ітельний цех (24), де виробляється сталь, а шлак передається на шлакову гору (25), де замовники набувають шлак для будівельних потреб.
У процесі плавлення виділяється газ в печі виходить через труби газовідводів, а пиловловлювачі вловлюють пил, яка виникає в результаті колошникового перетворення.
Основні хімічні процеси в доменній печі - горіння палива і відновлення Fe, Si, Mn і ін елементів. Частина коксу витрачається на процеси відновлення, але основна кількість опускається в горн і згорає разом з вдувати паливом у фурм. Гази з температурою 1600-2300 В° С, що містять 35-45% CO, 1-12% H 2 і 45-65% N 2 , піднімаючись по печі, нагрівають опускається шахту, при цьому CO і H 2 частково окислюються до CO 2 і H 2 O. Гази, що виходять з печі, мають t 150-300 В° С.
Горіння у фурм. У фурм доменної печі виникають вогнища горіння, звані окислювальними зонами, в яких вихровий рух газів приводить до циркуляції шматків коксу. Горіння коксу розвивається на поверхні контакту твердої і газоподібної фаз. При цьому кисень з'єднується з вуглецем в складні комплекси С х Про у , які потім розпадаються. У спрощеному вигляді сумарний процес горіння вуглецю твердого палива у фурм зводиться до екзотермічної реакції 2C + O 2 = 2CO. При вдмухуванні природного газу чи мазуту, в яких головною складовою є вуглеводні (наприклад, метан), протікає реакція з виділенням CO і H 2 ; при цьому поглинається значна частина тепла, що виділяється при спалюванні З, а отже, знижується температура горіння у фурм. Щоб уникнути цього необхідно підвищувати температуру дуття і збагачувати його киснем. Позитивне вплив вдування вуглеводневих палив - в підвищенні концентрації водню в газі і поліпшенні завдяки цьому його відновної здатності.
Відновлення заліза і ін елементів. У доменній печі Cu, As, Р, подібно Fe, відновлюючись, майже повністю переходять в чавун. Повністю відновлюється і Zn, який потім переганяється, переходить у гази і відкладається в порах кладки, викликаючи її руйнування. Ті елементи, які утворюють більш міцні з'єднання з киснем, ніж Fe, відновлюються частково або зовсім не відновлюються: V відновлюється на 75-90%, Mn на 40-75%, Si і Ti в невеликих кількостях, Al, Mg і Ca не відновлюються. p> Відновлення вступників в доменну піч оксидів Fe 2 O 3 і Fe 3 O 4 відбувається шляхом послідовного відщеплення кисню по реакціях:
3Fe 2 O 3 + CO (H 2 ) = 2Fe 3 O 4 + CO 2 (H 2 O),
Fe 3 O 4 + CO (H 2 ) = 3FeO + CO 2 (H 2 O). br/>
Закис заліза FeO відновлюється до Fe газами (непряме відновлення) і вуглецем (пряме відновлення).
FeO + CO (H 2 ) = Fe + CO 2 (H 2 O),
FeO + C = Fe + CO (1)
Вищі оксиди марганцю MnO 2 , Mn 2 O 3 і Mn 3 O 4 відновлюються газами з виділенням тепла. Надалі MnO відновлюється до Mn тільки вуглецем з витратою тепла приблизно в 2 рази більшою, ніж при відновленні Fe. Si також відновлюється тільки С при високих температурах по ендотермічної реакції:
SiO 2 + 2C + Fe = FeSi + 2CO. br/>
Ступінь відновлення Si і Mn залежить в основному від витрати коксу; на кожен відсоток підвищення вмісту Si в чавуні витрата коксу збільшується на 5-7%, що збільшує кількість гарячих газів в печі, викликаючи перегрів шахти. Збагачення дуття киснем, забезпечуючи високий нагрів горна, зменшує кількість утворюються газів, а отже, і температуру в шахті печі.
Сірка в доменному процесі. S вноситься в доменну піч в основному коксом і переходить в гази в вигляді пари (SO 2 , H 2 S та ін), але більша частина залишається в шихті (у вигляді FeS і CaS); при цьому FeS розчиняється в чавуні. Для видалення S з чавуну необхідно перевести її в з'єднання, нерозчинні в чавуні, наприклад в CaS:
FeS + CaO = CaS + FeO. (2)
Це досягається освітою в доменній печі рідкорухомих шлаків з підвищеним вмістом СаО. Відновлювальна середу сприятливо впливає на цей процес, т.к. знижує вміст FeO в шлаку. Ступінь знесірчування досить висока, і тільки в деяких випадках чавун додатково обезсірковуючу поза доменної печі різними реагентами.
Освіта чавуну і шлаку. Відновлене в доменній печі Fe частково науглероживается у твердому, а потім в рідкому станах. Зміст C в чавуні залежить від температури чавуну і його складу. Шлаки складається з невосстановівшіхся окислів SiO 2 , AI 2 O 3 і СаО (90-95%), MgO (2-10%), FeO (0,1-0,4%), MnO (0,3-3%), а також 1,5-2,5% S (головним чином у вигляді CaS). Для хара...
