Promluvme si o úloze koksu ve vysokopecním procesu. Pojďme se blíže podívat na podstatu této hutní výroby.
Železo a ocel se dnes vyrábí vysokopecním procesem, ve kterém je pec důležitou součástí.
Specifika jednotky
Zvažte vlastnosti zařízení, jeho účel. Hlavní procesy vysoké pece jsou spojeny s tavením koksu. Jedná se o porézní materiál, který je slinován z hmoty uhlíku získané kalcinací uhlí bez přítomnosti vzdušného kyslíku.
Vysoká pec je výkonná a vysoce výkonná jednotka, kde se spotřebovává značné množství tryskání a vsázky.
Načítání surovin
Moderní vysoká pec vyžaduje, aby v ní materiály zůstaly 4-6 hodin, plynné látky - 3-12 sekund. Pokud jsou plyny zcela distribuovány po průřezupece, můžete počítat s vysokou rychlostí tavení, probíhá výroba železa. Vysokopecní proces zahrnuje zohlednění pohybu plynů zónami, které mají nižší odpor náboje. Proto se při nakládání do pece provádí úprava, redistribuce koksu a aglomerátu po průřezu pece tak, aby se lišily v propustnosti plynu. V opačném případě bude větší procento plynů opouštět pec s významnou teplotou, což negativně ovlivní využití tepelné energie, proces ve vysoké peci nebude plně efektivní.
V oblastech, které mají vysoký odpor, bude plynová směs procházet mírně zahřátá, ve spodní části pece bude potřeba dodatečné teplo, v důsledku toho se výrazně zvýší spotřeba surovin.
Jaké další funkce je důležité vzít v úvahu při stahování? Vysokopecní proces výroby surového železa je energeticky náročná výroba. Proto se u stěn pece používá vrstva aglomerátu méně propustného pro plyny a ve středu je zvýšená vrstva koksu, díky čemuž se proud plynu přerozděluje do středu. Materiály jsou rovnoměrně rozmístěny po obvodu.
Náboj je vkládán do samostatných částí – podávání. Jedna porce se skládá z několika skipů, rudná část (aglomerát), koks. Poměr originálních ingrediencí určují odborníci.
Vysokopecní proces umožňuje společné přivádění surovin, při kterém se koks a aglomerát shromažďují na velkém kuželu a poté se vkládají do pece.
Úprava distribuce dávky
Rozdělení koksu a aglomerátu po příčném řezu vršků je řízeno následujícími metodami:
- změna pořadí surovin na velkém kuželu;
- platí rozdělení a rozdělení;
- pohyblivé desky jsou instalovány blízko stěn horní části.
Vysokopecní proces zahrnuje zohlednění určitých pravidelností pro zavádění sypkých materiálů:
- pokládání surovin padajících z velkého kužele na vrchol s převýšením - hřeben;
- Na hřebenu (v místě pádu) nálože se hromadí jemné částice, velké kusy se kutálejí dolů k patě hřebene, proto je v této zóně propustnost nálože pro plyn větší;
- hřeben je ovlivněn úrovní zásypu nahoře a také vzdáleností s velkým kuželem;
- velký kužel neklesá úplně, takže se malé kousky koksu dostanou na okraj.
Převážně střed pece přijímá materiál z podávacích kontejnerů, které byly jako poslední nakládány do velkého kužele. Pokud změníte pořadí nakládání, můžete dosáhnout přerozdělení materiálů napříč průřezem horní části.
Pro řízení procesu distribuce použité vsázky po objemu pece se používají dva kuželové aparáty. V poslední době jsou některé vysoké pece vybaveny pohyblivými deskami v blízkosti stěn horní části, což vám umožňuje měnit úhel sklonu a pohybovat je podél vodorovné roviny.
Kusy nálože, které dopadají na desky, se od nich odrážejí, což umožňuje nasměrovat surovinu do určitých zón vršku.
Možnosti sporákubez zúžení
V pecích, které nemají kuželové nakládací zařízení, se zakládání surovin provádí dvěma střídavě otevíranými stavidly. Suroviny k nim dodávají šikmé pásové dopravníky, na kterých je v přehledných rozestupech umístěn koks a aglomerát. Jedna porce přichází z pásu do jednoho bunkru, poté je vykládána na horní část pece podél rotujícího nakloněného tácu. Během doby vykládky udělají asi deset plných otáček kolem pevné středové osy.
