Cimmerman (523120), страница 118
Текст из файла (страница 118)
Решоции сначала протекают между газовой и металлической фазами. для удаления С, Я и Мп не требуется присутствия жидкога пглака. Для дефосфорацин и де- сульфурации требуетси своевременное об- разование активного шлака. 3. Скорости удаления С, Я и Мп определяются скоростью подачи кислорода. 4. Передача тепла происходит от металла в шлак. Производство стали в кислородных конверторах с верхним дутьем.
Объединяет достоинства процессов в мартеновских печах (свободе выбора шихтовых материалов, высокое качество стали) и процессов с воздушным дутьем (непосредственная реакппя между металлом и газовой фазой, высокие скорости реакций) и ие имеет их недостатков (насыщение металла азотом и томасовском процессе, сульфурацня ат топлива в ыартеновском процессе). Изменяя способ продувки, можно приблизить ход процесса к процессу в мартеновских печах или к процессу в конверторах с воздушным дутьем. Тенденция развития а. Производство чугуна и стали в настоящее время почти полностью основывается на периодических процессах.
б. Хотя в настоящее время методы непрерывного производства стали только начинают развиваться, в будущем возможен переход к этим методам, в. Основной схемой производства стали в настоящее время является доменная печь — кислородный нанвертор. Лишь затем (по значимости) следует скрап-процесс в электропечи, г. Производство губчатого железа имеет вреимуществеивое значение для тех стран, в которых в достаточном количестве имеются дешевые богатые железные руды и природный газ нли нефть, Здесь основной схемой производства является прямое восстановление — электропечь. д.
Методы последующей обработки нормально выплпвлеиной стали с целью ее рафинирования и соответственна улучшения качества приобретают все возрастающее значение. е. В будущем ожидается применение атомной зяерпш в металлургии. 4.2Л. Метод производетиа чутуна Мерзл, заключшощнйся ' влвасстановлении р)глы (кзк правило„окисленной) в шахтной печи в присутствии кокса (как истач- ника тепла и восстановителя) и шлакообразующих добавок (см. 3.5), отделении пустой породы и получении жидкого чугуна.
Шихта (смесь руды и флюсов) и кокс загружаются в печь через колощнин и в течение нескольких часов опускаются к плоскости фурм. Через воздушные фурмы в печь вдувается горячее дутье (800— 1100'С), которое реагирует в фурменной зоне с основной массой кокса, образуя фурменный газ (СО, )ч, Но). Этот газ движется вверх через опускающийся столб шихты, передает ей тепло и восстанавливает железо и марганец из окислов (рис. 4.2). Тачпералгррог, С Рпо.
о.э А — трооепь оооыпя; Б — нагрев шяхтм; поооозыое вооотомоолезво; à — пРямое оооотоеоолояее; Д вЂ” троеееь фурм Твердые вещества, загружаемые в печь, по мере опускания и роста температуры ' претерпевают следующие изменения (стадии процесса): сушка; разложение гидратов; разложение карбонатов; косвенное разложение окислов железа и марганца (посредством СО); прямое восстановление окислов Ре, Р, Я и Мп твердым углеродом (нежелательный процесс); науглероживание и одновременное плавление восстановленной руды; дальнейшее науглероживание в жидком состоянии; накапливание жидкого чугуна и одновременно образующихся шлаков в горне; выпуск чугуна и шлака (см. 3.23.1).
Химический состав важнейших шихтовых материалов доменного процесса приведен в табл. 185 (135). Некоторые технологические замечания. Охлаждение стального кожуха лечи может осуществляться орошением илн разбрызгиванием воды под давлением, на лучше потоком воды через замурованные в кладке холодильники. Восстановление и десульфурация — см. 3.3.1.5, 3.5.4. Образование шлака. Первичный шлак вомоикает относительно рано нз легкоплавких коьпюиентов сырья (содержит болыпое количество Рео).
