Рисунок 1.6 – Схема доменной печи

.
2
,
3
,
2
3
2
2
4
3
2
4
3
3
2
CO
Fe
CO
FeO
CO
FeO
CO
O
Fe
CO
O
Fe
CO
O
Fe
+
=
+
+
=
+
+
=
+
(1.6)
Шихта по мере выгорания кокса опускается по шахте. В нижней части 
шахты (в зоне распара) при высоких температурах восстановленное железо 
вступает в реакцию с углеродом кокса, образуя цементит 
C
Fe
3
:
.
3
3
C
Fe
C
Fe
=
+
(1.7)
Смесь чистого железа с цементитом называется чугуном. Углерод в 
чугуне придает хрупкие свойства, что ограничивает возможности 
применения чугуна для изготовления металлических изделий (чугун работает 
на сжатие, однако при растяжении и изгибе разрушается).
Жидкий чугун и расплавленные минеральные примеси (шлак) в горне 
накапливаются 2-4 часа, в течение которых происходит их разделение. Шлак, 
как более легкий компонент, в горне всплывает, а чугун концентрируется в 
его нижней части. Выпуск чугуна и шлака с температурой 1300
°
С 
производится раздельно.
Газообразные продукты химических реакций с температурой 250-300
°
С отводятся из верхней части доменной печи. В составе отводимых газов 
имеются горючие компоненты (
%
2
%,
30
2
≈
≈
H
CO
), поэтому они 
представляют собой газообразное топливо, которое называется доменный газ 
(
7000
4000
−
≈
р
н
Q
кДж/м
3
). С целью интенсификации доменного процесса 
окислитель (воздух, технический кислород) подогревается в воздушных 
подогревателях (Кауперах) до температуры 1200
°
С за счет сжигания 
доменного газа.
Технические и энергетические характеристики доменных печей:

внутренний объем 3000-5000 м
3
;

высота 30-35 м;

диаметр горна – 12-16 м;

производительность – до 2,5-3,5 миллионов тонн в год;

расход кокса на 1 тонну чугуна – 0,45-0,5 т;

расход природного газа на 1 тонну чугуна 
∼
100 м
3
;

расход технического кислорода на 1 тонну чугуна – 70-80 м
3
;

эффективный коэффициент полезного действия (к.п.д.) – 45-50 %.
К достоинствам доменных печей относится:
а) высокая агрегатная производительность,
б) большая длительность рабочей кампании (работа без ремонта),
в) высокий эффективный к.п.д. (наиболее высокий среди 
высокотемпературных теплотехнологических установок).

К недостаткам доменного производства следует отнести:
а) применение дефицитного и дорогого (с учетом переработки в 
коксовых печах),
б) необходимость комплекса предшествующих производств 
(аглофабрика, коксохимическое производство и т.д.),
в) энергетическое обесценивание кокса, 50 % теплоты сгорания 
которого преобразуется в низкокалорийный доменный газ, 
г) цикличность выдачи продукта (выпуск чугуна каждые 2-4 часа).
Доменные печи достигли своего предела и дальнейшее повышение 
производительности практически невозможно и экономически 
нецелесообразно, так как с увеличением объема доменной печи (увеличение 
габаритов) возрастают потери тепла в окружающую среду.

жүктеу/скачать 0,76 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: