Porozmawiajmy o roli koksu w procesie wielkopiecowym. Przyjrzyjmy się bliżej istocie tej hutniczej produkcji.
Obecnie żelazo i stal są wytwarzane w procesie wielkopiecowym, w którym piec jest ważnym elementem.
Szczegóły jednostki
Rozważ cechy urządzenia, jego przeznaczenie. Główne procesy wielkiego pieca związane są z wytopem koksu. Jest to materiał porowaty, który jest spiekany z masy węgla otrzymanej przez kalcynację węgla bez obecności tlenu atmosferycznego.
Wielki piec to potężna i wysokowydajna jednostka, w której zużywa się znaczną ilość dmuchu i wsadu.
Ładowanie surowców
Nowoczesny wielki piec wymaga, aby materiały pozostawały w nim przez 4-6 godzin, substancje gazowe - 3-12 sekund. Jeśli gazy są całkowicie rozprowadzone na przekroju poprzecznympieców, można liczyć na wysokie szybkości topienia, trwa produkcja żelaza. Proces wielkopiecowy polega na uwzględnieniu ruchu gazów przez strefy o mniejszej odporności na ładunek. Dlatego po załadowaniu go do pieca przeprowadza się regulację, redystrybucję koksu i spieku w przekroju pieca tak, aby różniły się przepuszczalnością gazu. W przeciwnym razie większy procent gazów opuści piec o znacznej temperaturze, co wpłynie negatywnie na wykorzystanie energii cieplnej, proces wielkopiecowy nie będzie w pełni wydajny.
W tych obszarach, które mają wysoką odporność, mieszanina gazów przejdzie lekko podgrzana, dodatkowe ciepło będzie wymagane w dolnej części pieca, w wyniku czego zużycie surowców znacznie wzrośnie.
Jakie inne funkcje należy wziąć pod uwagę podczas pobierania? Proces wielkopiecowy produkcji surówki jest produkcją energochłonną. Dlatego przy ściankach pieca stosuje się warstwę mniej przepuszczalnego dla gazu aglomeratu, a w środku zwiększa się warstwa koksu, dzięki czemu następuje redystrybucja przepływu gazu do środka. Materiały są równomiernie rozmieszczone na obwodzie.
Wsad jest ładowany w oddzielnych porcjach - paszach. Jedna porcja składa się z kilku skipów, części rudy (aglomeratu), koksu. Stosunek oryginalnych składników określają eksperci.
Proces wielkopiecowy umożliwia jednoczesne podawanie surowców, w którym koks i kosze na spiek są gromadzone na dużym stożku, a następnie ładowane do pieca.
Dostosowanie dystrybucji partii
Rozmieszczenie koksu i aglomeratu w przekroju wierzchołków jest kontrolowane za pomocą następujących metod:
- zmiana kolejności surowców na dużym stożku;
- Zastosowanie podzielone i podzielone;
- ruchome płyty są instalowane w pobliżu ścian blatu.
Proces wielkopiecowy obejmuje uwzględnienie pewnych prawidłowości przy wprowadzaniu materiałów sypkich:
- układanie surowców spadających z dużego stożka na blat z podwyższeniem - grzebieniem;
- Na grzbiecie (w punkcie opadania) ładunku gromadzą się drobiny, duże kawałki toczą się do podstawy grzbietu, dlatego w tej strefie przepuszczalność gazu ładunku jest większa;
- na grzebień ma wpływ poziom zasypania u góry, a także odległość z dużym stożkiem;
- duży stożek nie opada całkowicie, więc małe kawałki koksu trafiają na obrzeża.
Przeważnie środek pieca odbiera materiał z podajników, które jako ostatnie zostały załadowane do dużego stożka. Jeśli zmienisz kolejność załadunku, możesz osiągnąć redystrybucję materiałów w całym przekroju blatu.
Do kontrolowania procesu dystrybucji zużytego wsadu na objętość pieca stosuje się dwa aparaty stożkowe. Ostatnio niektóre wielkie piece są wyposażone w ruchome płyty przy ścianach blatu, pozwalające na zmianę kąta nachylenia, przesuwanie ich wzdłuż płaszczyzny poziomej.
Kawałki ładunku spadające na płyty odbijają się od nich, co pozwala skierować surowiec do określonych stref blatu.
Opcje piecabez stożka
W piecach, które nie są wyposażone w stożkowe urządzenie załadowcze, ładowanie surowców odbywa się przez dwa leje śluzowe, które otwierają się naprzemiennie. Surowce dostarczane są do nich taśmociągami skośnymi, na których w wyraźnych odstępach znajduje się koks i spiek. Jedna porcja trafia z taśmy do jednego bunkra, a następnie jest wyładowywana na górę pieca wzdłuż obracającej się pochylonej tacy. W okresie rozładunku wykonują około dziesięciu pełnych obrotów wokół stałej osi środkowej.
