Trimiterea muncii tale bune la baza de cunoștințe este ușoară. Utilizați formularul de mai jos
Elevii, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și activitatea lor vor fi foarte recunoscători.
Principalul proces de producere a oțelului și a fontei este în prezent procesul de furnal, iar furnalul este cea mai importantă componentă a acestui proces.
Cuptorul de furnal este o unitate puternică și foarte productivă, care consumă o cantitate uriașă de încărcare și explozie.
Combustibilul principal al topirii cuptorului este un material poros de tip cocsificabil din masa carbonificată sinterizată obținută prin aprinderea cărbunelui fără acces la aer.
Procesul de furnal este încercat astfel încât să se asigure consumul minim de cocs limpede și scump. În acest raport, vom analiza procesele care au loc în cuptorul de furnal și tot ceea ce este legat de ele.
Procesul de furnal este o combinație a fenomenelor mecanice, fizice și fizico-chimice care apar într-un cuptor de exploatare funcțional. Materialele de încărcare încărcate în cuptorul de furnal - cocs, componente cu conținut de fier și flux - sunt transformate în fontă, zgură și gaz de furnal, ca rezultat al procesului de furnal.
Din punct de vedere chimic, procesul de furnal este oxidarea redox: fierul este redus de la oxizi, iar agenții reducători sunt oxidați. Cu toate acestea, procesul de furnal este numit reducere, deoarece scopul său este de a restabili oxizii de fier în metal.
Unitatea pentru implementarea procesului de furnal este un cuptor tip mine (vezi Anexa 2). Spațiul de lucru al cuptorului în secțiunile orizontale are o formă circulară, iar în secțiunea verticală există o conturură specială, numită profil.
Cea mai importantă condiție a procesului de furnal în cuptor este un contor mișcare continuă și interacțiunea dintre materialele de încărcare descendente care sunt încărcate în cuptorul prin gât, iar fluxul în creștere a gazelor formate în cuptor în timpul arderii carbonului în cocs încălzit la 1000-1200 ° C aer (explozie) care este injectat în partea superioară a cuptorului prin niște tuburi amplasate de-a lungul circumferinței sale. Pentru a sufla poate fi adăugat oxigen tehnic, gaz natural, vapori de apă.
Materialele de încărcare sunt încărcate în cuptor prin intermediul dispozitivului de umplere în porțiuni separate - alimentare. Acestea sunt situate pe partea superioară a straturilor alternative de cocs, minereu sau aglomerat și flux atunci când se lucrează la un aglomerat incomplet de flux. Feedurile sunt încărcate în 5-8 minute. Pe măsură ce spațiul din partea superioară este eliberat ca urmare a coborârii materialelor.
În timpul încălzirii materialelor descendente, umezeala și substanțele volatile din cocs sunt îndepărtate din acestea și carbonații sunt descompuși. Oxizii de fier sub acțiunea reducerii gazelor trec treptat de la stările de oxidare superioare la cele mai mici și apoi în fierul metalic în conformitate cu schema: Fe2O3 ® Fe3O4 ® FeO ® Fe.
Fierul restabilit se întărește vizibil chiar și în stare solidă. În ceea ce privește întărirea, punctul de topire scade. La o temperatură de 1000-1100 ° C, reducerea fierului aproape se termină și se recuperează elemente mai dificile - siliciu, mangan și fosfor. fier carburat care conține aproximativ 4% carbon și o cantitate de siliciu, mangan și fosfor, se topește la o temperatură de 1130-1150 ° C și curge sub forma de fier în picăturile de cuptor. În jumătatea inferioară a minei începe formarea de zgură lichidă din părțile componente ale minereului de gang și flux. Reducerea punctului de topire a zgurii este favorizată de oxizi neredurați ai fierului și manganului. În zgura descendentă, sub influența creșterii temperaturii, toată roca și fluxul gol se topește treptat și după arderea cocsului.
Prin reacția produselor lichide de fuziune cu cocs fierbinte în pantecului și vatra are loc recuperarea siliciu, mangan și fosfor din oxizii lor dizolvat în zgură îmbunătățită. Aici, sulful absorbit de metal în timpul topirii trece în zgură. Fier si cuptor fosfor sunt recuperate și complet transferate fier și gradul de recuperare siliciu și mangan și îndepărtarea web sulfului din fier într-o mare măsură, depind de condițiile de temperatură, compoziția chimică a zgurii și cantitatea acesteia.
Lichidul fonic și zgura sunt separate în cuptor datorită diferitelor mase specifice. Deoarece acumularea fierului în furnal este evacuat printr-o gură de evacuare și zgură - zgură prin gura de evacuare (top zgură) și gura de evacuare în timpul producției de fontă (zgură inferioară).