Каиечиьой шлак: 35— 40 о~', СаО; 0 5 ой 3 28 — 40 % ЯОо' 1 то РеО; 401 тл ллицл !54 Содержание, а4 Потеря прв обжнге (СО,+гнд- рагна я вода) Влаж. ность Материал Железные Руды: ыагнетнтоаа» ... красный же лезняк ... сядернг сырой .. ° ° ° свдернт обожженный бурый железняк Марганцевые Руда" ! никополь" окая чнатурская . Известняк .. 0.3 — 1,2. 1,0-6,0 О,з — 1.0 0,2-5.0 1.0 — 10 Я-70 0.04 — 0,2 40 — 70 0.1 — 1.0 30-40 1,0-7,0 44- 52 1,0 — 10 25-50 0,6 — 5.0 0,02-3,0 0,1-7.0 0,1-0,8 5,0 18 1.0-6.0 0.5-5,0 0.6-3,0 0.6-1,5 1,0 — 10,0 0,5-2,0 1,0 †!О.О 5,0 — 15.0 0,2 — 1,0 О,Π— 8.0 0,5-3.5 21,0-30,0 7.0-10 8,0 — 14 0.02 1,0-6,0 1.0 — 6.0 0,03 0,2 — 2,0 8.0 — 30.0 О. 1 — 1,0 5,0-16 1.4 О.б 13,1 9,0 10,5 12,0 0,7 1.1 64 0,8 0.2 0.2 1,9 1,4 0.4 0,8 Рн.
4.З 7 — горн; 2 — ааплечнк»: 3 — распай; 4 †шах; 5 — холоп!ннк; 5 — кожух нз ластовой стали; 7 й 3 — холоднльвнкв б — 17 1)а А!аОз! Ю 'й МВО"; 2 — 13 ур й180: 1 % Рз05"". Колошниковый (доменный) газ. Выходит из домны с температурой 200'С и имеет следуюший состав: 1Π— 16 !)е СО;, 28— 32 !)е СО; 3 та Н21 64 †68 !ге 111з. 20 — 40 г/мз калашниковой пыли. Удельный расход кокса. Имеет решающее значение в процессе производства чугуна.
В последние годы постоянно снижаегся (137). Размеры печи. Полезный объем (и'). Экономическая эффективность растет с увеличением объема печи. Крупнейшие пе. чи — 1960 г, 1400 и'! 1974 г. 6000 мз (введена в эксплуатацию в конце 1974 г. в Кривом Роге, СССР, производительность— 4 млн. т чугуна в год). Конструкция. Разрез одной из доменных печей СССР полезным объемом 1700 м' дан на рис. 4.3 (136]. Основное назначение доменкого процесса заключается в производстве исходных материалов для сталеплавильного производства.
Лаже при заплаиировакном увеличении годового мирового производства губчатого железа иа 30 млн. т (80.е годы), рост производства сырой стали в первую очередь должен быть обеспечен.соотнетствуюшим увеличением суммарной мошностн доменных печей.
Продукты производства— передельный чугун, литейный чугун, зеркальный чугун (шпигель), ферросилиций, ферромарганец (см. 2.3). 4.2.2. Метод произзодстаа губчатого железа Методы прямого получения полупродуктов для производства стали из железной руды или концентрата путем восстановления твердым или газообразным восстанови- " Доменные шлаки содержат, как правило, до 1 — 3 Ъ МпО. Прим. рлд, "" В доменных шлаках Рв05 практнче.
ски отсутствует. Прим. ред. Рпс. 4.4 1 — атхадпшдй гзз; 2 — рзхуперзтар; 8 — паздух1 4 — прнрадный гзз; 8 — газасмзсзтзльпая камера; б — хазашнпзазый гзз: 7 — васстзпазптззьнйй гзз; 8 — рззпцпаппзя камер»; У вЂ” засстзпазптзльпзя печь; 10 — аппарат гззаачнстхп; 11 — схруббзр; 12 — отвод хазадпага гззз; 18 — сэта; 14— хазадззьппх; 18 — зыхад губчатого железа; 10 — ахамхаззмпзя руда, Рззоз; 17 — прахах; 18 — мзхззя руда; 1у — прасушзнпый шлем; 20 — атсепдвые чзстдцы1 ы — пресс длп нзгатазззппя бракзтаз гелем при температуре ниже точки плавления (минуя стадию получсння чугуна).
Губчатое железо †э пористый полупродукт, содержащий 95 зи железа с примесями породы и окислов желева, служащий сырьем для производства стали (главным образом в электропечах); можно также использовать в доменном производстве. Клиссгийикиг)ия ло лмгодан получения: А. Получение в твердой фазе (в шахтной печи). Кусковую руду или окатьппи размерами 3,5 — 26 мм загружают в цилиндрические„вертикальные шахты или реторты (порциями или непрерывно) и подвергают воадействию восстановительного газа. Б. Получение в кипящем слое.
