Период прохождения практики с 09. 02. 2012 по 13. 06. 2012 г


Глава 2. Доменное производство



страница3/17
Дата28.11.2017
Размер1.2 Mb.
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17

Глава 2. Доменное производство


Доменное производство – это процесс выплавки чугуна из агломерационной шихты в доменной печи. Доменное производство предназначено для извлечения железа из руд. Оно является одной из частей чёрной металлургии - отрасли промышленности, производящей железо и его сплавы: чугун, сталь, ферросплавы.

Чугун - это сплав железа с углеродом, содержание которого более 2,14%, но, как правило, от 3,5 до 5%. Кроме указанных элементов чугун содержит примеси. В основном кремний, фосфор, марганец и серу. Реже в так называемых природно-легированных чугунах содержится ванадий, хром, титан и медь. Примеси подразделяются на полезные и вредные. К вредным примесям относятся фосфор и сера. Остальные примеси являются полезными. Фосфор вызывает хладноломкость металлов, т.е. хрупкость при низких температурах. Сера вызывает красноломкость металлов, т.е. умешает прочность металлов при температурах его механической обработки (1000оС). Содержание железа в чугуне находится в пределах 92 - 95%. Порядка 80% и более чугуна в жидком горячем виде перерабатывается в сталь. Лишь 20% чугуна используется в основном в машиностроении и других отраслях промышленности для изготовления деталей методом литья. Чугун имеет существенный недостаток, как конструкционный материал: он обладает хрупкостью, т. е. не поддается механической обработке. Существенным достоинством чугуна является его высокая коррозионная стойкость благодаря высокому содержанию в нем углерода. Чугун обладает высокой теплопроводностью и другими свойствами, которые находят применение в машиностроении.

Основным конструкционным материалом нашей цивилизации является сталь. Сталь - сплав железа, содержание углерода, в котором менее 2,14%, как правило, менее 1,7%. Вследствие низкого содержания углерода сталь приобретает пластичность и может подвергаться различного рода механическом обработкам, а также не является коррозионным материалом. Содержание железа в стали, как правило, 99% и выше.

Известно, что развитие человеческого общества во многом определилось развитием техники получения железа. В свою очередь, в истории последней можно выделить три периода, непосредственно связанные со способами извлечения железа из руд. Первый период характерен выработкой ковкого железа в сыродутных горнах, он начался в глубокой древности и завершился в середине XIV в. открытием чугуна. Второй закончился на рубеже XIX и XX столетий отказом от производства ковкого железа и заменой его литой сталью, полученной на основе чугуна. Особенностью третьего периода является выплавка подавляющей части стали с использованием чугуна и металлического лома. Он завершится, когда из земных недр извлекут основные запасы коксующихся углей. До этого времени доменная печь благодаря её высокой экономичности останется главным производителем первичного железа.

Современная черная металлургия базируется на двухстадийном способе получения стали:

1)Восстановление железа из железных руд, а в настоящие время из продуктов их подготовки, т.е. из агломерата и окатышей с получением высокоуглеродного сплава – чугуна (восстановительный процесс).

2)Рафинирование чугуна в сталеплавильном агрегате с получением низкоуглеродного сплава – стали (процесс окисления).

2.1. Подготовка материалов


В доменном процессе используются агломерат, а в качестве топлива – кокс.

Агломерат производиться в результате агломерационного процесса. Агломерация - это процесс окускования мелких руд, концентратов и колошниковой пыли спеканием в результате сжигания топлива в слое спекаемого материала. Для производства агломерата предназначены ленточные агломерационные машины со спеканием слоя шихты на движущейся колосниковой решетке при просасывании воздуха через шихту. Продукт спекания (агломерации) – агломерат - представляет собой кусковой, пористый продукт черного цвета; упрощенно можно характеризовать его как спеченную руду или спеченный рудный концентрат.

К рудам относят горные породы, из которых при современном уровне развития техники экономически выгодно извлекать тот или иной металл. Все руды содержат рудообразующие минералы, пустую породу и примеси, их классифицируют по основному рудообразующему минералу и происхождению. Главными железосодержащими минералами являются: гематит Fe203 (70,1% Fe), магнетит FeO ' Fe203 (72,4% Fe), гетит Fe203 ' H20 (62,9% Fe), лимонит 2Fe203 ' 3H20 (59,9% Fe) и сидерит FeC02 (48,2% Fe). Образованные ими руды называют железняками - красным, магнитным, бурым и шпатовым. Масса рудообразующего минерала в железных рудах обычно составляет 40-90%, примесей - от сотых долей до нескольких процентов, остальное пустая порода. Иногда в состав шихты вводят марганцевую руду или другие добавки для повышения содержания марганца в чугуне. Помимо оксидов железа и марганца рудная часть всегда содержит пустую породу, включающую главным образом Si02, А1203, СаО и MgO. В процессе плавки пустая порода образует шлак, к которому присоединяется зола кокса.

В большинстве случаев железорудные материалы доставляют в доменный цех железнодорожным транспортом, и только на отдельных металлургических комбинатах посредством конвейеров.

В доменном процессе применяются также флюсы. Флюс предназначен для понижения температуры плавления пустой породы железорудных материалов и золы кокса, а также придания шлаку нужных физических и химических свойств. В качестве флюса известняк и доломит - горные породы с высоким содержанием СаО и MgO. Начиная с 1950-х гг. основную массу флюса вводят в состав агломерата и окатышей в процессе их производства. Иногда в состав доменной шихты вводят кварцит - горную породу с высоким содержанием SiO2, позволяющую получить удовлетворительный по физическим и химическим свойствам расплав.

Топливом для доменной плавки служит кокс, получаемый из каменного угля. Его роль состоит в обеспечении процесса теплом и восстановительной энергией. Исходные материалы для получения кокса - специальные марки каменных углей - измельчают, по возможности удаляют пустую породу, усредняют угольную шихту и подвергают ее коксованию - спеканию без доступа воздуха в коксовых печах на коксохимических заводах. Готовый кокс дважды подвергают сортировке для отсева мелких фракций: на коксохимическом заводе и перед загрузкой в доменную печь. Кокс - главный вид технологического топлива. Он содержит 86 -89% С. Помимо этого, имея крупные куски (в основном 25-80 мм) и занимая приблизительно половину объёма печи, кокс разрыхляет шихту, облегчая движение газов. Кроме углерода кокс всегда содержит 9-12% минеральных примесей (золы) и 0,4-1,8% S. Так как коксовые батареи обычно располагают вблизи доменных печей, основную массу кокса транспортируют в доменный цех посредством ленточных конвейеров и лишь небольшую его часть в железнодорожных вагонах.





Поделитесь с Вашими друзьями:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17


База данных защищена авторским правом ©vossta.ru 2019
обратиться к администрации

    Главная страница