Cykl ładowania
Zwykle nazywa się to powtarzającą się liczbą partii materiałów wsadowych. Maksymalna porcja jest określona przez objętość śluzy samowyładowczej mechanizmu zasypowego. Ilość porcji w jednym cyklu może wynosić od 5 do 14. Jak w pełni uzyskać produkty procesu wielkopiecowego? Aby odpowiedzieć na to pytanie, przyjrzyjmy się bliżej istocie tego procesu. Przy zwiększonej zawartości dwutlenku węgla w mieszance, niska temperatura przyczynia się do kompletności wymiany ciepła i procesów chemicznych w wielkim piecu. Aby aparat pracował ekonomicznie i intensywnie, ilościowa zawartość dwutlenku węgla wzdłuż osi i na obwodzie pieca powinna zostać zmniejszona, a na wysokości jednego lub dwóch metrów od ścian - zwiększona.
Kontrola temperatury w nowych piecach odbywa się poprzez wprowadzenie sond przez otwory w obudowie. Obowiązkowa dla wszystkich procesów jest kontrola poziomu napełnienia na górze.
Wśród innowacji jest zastosowanie bezdotykowych metod pomiaru poziomu opartych na odczytach czujników mikrofalowych i podczerwieni.
Funkcje rozkładu temperatury
Oprócz ciepła, które jest wprowadzane przez nadmuch, jako główne źródło ciepła do ogrzewania gazów i wsadu, prowadzenia odzysku i kompensacji strat ciepła, możliwe jest kompensowanie strat ciepłem, które jest uwalniane podczas spalania paliwa w górnej części paleniska. Gdy produkty gazowe poruszają się w górę z paleniska, ciepło opada do wsadu zimnych materiałów i następuje wymiana ciepła. Podobny proces wyjaśnia spadek temperatury z 1400 do 200 stopni na wylocie z góry pieca.
Usuń nadmiar wilgoci
Rozważmy główne procesy fizyczne i chemiczne w wielkim piecu. We wsadzie, który jest ładowany do wielkiego pieca, występuje wilgoć higroskopijna. Na przykład w składzie koksu jego zawartość może wynosić do pięciu procent. Wilgoć szybko odparowuje z wierzchu, więc do jej usunięcia potrzebne jest dodatkowe ciepło.
Wilgoć pojawia się, gdy ruda brązowego żelaza i kaolin są ładowane do wielkiego pieca. Aby rozwiązać problem w nowoczesnej produkcji żelaza, rudy te praktycznie nie są wykorzystywane jako surowce.
Procesy rozkładu węglanów
Sole kwasu węglowego mogą dostać się do wielkiego pieca. W miarę nagrzewania rozkładają się na tlenki wapnia i węgla, a procesowi temu towarzyszy wydzielanie odpowiedniej ilości energii.
Ostatnio prawie żadna ruda nie została załadowana do wielkich pieców. Jaka jest rola topników w procesie wielkopiecowym? Zwiększają jego skutecznośćpozwalają obniżyć koszty produkcji. Dzięki zastosowaniu spieku topnikowego całkowite usunięcie kamienia wapiennego z wsadu wielkopiecowego może przynieść znaczne oszczędności koksu. Proces rozkładu kamienia wapiennego podczas aglomeracji zapewnia spalanie niskogatunkowego paliwa.
Odzyskiwanie żelaza
Żelazo jest wprowadzane do wielkiego pieca w postaci tlenków. Głównym celem procesu jest maksymalizacja ekstrakcji żelaza z tlenków poprzez redukcję. Istotą procesu jest usuwanie tlenu, węgla, tlenku węgla, wodoru. Redukcja węglem nazywana jest procesem bezpośrednim, a reakcja z substancjami gazowymi nazywana jest interakcją pośrednią. Jakie są ich cechy wyróżniające? W reakcji bezpośredniej węgiel jest zużywany, w wyniku czego jego ilość jest znacznie zmniejszona. Drugi rodzaj redukcji żelaza z tlenków wymaga nadmiernej ilości wodoru.
Proces wytwarza stałe żelazo. Stopień odzysku w żeliwie wynosi 99,8%. Tak więc tylko 0,2 -1% zamienia się w żużel.
Wytop żeliwa manganowego
W procesie wytapiania regenerowanego żeliwa mangan wchodzi do wielkiego pieca w postaci aglomeratu. W niektórych ilościach rudy manganu w postaci krzemianów manganu przyczyniają się do produkcji żeliwa manganowego.
Odzyskiwanie z tlenków manganu odbywa się etapami. Aby zakończyć proces, w piecu należy ustawić wysokie temperatury. Procesowi wytopu surówki towarzyszyredukcja manganu tylko w stosunku 55-65%. Obecnie, ze względu na niedobór rud manganu i manganu, w łańcuchu technologicznym stosuje się niewielką ilość żeliwa manganowego. Przechodząc na żeliwa niskomanganowe, można zaoszczędzić nie tylko sam mangan, ale także koks, ponieważ jego zużycie do bezpośredniej redukcji metalu zmniejszy się.
Wniosek
Proces wielkopiecowy jest jedną z głównych metod wytopu żelaza i stali. W zależności od tego, jakie składniki wprowadza się do mieszanki wyjściowej, obecnie uzyskuje się różne rodzaje gotowego produktu. Wśród obszarów zastosowania powstałego żeliwa i stali wyróżniamy: inżynierię maszynową, przemysł chemiczny, medycynę, instrumentarium.
