.
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.
Достарыңызбен бөлісу: