Poďme sa rozprávať o úlohe koksu vo vysokopecnom procese. Poďme sa bližšie pozrieť na podstatu tejto hutníckej výroby.
Dnes sa železo a oceľ vyrábajú vysokopecným procesom, v ktorom je pec dôležitou súčasťou.
Špecifiká jednotky
Zvážte vlastnosti zariadenia, jeho účel. Hlavné procesy vysokej pece sú spojené s tavením koksu. Ide o porézny materiál, ktorý je spekaný z hmoty uhlíka získanej kalcináciou uhlia bez prítomnosti vzdušného kyslíka.
Vysoká pec je výkonná a vysokovýkonná jednotka, pri ktorej sa spotrebuje značné množstvo vzduchu a vsádzky.
Nakladanie surovín
Moderná vysoká pec vyžaduje, aby v nej materiály zostali 4-6 hodín, plynné látky - 3-12 sekúnd. Ak sú plyny úplne rozdelené po prierezepece, môžete počítať s vysokou rýchlosťou tavenia, prebieha výroba železa. Proces vysokej pece zahŕňa zohľadnenie pohybu plynov cez zóny, ktoré majú nižší odpor náboja. Preto sa pri nakladaní do pece vykoná úprava, prerozdelenie koksu a aglomerátu po priereze pece tak, aby sa líšili v priepustnosti plynu. V opačnom prípade bude z pece odchádzať väčšie percento plynov s výraznou teplotou, čo negatívne ovplyvní využitie tepelnej energie, proces vo vysokej peci nebude plne efektívny.
V oblastiach, ktoré majú vysoký odpor, bude zmes plynov prechádzať mierne zahriata, v spodnej časti pece bude potrebné dodatočné teplo, v dôsledku čoho sa výrazne zvýši spotreba surovín.
Aké ďalšie funkcie je dôležité zvážiť pri sťahovaní? Vysokopecný proces výroby surového železa je energeticky náročná výroba. Preto sa pri stenách pece používa vrstva aglomerátu menej priepustného pre plyny a v strede sa zväčšuje vrstva koksu, vďaka čomu sa prúd plynu prerozdeľuje do stredu. Materiály sú po obvode rovnomerne rozmiestnené.
Náboj sa vkladá do samostatných častí – podávačov. Jedna porcia pozostáva z niekoľkých skipov, rudná časť (aglomerát), koks. Pomer originálnych ingrediencií určujú odborníci.
Vysokopecný proces umožňuje spoločné dávkovanie surovín, pri ktorom sa koks a sintrové nádoby zhromažďujú na veľkom kuželi a potom sa vkladajú do pece.
Úprava distribúcie v dávkach
Distribúcia koksu a aglomerátu po priereze vrškov je riadená nasledujúcimi metódami:
- zmena poradia surovín na veľkom kuželi;
- platia rozdelené a rozdelené podania;
- pohyblivé dosky sú inštalované v blízkosti stien hornej časti.
Vysokopecný proces zahŕňa zohľadnenie určitých zákonitostí pri zavádzaní sypkých materiálov:
- ukladanie surovín padajúcich z veľkého kužeľa na vrchol s prevýšením - hrebeň;
- Na hrebeni (v bode pádu) nálože sa hromadia jemné častice, veľké kusy sa kotúľajú až k päte hrebeňa, preto je v tejto zóne priepustnosť nálože pre plyn väčšia;
- hrebeň je ovplyvnená úrovňou zásypu v hornej časti, ako aj vzdialenosťou s veľkým kužeľom;
- veľký kužeľ neklesá úplne, takže malé kúsky koksu sa dostanú na okraj.
Prevažne do stredu pece sa dostáva materiál zo zásobníkov, ktoré boli do veľkého kužeľa naložené ako posledné. Ak zmeníte poradie nakladania, môžete dosiahnuť prerozdelenie materiálov v priereze hornej časti.
Na riadenie procesu distribúcie použitej vsádzky po objeme pece sa používajú dva kužeľové aparáty. V poslednej dobe sú niektoré vysoké pece vybavené pohyblivými doskami v blízkosti stien hornej časti, čo vám umožňuje meniť uhol sklonu a posúvať ich pozdĺž horizontálnej roviny.
Kúsky nálože, ktoré dopadajú na platne, sa od nich odrážajú, čo umožňuje nasmerovať surovinu do určitých zón vrchu.
Možnosti sporákabez zúženia
V peciach, ktoré nemajú kužeľové plniace zariadenie, sa plnenie surovín vykonáva cez dve stavidlové násypky, ktoré sa otvárajú striedavo. Suroviny sa k nim dodávajú šikmými pásovými dopravníkmi, na ktorých je v prehľadných intervaloch umiestnený koks a aglomerát. Jedna porcia prichádza z pásu do jedného bunkra, potom sa vykladá na hornú časť pece pozdĺž rotujúceho nakloneného podnosu. Počas doby vykládky urobia asi desať plných otáčok okolo pevnej stredovej osi.
Zaťažovací cyklus
Je zvykom nazývať to opakujúci sa počet dávok vsádzkových materiálov. Maximálna časť je určená objemom uzamykacej násypky plniaceho mechanizmu. Počet porcií v jednom cykle môže byť od 5 do 14. Ako dostať produkty vysokopecného procesu v plnom rozsahu? Aby sme mohli odpovedať na túto otázku, pozrime sa bližšie na podstatu procesu. Pri zvýšenom obsahu oxidu uhličitého v zmesi prispieva nízka teplota k úplnosti výmeny tepla a chemických procesov vo vysokej peci. Aby zariadenie pracovalo ekonomicky a intenzívne, kvantitatívny obsah oxidu uhličitého pozdĺž osi a na obvode pece by sa mal znížiť a vo výške jeden alebo dva metre od stien zvýšiť.
Regulácia teploty v nových rúrach sa vykonáva zavedením sond cez otvory v plášti. Povinná pre všetky procesy je kontrola úrovne plnenia v hornej časti.
Medzi novinky patrí použitie bezkontaktných metód merania hladiny založených na údajoch mikrovlnných a infračervených senzorov.
Funkcie distribúcie teploty
Okrem tepla, ktoré je privádzané ohriatym náporom, ako hlavným zdrojom tepla na ohrev plynov a vsádzky, realizovanie rekuperácie a kompenzáciu tepelných strát, je možné straty kompenzovať teplom, ktoré sa uvoľní pri spaľovaní paliva v hornej časti ohniska. Keď sa plynné produkty pohybujú z ohniska nahor, teplo klesá k vsádzkovým studeným materiálom a dochádza k výmene tepla. Podobný proces vysvetľuje pokles teploty z 1400 na 200 stupňov na výstupe z vrchu pece.
Odstráňte prebytočnú vlhkosť
Pozrime sa na hlavné fyzikálne a chemické procesy vo vysokej peci. Vo vsádzke, ktorá sa nakladá do vysokej pece, je hygroskopická vlhkosť. Napríklad v zložení koksu môže byť jeho obsah až päť percent. Vlhkosť sa na vrchu rýchlo vyparuje, takže na jej odstránenie je potrebné ďalšie teplo.
Hydratová vlhkosť sa objaví, keď sa hnedá železná ruda a kaolín vkladajú do vysokej pece. Na vyriešenie problému v modernej výrobe železa sa tieto rudy prakticky nepoužívajú ako suroviny.
Procesy rozkladu uhličitanov
Soli kyseliny uhličitej sa môžu dostať do vysokej pece. Pri zahrievaní sa rozkladajú na oxidy vápnika a uhlíka a proces je sprevádzaný uvoľnením dostatočného množstva energie.
V poslednej dobe sa do vysokých pecí nevkladá takmer žiadna ruda. Akú úlohu zohrávajú tavivá v procese vysokej pece? Zvyšujú jeho účinnosťumožňujú znížiť výrobné náklady. Vďaka použitiu taveného aglomerátu možno úplným odstránením vápenca z vysokopecnej vsádzky dosiahnuť výrazné úspory koksu. Proces rozkladu vápenca pri aglomerácii zabezpečuje spaľovanie nízkokvalitného paliva.
Obnova železa
Železo sa do vysokej pece privádza vo forme oxidov. Hlavným cieľom procesu je maximalizovať extrakciu železa z oxidov redukciou. Podstatou procesu je odstránenie kyslíka, uhlíka, oxidu uhoľnatého, vodíka. Redukcia uhlíkom sa nazýva priamy proces a reakcia s plynnými látkami sa nazýva nepriama interakcia. Aké sú ich charakteristické znaky? Pri priamej reakcii sa uhlík spotrebováva, v dôsledku čoho sa jeho množstvo výrazne znižuje. Druhý typ redukcie železa z oxidov vyžaduje nadmerné množstvo vodíka.
Proces produkuje pevné železo. Stupeň výťažnosti v liatine je 99,8%. Teda len 0,2 -1 % sa premení na trosku.
Tavenie mangánovej liatiny
V procese tavenia repasovanej liatiny sa mangán dostáva do vysokej pece vo forme aglomerátu. V určitom množstve sa mangánové rudy vo forme kremičitanov mangánu podieľajú na výrobe mangánovej liatiny.
Obnova z oxidov mangánu prebieha v krokoch. Na dokončenie procesu je potrebné v peci nastaviť vysoké teploty. Proces tavenia surového železa sprevádzaredukcia mangánu len v pomere 55-65%. V súčasnosti sa v dôsledku nedostatku mangánových rúd a mangánu v technologickom reťazci používa malé množstvo mangánovej liatiny. Pri prechode na liatiny s nízkym obsahom mangánu je možné ušetriť nielen samotný mangán, ale aj koks, keďže jeho spotreba na priamu redukciu kovu sa zníži.
Záver
Vysokopecný proces je jednou z hlavných metód tavenia železa a ocele. V závislosti od toho, aké zložky sa zavádzajú do počiatočnej zmesi, sa v súčasnosti získavajú rôzne typy hotového výrobku. Medzi oblasti použitia výslednej liatiny a ocele vyčleňujeme: strojárstvo, chemický priemysel, medicína, výroba nástrojov.