Zatěžovací cyklus
Je obvyklé nazývat to opakující se počet dávek vsázkových materiálů. Maximální část je určena objemem uzavřené násypky plnicího mechanismu. Počet porcí v jednom cyklu může být od 5 do 14. Jak získat produkty vysokopecního procesu naplno? Abychom na tuto otázku odpověděli, podívejme se blíže na podstatu procesu. Při zvýšeném obsahu oxidu uhličitého ve směsi přispívá nízká teplota k úplnosti výměny tepla a chemických procesů ve vysoké peci. Aby zařízení pracovalo ekonomicky a intenzivně, kvantitativní obsah oxidu uhličitého podél osy a na obvodu pece by měl být snížen a ve výšce jednoho nebo dvou metrů od stěn - zvýšen.
Kontrola teploty u nových pecí se provádí zaváděním sond do otvorů v plášti. Povinná pro všechny procesy je kontrola hladiny naplnění nahoře.
Mezi novinkami je použití bezkontaktních metod měření hladiny založených na odečtech mikrovlnných a infračervených senzorů.
Funkce rozložení teploty
Kromě tepla, které je vnášeno ohřátým náporem, jako hlavním zdrojem tepla pro ohřev plynů a vsázky, provádějící rekuperaci a kompenzaci tepelných ztrát, je možné ztráty kompenzovat teplem, které se uvolňuje při spalování paliva v horní části topeniště. Jak se plynné produkty pohybují z nístěje směrem nahoru, teplo klesá k vsázce studených materiálů a dochází k výměně tepla. Podobný proces vysvětluje pokles teploty z 1400 na 200 stupňů na výstupu z horní části pece.
Odstraňte přebytečnou vlhkost
Pojďme se podívat na hlavní fyzikální a chemické procesy ve vysoké peci. Ve vsázce, která se vkládá do vysoké pece, je hygroskopická vlhkost. Například ve složení koksu může být jeho obsah až pět procent. Vlhkost se na povrchu rychle odpařuje, takže k jejímu odstranění je potřeba další teplo.
Hydratová vlhkost se objeví, když se do vysoké pece vloží hnědá železná ruda a kaolin. K vyřešení problému v moderní výrobě železa se tyto rudy prakticky nepoužívají jako suroviny.
Procesy rozkladu uhličitanů
Soli kyseliny uhličité se mohou dostat do vysoké pece. Při zahřívání se rozkládají na oxidy vápníku a uhlíku a proces je doprovázen uvolněním dostatečného množství energie.
V poslední době se do vysokých pecí nevkládá téměř žádná ruda. Jaká je role tavidel ve vysokopecním procesu? Zvyšují jeho účinnostumožňují snížit výrobní náklady. Díky použití taveného aglomerátu lze úplným odstraněním vápence z vysokopecní vsázky dosáhnout výrazných úspor koksu. Proces rozkladu vápence při aglomeraci zajišťuje spalování nekvalitního paliva.
Obnova železa
Železo se do vysoké pece přivádí ve formě oxidů. Hlavním cílem procesu je maximalizovat extrakci železa z oxidů redukcí. Podstatou procesu je odstranění kyslíku, k tomu se používá uhlík, oxid uhelnatý, vodík. Redukce uhlíkem se nazývá přímý proces a reakce s plynnými látkami se nazývá nepřímá interakce. Jaké jsou jejich charakteristické rysy? Při přímé reakci se uhlík spotřebovává, v důsledku čehož se jeho množství výrazně snižuje. Druhý typ redukce železa z oxidů vyžaduje nadměrné množství vodíku.
Tento proces produkuje pevné železo. Stupeň výtěžnosti v litině je 99,8 %. Tedy pouze 0,2 -1 % se změní na strusku.
Tavení manganové litiny
V procesu tavení repasované litiny se mangan dostává do vysoké pece ve formě aglomerátu. V určitém množství přispívají manganové rudy ve formě manganových silikátů k výrobě manganové litiny.
Obnova z oxidů manganu probíhá v krocích. Aby byl proces dokončen, musí být v peci nastaveny vysoké teploty. Proces tavení surového železa je doprovázensnížení manganu pouze v poměru 55-65%. V současné době se kvůli nedostatku manganových rud a manganu používá v technologickém řetězci malé množství manganové litiny. Při přechodu na litiny s nízkým obsahem manganu je možné ušetřit nejen samotný mangan, ale i koks, protože jeho spotřeba na přímou redukci kovu se sníží.
Závěr
Vysokopecní proces je jednou z hlavních metod tavení železa a oceli. V závislosti na tom, jaké složky se zavádějí do výchozí směsi, se v současné době získávají různé typy hotového výrobku. Mezi oblasti použití výsledné litiny a oceli vyčleňujeme: strojírenství, chemický průmysl, lékařství, výroba nástrojů.
