2.4.2. Подготовка руды к плавке
Исходная руда
↓
Дробление и сортировка по крупности.
↓
Обогащение руды
(магнитная сепарация, флотация) хвосты менее 2% Fe
↓
КОНЦЕНТРАТ более 60% Fe
↓
Окускование.
АГЛОМЕРАЦИЯ ОКАТЫВАНИЕ
(спекание при Т=1300 С (концентрат + флюсы + топливо,
мелкого, пылевидного увлажняют и гранулируют,
концентрата и руды). высушивают и отжигают
при Т=1350 С).
↓ ↓
АГЛОМЕРАТ ОКАТЫШИ
↓ ↓
Загрузка в доменную печь.
Подготовка железной руды является эффективным направлением совершенствования доменного производства и дает возможность использовать более бедные руды.
1. Дробление обеспечивает нужную степень измельчения руды. Для плавки в доменной печи размер кусков руды должен составлять 10-80 мм.
Сортировку руды по классам крупности проводят механическим способом.
2.Обогащению подвергают около 80% всей руды. Это связано с использованием бедных руд. Проводят магнитную сепарацию, гравитационное разделение руды и пустой породы и флотацию.
3. Агломерация – окускование мелкого железорудного сырья путем спекания.
4. Окатывание – ввод в руду флюсов, топлива и дробление на определенные фракции.
2.4.3. Устройство доменной печи
Доменная печь представляет собой вертикальную плавильную печь шахтного типа. Свое название доменные печи получили от ранее применявшихся в России (VIII–IX век) шахтных печей, которые назывались домницами. Доменная печь снаружи заключена в стальной кожух, а внутри футерована огнеупорным кирпичом (шамотным).
Толщина шамотной кладки в шахте до 700 мм, заплечиках до 350 мм. Нижнюю часть горна выкладывают из графитизированных блоков с толщиной стенок до 1500 мм. Для повышения стойкости огнеупорной кладки в ней устанавливают металлические водяные холодильники (3\4 высоты печи). В верхней части печи имеется загрузочное устройство, сделанное так, что доменные газы не выходят в воздух, а используются для нагрева воздуха, подаваемого через фурмы в печь. Фурменное устройство находится в нижней части печи. Через него вдувают в печь нагретый и обогащенный кислородом воздух, иногда газообразное или жидкое топливо. Чугун и шлак непрерывно стекают вниз и периодически выпускаются: чугун – через 4 часа, через чугунную летку, расположенную выше лещади на 500 – 1000 мм; шлак – через 2 часа, через шлаковую летку, расположенную выше чугунной на 1500 – 2000 мм. Современные доменные печи имеют полезный объем 2000 – 3000 м3, полезная высота 30 м и более, диаметр в 2,5 – 3 раза меньше высоты. Производительность печей достигает 5000 тонн чугуна/сутки. Доменная печь работает непрерывно 5-10 лет. Процесс плавки непрерывен, а загрузка шихты периодическая. Печь работает по принципу противотока: шихта подается сверху, а снизу продувается воздухом.
Рис.2.1. Разрез доменной печи:
1 – засыпной аппарат, 2 – газоотводы, 3 - защитные щиты, 4 – огнеупорная кладка, 5 – стальной кожух, 6 – кольцевые площадки, 7 – холодильники шихты, 8 – опорное кольцо, 9 – кольцевой воздухопровод, 10 – фурменный рукав, 11 – рабочая площадка, 12 – колонна, 13 – летка для чугуна, 14 – холодильники, 15 – летка для шлака, 16 – ось чугунной летки.
Главные задачи доменной печи:
Восстановление железа из окислов руд.
Науглераживание железа.
Удаление расплава в виде жидкого чугуна определенного химического состава.
Оплавление пустой породы – образование шлака.
Растворение в шлаке золы и вредных примесей.
Удаление шлака.