Toate aceste procese au loc simultan în furnal, exercitând influență reciprocă.
Funcționarea eficientă și economică a unui furnal depinde în mare măsură de modul în care este organizată mișcarea și distribuția gazelor și a lotului în spațiul său de lucru. Mișcarea gazelor și distribuția lor în cuptor este determinată de o varietate de factori, dar principalul este compoziția granulometrică a încărcăturii și distribuția acesteia în partea superioară în timpul încărcării și redistribuirii în timp ce se deplasează în furnal. La rândul său, fluxul de gaze în mișcare influențează distribuția încărcăturii.
Gazele din încărcătura de furnal se deplasează printr-o astfel de jos în sus sub influența diferenței de presiune în funcție de valoarea rezistenței taxei încărcate în cuptor și cantitatea de aer injectat în vatra mașinii blast. Trecerea calea de 24-26 m timp de câteva secunde, debitul de gaz trebuie să se efectueze și o recuperare a căldurii și de a oferi o buna materiale de încărcare convergent din partea de sus cuptor la cuptor. Pe baza acestor funcții ale fluxului de gaze, se impun cerințe contradictorii asupra distribuției gazelor. Pentru a profita din plin de căldură și reducerea puterii debitului de gaz pe secțiunea transversală a gazului de furnal trebuie să fie distribuite uniform, cu alte cuvinte, temperatura și compoziția gazului în toate punctele secțiunii transversale a cuptorului cu cuvă trebuie să fie aceeași, și lotul - egal încălzit și redus.
Pentru a asigura o descărcare netedă a încărcăturii, fluxul de gaz de-a lungul secțiunii cuptorului trebuie să fie distribuit neuniform, trecând mai mult în pereți și în zona axială a cuptorului, adică unde cel mai adesea există mai puțin minereu sau aglomerat.
De fapt, într-un cuptor de furnal este imposibil să se realizeze o distribuție uniformă a gazelor într-o secțiune datorită caracteristicilor specifice ale procesului de furnal și designului cuptorului.
Cel mai important indicator care caracterizează distribuția fluxului de gaz de-a lungul secțiunii coloanei de încărcare este compararea cantităților de gaze care trec prin zone egale ale secțiunii cuptorului umplută cu încărcătura per unitate de timp.
3. Distribuția materialelor în partea superioară la încărcarea unui cuptor
Pe baza cerințelor de distribuție a gazelor în furnal, materialele în timpul încărcării trebuie să fie distribuite neuniform în lungul secțiunii cuptorului, atât în dimensiune cât și în componentele încărcăturii. Pereții ar trebui să se concentreze mai mult din aglomeratul mare pentru o utilizare mai bună a gazelor periferice, iar axa - mai multă cocs. Un număr mare de fracțiuni fine de componente care conțin fier în apropierea zidurilor cuptorului este inacceptabil pentru a evita un curs strans. Partea principală a fracțiunilor fine trebuie să fie amplasată în inelul intermediar dintre periferie și centru.
Pe circumferința cuptorului, materialele ar trebui, dimpotrivă, să fie distribuite în mod uniform, adică astfel încât orice cerc al secțiunii orizontale să fie o curbă cu conținut egal de dioxid de carbon în gaz și o curbă cu aceeași temperatură.
Aceste condiții de distribuire a sarcinii sunt îndeplinite prin metoda acceptată de încărcare a materialelor cu ajutorul unui con și a unei pâlnii. Cocsul, componentele și fluxul care conțin fier sunt încărcate în furnal în porțiuni separate numite furaje. Raportul cantitativ dintre componentele sarcinii din fiecare furaj este strict constant. Se determină prin calcularea încărcăturii. Materialele de pe partea superioară sunt furnizate de cărucioare speciale care se deplasează de-a lungul șinelor podului înclinat. Volumul de materii prime dintr-o hrană corespunde volumului mai multor sărituri, astfel încât alimentarea către partea superioară este alimentată în părți cu mai multe treceri. În același timp, o parte a sarcinilor de aprovizionare este încărcată cu cocs, iar cealaltă cu componente și fluxuri care conțin fier. Cu aglomeratul complet sinterizat, furajul constă doar în sărăcire cu aglomerat și cocs.
In furnalul de încărcare este redus prin acțiunea greutății sale în spațiul eliberat prin reducerea volumului său în timpul fluxului diferitelor procese, dintre care cele mai importante sunt de ardere tuyere carbon consum focarele de cocs cocs carbon directe de reducere, formarea și topirea fontei și zgură și compactarea încărcăturii în timpul mișcării. 44-52% din totalul de reducere a volumului de lot este arderea carbonului, 11-16% - prin reducerea directă a 25-35% - pentru topirea fontei și zgură și 5-15% - pentru materialele de etanșare. Din aceasta rezultă că scăderea cantității de încărcare are loc în principal în focarele înainte de diuze de ardere și focarele tuyere poate fi asemănat cu un fel de pâlnie prin care se deplasează cea mai mare parte a taxei.
Aranjamentul periferic al zonelor de combustie duce la o mișcare predominantă a sarcinii pe periferia cuptorului. Viteza încărcăturii în inelul periferic al vârfului este de 90-140, iar în centru 70-120 mm / min. Durata taxei în intervalele de cuptor de la 5,5 la 7 ore. Revitalizarea centrul cuptorului întotdeauna duce la o creștere semnificativă a vitezei de coborâre în zona axială încărcătura și reduce diferența dintre vitezele de deplasare a încărcăturii de la periferie și centru.
Creșterea ratei de coborâre a taxei la periferia sus explicate și din alte motive, dintre care principalele sunt prelungirea arborelui în jos și mai intens în comparație cu componentele de fier de mișcare cocs aranjate în număr mare la periferie.
Ca urmare a vitezei neuniforme a încărcăturii în spațiul de lucru al cuptorului, materialele încărcate simultan intră în cuptor în mod simultan. Acest fenomen se numește avans, care trebuie să fie luate în considerare atunci când se schimbă condițiile de muncă, cuptorul asociat cu trecerea la un alt tip de fier de topire, schimbări în calitatea materialelor.
5. Formarea fontei și zgurii
6. Formarea zgurii
În cuptorul de furnal, zgura este formată sub influența temperaturilor ridicate ca urmare a topirii unei pietre goale de materiale și fluxuri care conțin fier, la care se atașează cenușă din cocsul ars în cuptor. Oxizii formatori de zgură sunt Si02. CaO, MgO, AI2O3. FeO, MnO, precum și sulfuri metalice, predominând că este CaS.
Formarea zgurii este precedată de procese de înmuiere și sinterizare a gangului și fluxului, însoțite de formarea de soluții solide și de diferiți compuși chimici. Aceste procese reprezintă o legătură intermediară în trecerea materiei de la o stare solidă la o stare lichidă. Cea mai mare intervalul de temperatură în care are conversia componentelor loc de zgură de la o stare solida la un lichid, cea mai mare parte a înălțimii cuptorului ia masa vâscoasă care umple golurile dintre bucăți de cocs și împiedică circulația și distribuția gazelor. În acest sens, intervalul de temperaturi de înmuiere a componentelor care formează zgura trebuie să fie cât mai mic posibil.
În procesul de zgură, se disting zgurile primare, intermediare și finale. Zgura primară apare în stadiul inițial de zgură ca rezultat al topirii compușilor cu punct de topire scăzut. Zgura primară, se deplasează în zone cu temperaturi mai ridicate, este încălzit, iar compoziția sa chimică este modificată continuu în consecință a reducerii fierului și manganului din oxizii respectivi și dizolvarea în zgură noi cantități de CaO și MgO, creșterea cantității de zgură. Zgura finală se formează în cuptor după dizolvarea în zgura de cenușă a cocsului și reziduurilor de calcar arse și distribuția finală a sulfului între fontă și zgură.
Cu ajutorul unui aglomerat fluxat, condițiile de zgură se schimbă. Prezența varului în aglomeratul asigură un contact bun al oxizilor formatoare de zgură pe acesta de emoliere atunci când este încălzit și a zgurei primare formarea are loc în zona relativ mare a înălțimii focarului, care crește considerabil permeabilitatea zonei. Recuperarea fierului refluxează aglomeratului curge intens și uniform pe secțiunea transversală, prin jocul de formare a zgurii primare mai puține FeO, iar formarea de zgură zona care începe este deplasată la temperaturi mai ridicate.
7. Mișcarea materialelor într-un cuptor
Materialele de încărcare, care sunt încărcate în partea superioară a cuptorului, se deplasează încet în jos. Timpul de staționare a materialelor într-un furnal este de 4-6 ore. Coborârea eliberarea de încărcare se datorează volumului de ardere cocs, formarea de topire a produselor lichide, materiale de etanșare. Deoarece cantitatea mare de cocs arde în zona Tuyere, fluxul principal de materiale are loc aici. Viteza de coborâre la periferia cuptorului este mai mare decât cea de-a lungul axei, de exemplu, materialul se deplasează în jurul periferiei vârfului până la 140 mm / min, iar în centru 70-120 mm / min. În partea superioară a vatră, lângă verișoarele din încărcătură, se formează craterele - zonele de combustie a cocsului. În centrul coloanei de materiale de încărcare, în special cocs, se scufundă treptat în zgură lichidă și se efectuează de jos până la locurile de ardere.