Измельченную железную руду с частицами величиной от 0,05 до 3,5 мм и в ряде случаев соответствующим образом измельченные прокатную и другие виды окалины обрабатывают в реакторе. Навстречу опускающимся твердым частицам движется поток нагретого восстановительного газа, при этом происходит восстановление. В. Получение во вращающихся трубчатых печах. Шихту загружают со стороны более высоко расположенного торца наклонно установленной трубчатой печи; при цращенни печи шихта непрерывно перемешивается н перемещается по наклону вниз, иагреваись и восстанавливаясь в потоке реакционного газа.
а. Способ Мидлэнд-Росс. Основан на принципе работы шахтной лечи (рис. 4,4) [62) . б. Способ Пурофер. Основан иа принципе работы шахтной печи (рис. 48) [621. 26" Восстановительный газ получаегси из прнродяого или коксового газа (неполное сгорание), содержит 40% Нз, 19$ СО, 38а)з Нз. в. Способ Хил. Основан на принципе работы шахтной печи (рис. 4.6) [62), Вос- Рпс.
4.8 1 — вода; 2 — кахапшняазый газ; 8 — шахтезя пзчы 4 — окатыши; 8 — очистка в ахлзждзппз гззз: 4 — прнрадзый гзз~ 7 — заздух ппя рззхцппг 8 — реактор; У вЂ” мелкая руда; 10 — заздух дпя тарзане; 11 — птхадяпшй гззг 82 — губчзтае жзлево становительный газ состоит нз 15 уз Нз и 85 уз СО.
Образуется прн взаимодействии метана с водяным паром. г. Способ Армко. Осяован на принципе работы шахтной вечн (рис. 4.7) [62). Реакционный газ состоит из Нз и СО. чается в результате реакции природного 47 Р йу УУ Рнс. 4.8 1 — кондевтратг 7 — окоэшованвег 3 — авврнйаая дьпэоввя труба: 4 — о:гходящий гзвэ б — пьшь; б — йодогреваеывя решетка; 7 — возвратный угозш; б — восставовителышя пыш; р — снежка уголь; Ю вЂ” разгрузка печи, к холодильнику Рнс. 48 1 — окатыша кли окись желева; 7 — аппарат газоочистки; 3 — горелка; 4 — стандартный реактор; б — преобразователь газа; б — подогретый газ[ 7 — подогрев гааз;  — природный гвз; У вЂ” подогретый сжатый зоавух: 1 — губчатое железа; Ы вЂ” печкой газ; Ы вЂ” в следующий РеактоР газа с охлажденным н просушенным доменным газом. д.
Способ Я.ЯМ. Основан на првнцнпе работы врашандцейся трубчатой печи [рнс. 4.8) [б2). Прнменястся твердый восстановнтель. е. Способ Н1В [74п-)гоп нлн 1)8-81ее1).' Основан на принципе кипящего слоя [рве. 4.9) [62). Восстановленне конвертнрованным природным газом. Восстановнтельный газ содержат 88 '), Нэ. Образующийся порошок железа брнкетнруется. Относительно недавно разработанные способы массового пронзводства сталн н» комбинатах, объединяющих установки прямого восстановлення н влектропечн, в будушем, по-внднмому, смогут конкурировать с такими аедушнмн технологическими лнннямн, как доменная печь в кислородный конвертор нлн переработка скрапа в злектропечах. В настоящее время производство стали с использованием методов прямого ассстановлення неаелнко, но оно все увеличивается Производство губчатого железа: 1972 г.— 3 млн.
т; 1975 г.— 1О млн. т; 80-е годы >30 млн. т. По сравнению со всеми другана основными методами восстановления [включая доменный процесс] метод прямого вссстановлення в шахтной печи имеет лучшие показателн по пронзводнтельностн [рнс. 4.10). Последующее развитие этого метода зависит от стоимости н доступностн [налнчня) природного газа нлн другах природных видов топлива, а также от затрат на Рис. 4.7 1 — отходящий гаэ: у — окатьпшк б — реактор горения: 4 — актязный реактор; б — шахтная печь: б — воздушное дутье; 7 — природный гаэ;  — губчатое железо:  — резервуар с гваовой смесыос 1Р— газовый «оипрессор; 11 — дажкганве факе- лом ВЕЕЕ7)дгиугнгтлелалви'еиз >4И7 В ! 1 Дуже Рис. 4.)1 Йю~юбезлг Рнс.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
