я горіння палива. Повітря нагрівають для зменшення втрат теплоти і зниження витрати коксу. Повітря надходить у доменну піч з повітронагрівача, усередині якого є камера згоряння і насадка. Насадка викладена з вогнетривких цеглин, так що між ними утворюються вертикальні канали. У камеру згоряння до пальника подається очищений від пилу доменний газ, який згорає і утворює гарячі гази.
Гази, проходячи через насадку, нагрівають її та видаляються через димову трубу. Потім подача газу до пальника припиняється, і через насадку пропускається повітря, подається турбоповітродувна машиною. Повітря, проходячи через насадку, нагрівається до температури 1000 ... 1200 В° С і надходить до фурмені влаштуванню 14, а звідти через фурми 2 - в робочий простір. Доменна піч має кілька повітронагрівачів: у той час як в одних насадках нагрівається, в інших насадка віддає теплоту холодному повітрю, нагріваючи його. Після охолодження насадки повітрям нагрівачі перемикаються.
1.2 Фізико-хімічні процеси доменної плавки
Умовно процеси, що протікають в доменній печі, розділяють на горіння палива; розкладання компонентів шихти; відновлення заліза; коксування заліза; відновлення марганцю, кремнію, фосфору, сірки, шлакообразованіе. Всі ці процеси проходять в доменної печі одночасно, але з різною інтенсивністю, при різних температурах і на різних уровнях.
Горіння палива. Поблизу фурм вуглець коксу, взаємодіючи з киснем повітря, згоряє. У результаті горіння виділяється теплота і утворюється газовий потік, містить СО, CO 2 , N 2 , Н 2 , СН 4 та ін При цьому в печі трохи вище рівня фурм розвивається температура вище 2000 В° С. Гарячі гази, піднімаючись, віддають теплоту шихтовим матеріалами і нагрівають їх, охолоджуючись до температури 300 ... 400 В° С у колошника.
Відновлення заліза в доменній печі. Шихта (агломерат, кокс) опускається назустріч потоку газів, і при температурі 500 ... 510 В° С починається відновлення оксидів заліза.
Розкладання компонентів шихти відбувається залежно від її складу. Якщо в доменну піч подається офлюсований агломерат, то ці процеси протікають при агломерації і в доменної печі майже не йдуть. При роботі на шихті, що містить флюси і частина сирої руди, у верхній частині доменної печі руйнуються гідрати оксидів заліза і алюмінію. Вапняк флюсу дисоціює по реакції СаСО 3 = СаО + СО 2 . p> У результаті взаємодії оксидів заліза з оксидом вуглецю і твердим вуглецем коксу, а також з воднем відбувається відновлення заліза. Відновлення газами називають непрямим, а відновлення твердим вуглецем - прямим. Реакції непрямого відновлення - екзотермічні (супроводжуються виділенням теплоти), вони відбуваються головним чином у верхніх горизонтах печі. Реакції прямого відновлення - ендотермічні (супроводжуються поглинанням теплоти), вони протікають в нижній частині доменної печі, де температура вища.
Відновлення заліза з руди в доменній печі відбувається в міру просування шихти вниз по шахті печі та підвищення температури в кілька стадій - від вищого оксиду до нижчого:
Fe 2 O 3 -> Fe 3 O 4 -> FeO -> Fe .
Відновлення заліза закінчується при 1100 ... 1200 В° С. У доменній печі залізо відновлюється майже полностью. Втрати зі шлаком становлять не більше 1%.
вуглецюванню заліза. Відновлення заліза починається в верхній частині шахти доменної печі при 500 ... 570 В° С і закінчується в розпарити при 1100 ... 1200 В° С. За цих температурах відновлене залізо з Т пл = 1539 В° С знаходиться в твердому стані або у вигляді губчастої маси. Проте вже в шахті доменної печі поряд з відновленням заліза відбувається і його науглерожіваніе при взаємодії з оксидом вуглецю, коксом, сажистого вуглецем. Це призводить до утворенню рідкого розплаву, який краплями починає стікати в горн.
Ці краплі, протікаючи по шматках коксу, насичуються вуглецем (4% і більше), марганцем, кремнієм, фосфором, які при температурі 1000 ... 1200 В° С відновлюються з руди, а також сірої, що міститься в коксі.
Марганець у вигляді оксидів в доменну піч вноситься залізної, марганцевої рудами або агломератом і відновлюється в шахті з реакції, аналогічної відновленню оксидів заліза: МnО 2 -> Мn 2 Про 3 -> МnО 3 -> МnО. Оксид марганцю (МnО) відновлюється тільки твердим вуглецем з утворенням карбіду марганцю (Мn 3 С) при температурі не нижче 1100 В° С. Карбід марганцю розчиняється в залізі, підвищуючи вміст марганцю і вуглецю в чавуні. Інша частина МnО входить до складу шлаку. p> Кремній, міститься в руді у вигляді SiO 2 , також частково відновлюється твердим вуглецем і розчиняється в залозі. Інша частина SiO 2 переходить у шлак. Кремній відно...
