1 також видно, що температура плавлення первинних шлаків по міру збідніння їх закисом заліза зростає. При цьому шлаки нагріваються, дійсна температура зростає, від чого вони можуть розчинити нові порції породи і флюсу. При цьому вони нагріваються до більш високої температури, розчиняють нові порції SiО 2, А1 2 О 3, CaO, MgO і т. Д.
У міру опускання первинний шлак, нагріваючись, змінюється за складом, а кількість його збільшується. При підвищенні температури в ньому розчиняється все більша кількість раніше нерастворившихся SiО 2, СаО, А1 2 О 3 і MgO.
Рис. 1.1. Первинні шлаки доменної плавки Магнітогорського комбінату на діаграмі CaO - FeO - S1O 2: 1-низ шахти; 2- распар;
Вапно і магнезія, розчиняючись в шлаку, витісняють з хімічних сполук закису заліза і марганцю, утворюючи силікати кальцію і магнію. Вільні FeO і МпО, взаємодіючи з твердим вуглецем, відновлюються, даючи Fe і Мп.
На рівні фурм в шлак переходить зола коксу, змінюється склад шлаку. При русі вниз шлак насичується сіркою. При русі шлаку до горна склад шлаку постійно змінюється. Такий шлак називається проміжним.
Oсобенно проміжних шлаків є поступове підвищення температури, зниження FeO і MnO та підвищення СаО і MgO, з повним розчиненням всіх окислів до надходження шлаку в горн. При цьому входили до первинний шлак залізо і значна частина марганцю до горизонту фурм встигає відновитися. На горизонті фурм до шлаку приєднується зола коксу. Сірка надходить в шлак принаймні опускання матеріалів, вступаючи в з'єднання з складовими компонентами шлаку. Остаточне її вміст у шлаку встановлюється в горні при контакті чавуну зі шлаком.
Рис. 1.2. Мінералогічний склад первинних і проміжних шлаків на різних горизонтах доменної печі.
З малюнка 1.2 видно, що в міру опускання матеріалів із середньої частини шахти в нижню і распар (з горизонту III у II і I) відновлюються гематит і магнетит, розкладається СаСОз, даючи СаО, що залиш...
