ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Теоретические основы доменного процесса из "Химическая технология. Т.2" Профиль плавильного пространства печи выбран таким образом, чтобы обеспечить равномерное опускание шихты вследствие горения кокса, плавления материалов шихты и периодического выпуска чугуна и шлака, равномерное распределение газового потока по сечению печи и максимально интенсивное протекание процессов восстановления руды, образования и разделения чугуна и шлака. В соответствии с этим в пдавильном пространстве печи различают следующие части колошник, шахту, распар, заплечики и гчэрн. На рис 4.7 представлен разрез доменной печи и распределение температур по ее высоте. [c.61] При установившемся режиме работы печи в ней создается и поддерживается определенный температурный режим и протекают химические и физико-химические процессы, которые могут быть сведены к нескольким группам. Они приведены ниже, причем номера их отмечены на схеме печи в тех зонах ее, в которых они протекают. [c.61] Заканчивается восстановление при температуре 1200°С. [c.62] Суммируя реакции а, б и в, получаем уравнение восстановления оксида железа (П1) до металлического железа в виде РеаОз + ЗСО 2Ре + ЗСОа - АЯ АЯ = 25,58 кДж, из которого следует, что процесс в целом является экзотермическим. [c.64] Из приведенных выше реакций образования газообразных восстановителей (стр. 62) следует, что этому способствует увеличение концентрации кислорода в подаваемом в печь воздухе и повышение давлэния, что и используется на практике. [c.64] РеО -I- С = Ре -I- СО + АЯ АЯ = 153 кДж, то есть процесс восстановления оксида железа РеО можно рассматривать как протекающий в твердой фазе, как прямое восстановление. Этой реакции на рис, 4.8 отвечает заштрихованная часть поля, следовательно, доля прямого восстановления растет с увеличением температуры доменного процесса. [c.64] При переходе металла в жидкое состояние науглероживание становится более интенсивным и протекает уже непосредственно за счет взаимодействия железа с раскаленным коксом с последующим растворением карбида железа в железе. По мере науглероживания температура плавления железа понижается с 1539°С (чистое железо) до 1135°С (сплав, содержащий 4,3% углерода). [c.65] Важнейшие элементы в шихте — марганец и кремний, содержащиеся в виде различных силикатов в составе агломерата, золы, кокса и оксидов марганца в составе марганцевых руд. Кремний и марганец (из его низшего оксида) восстанавливаются только по реакциям прямого восстановления при температуре 1150—1300 С. [c.65] Расчет изобарно-изотермического потенциала реакций восстановления кремния и марганца по значениям AG соответствующих оксидов (табл 4.1) показывает, что они составляют, соответственно, +61 и -31 кДж, а для реакции восстановления железа из FeO -1-109 кДж. Поэтому, прямому восстановлению подвергаются, в первую очередь, кремний и марганец. [c.66] Восстановленный фосфор растворяется в железе и полностью переходит в чугун. Поэтому получить металл с низким содержанием фосфора можно только на основе низкофосфористой шихты. [c.66] Сера из шихты в процессе плавки частично, на 10—20%, переходит в газовую фазу в виде оксида серы (IV), сероводорода и др. соединений, но большая часть ее остается в шихте в виде сульфидов железа FeS, марганца MnS и кальция aS. Из них сульфиды железа и марганца хорошо растворимы в металле, а сульфид кальция — в шлаке. Поэтому для удаления серы из чугуна необходимо перевести сульфиды железа и марганца в сульфид кальция, который не растворяется в чугуне, (рис. 4.9). [c.66] Вернуться к основной статье