Un flux de gaz se deplasează de-a lungul întregii secțiuni a cuptorului spre materialele solide la viteză mare. Se formează gaze atunci când cocsul este ars în apropierea duzelor. Timpul de ședere al gazului în furnal este de 3 sec. În acest timp, gazele dau căldura maximă la materialele reci și restabilește oxizii metalici. Pentru distribuția uniformă a fluxului de gaz peste secțiunea transversală a furnalului, permeabilitatea gazului la coloana de materii prime are o mare importanță. Deoarece explozia intră în cuptorul din regiunea periferică, în primul rând, gazele se ridică de-a lungul pereților cuptorului, mai ales că rezistența la gaz din această regiune este mai mică decât în părțile centrale ale cuptorului. Pentru a egaliza rezistența la curgere a gazului au tendința de a încărca cuptorul, astfel încât pereții situat strat mai gros de aglomeratului care gazosoprotivlenie mai mult de cocs, cocs și a fost mai mare în partea centrală a cuptorului. Distribuția încărcăturii în partea superioară a cuptorului depinde de diferiți factori.
Gap între marginea unui con mare și peretele de sus. Dacă te uiți la partea de sus acoperit cu materiale din cuptor, se poate vedea o suprafață neuniformă, cu o nervură inelară (fig. 33, de asemenea). Când mici 6i decalaj între margine și conul șrot creasta peretelui cuptor se apropie de perete. Cu o creștere a decalajului până la b2, creasta este îndepărtată de pe pereți, bucăți mari de lot se prăbușește la periferie. Alegeți distanța optimă (800 - 1050 mm) pentru a nu dezvolta nici un flux axial excesiv de gaz, nici periferic.
Nivelul încărcăturii în cuptor. Sub nivelul de umplere se înțelege distanța de la marginea conului mare în starea coborâtă până la suprafața materialelor de încărcare din cuptor. Această distanță este măsurată utilizând două sonde mecanice coborâte în cuptor. Cu o creștere a incidenței pieselor de povară la Zi2, creasta încărcăturii se apropie de pereții cuptorului; dimpotrivă, cu o mică distanță de la marginea conului până la suprafața încărcăturii hi, creasta se deplasează spre centru. De obicei, nivelul umplerii nu depășește 1-2 m.
Influența masei de alimentare. Distribuția încărcăturii în cuptorul de furnal poate fi controlată prin schimbarea cantității de materiale care sunt turnate simultan în cuptor de pe suprafața conului mare. Cocsul are un unghi mai mic de pantă naturală decât aglomeratul, astfel încât stratul de aglomerat este mai gros în apropierea zidurilor cuptorului. Cu o scădere a masei de alimentare în centru, este posibil să se creeze o zonă în care nu va exista aglomerat (numai cocs). În acest caz, gazele vor merge de-a lungul axei cuptorului. Cu o masă de alimentare în creștere, stratul de cocs din centru va fi suprapus de aglomerat, iar fluxul de gaze de la periferie se va deflecta pe pereții cuptorului.
Schimbarea ordinii de încărcare. Din alternanța încărcării aglomeratelor, cocsului, calcarului, depinde și distribuția materialelor. Toate împreună vă permit să organizați cea mai bună cale a cuptorului. În timpul unei probleme apar campanie de furnal :. Desigur neregulat, materialul acumularea pe pereți și alte fonte eliberarea de zi cu zi mai mici. Dacă nu iau măsuri adecvate, încălcarea cursului uniform de furnal sunt amplificate și poate duce la complicații grave, inclusiv închiderea cuptorului. Prin urmare, cunoașterea corectă a unui cuptor este o mare artă care necesită nu numai o bună cunoaștere a procesului de topire a fontei, ci și o experiență de producție mare.
zgura cuptorului de furnal
1. Producția de domenii. VV Poltavets, M. 1981.
2. Metalurgia fontei. EF Vegman, M. Metalurgie, 1978.
3. Fundamentele producției metalurgice. VK Babich, N.D. Lukashin, 1988.
4. Metalurgia metalelor feroase. BV Linchevsky, M. 1986.
Găzduit pe Allbest.ru
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: