Реферат: Анализ и экономическая оценка технологий в цветной металлургии

Загруженное в доменную печь топливо опускается до уровня фурм и сгорает в струе поступающего под давлением 1,5—2,0 am воздуха, шгретого до 800— 1000° С и выше по реакции.

4. Виды выплавляемого чугуна и их назначение

Углерод в чугуне может находиться в виде механической примеси г (графита) и в виде химического соединения с железом, называемого карбидом или цементитом железа.

В зависимости от этого практически различают два вида чугуна: чугун, содержащий свободный графит и имеющий в изломе серый или темно-серый цвет и крупнозернистое строение. Такой чугун назы­вают серым или литейным чугуном его применяют для производства отливок.

Чугун, содержащий в основном количестве углерод в виде химиче­ского соединения с железом FeC и имеющий белый блестящий излом, называют белым предельным чугуном. Этот чугун преимущественно пе­рерабатывается в сталь.

Получение того или иного вида чугуна зависит от количества угле­рода, кремния, марганца, фосфора и серы в шихте (табл. 2), которые частично переходят в чугун, а также от процесса плавки в доменной печи.

5. Суть доменного процесса

Важнейшими показателями работы доменной печи являются: 1) коэффициент использования полезного объема доменной печи; 2) расход топлива на т выплавленного чугуна. Коэффициент использования полезного объема доменной печи k представляет собой отношение полезного объема печи к суточной ее производительности:

Доменная печь работает тем лучше, чем меньше числовое значение k обычно коэффициент k находится в пределах от 0,45 до 1,35 и на его величину влияют следующие факторы:

а) содержание железа в руде,

б) подготовка шихтовых материалов к плавке;

в) сорт выплавленного чугуна.

При плавке передельного чугуна k ~ 0,7—0,9,а на некоторых за­водах k < 0,7; например, на Череповецком металлургическом заводе k = 0,45 м/т.

Расход топлива зависит от сорта выплавляемого чугуна. Для вы­плавки 1 m передельного чугуна расход кокса составляет от 600 до 800 кг, бессемеровского чугуна от 800 до 1000 кг, литейного чугуна от 800 до 1200 кг, специальных чугунов и ферросплавов от 1750 до 2500 кг. Расход шихты и степень ее использования являются весьма важными показателями, характеризующими экономичность работы доменной печи. Этот показатель определяется материальным балансом домен­ной плавки. Примерный материальный баланс на 1 m выплавляемого чугуна приведен в табл. 3.

6.Сырьё для получения стали.

Сталью называют сплавы железа с углеродом и другими
элементами. Такие сплавы обладают пластическими свойствами как в
нагретом, так и в холодном состоянии, и могут подвергаться прокатке,
волочению, ковке, штамповке.

Сталь содержит до 2% углерода и некоторое количество марганца, кремния, а также вредные примеси (фосфор и серу). Кроме этих при­месей, в стали могут содержаться и

легирующие элементы: хром, ни­кель, ванадий, титан и др.

В настоящее время сталь производят преимущественно путем пе­редела чугуна, при котором из чугуна удаляется избыток углерода, кремния, марганца, а также вредных примесей для придания ей не­обходимых свойств. Углерод и другие примеси при высокой темпера­туре соединяются с кислородом гораздо энергичнее, чем железо, и их можно удалить при незначительных потерях железа.

Углерод чугуна, соединяясь с кислородом, превращается в газ (окись углерода СО) и улетучивается.

Другие примеси превращаются в окислы SiO₂ , MnO и Р₂ О₅ , которые вследствие меньшего по сравнению с металлом удельного веса всплы­вают и образуют шлак.

В настоящее время в промышленности в основном применяют кон­верторный и мартеновский методы получения стали; кроме того, сталь получают в электрических дуговых и индукционных печах..

7. Устройство и работа двухванных сталеплавильных аппаратов.

Мартеновская печь имеет следующие основные части: рабочее или плавильное пространство, головки с вертикальными ка­налами, шлаковики, регенеративные камеры с насадками, газодымо­вые боровы, воздушнодымовые боровы, переводные устройства, об­щий дымоходовой боров, фундамент и железобетонные устои под ра­бочее пространство. Каждая печь имеет дымовую трубу.

Нижнюю часть рабочего пространства называют подом. Печь имеет переднюю стену, в которой расположены завалочные окна, и заднюю стену, в которой находятся выпускные отверстия для стали. К торце­вым стенам печи примыкают головки, служащие для ввода в рабочее пространство топлива и воздуха и для отвода продуктов горения. Го­товки посредством вертикальных каналов соединяются соответственно с газовыми и воздушными шлаковиками, которые соединяются с реге­нераторными камерами, имеющими кирпичную кладку.

Внизу регенераторных камер находятся поднасадочные каналы, сое­диненные газодымовыми и воздуходымовыми боровами, по которым отводятся продукты горения, а газ и воздух поступают в поднасадочные каналы регенераторов. На газодымовых и воздуходымовых боровах установлены переводные устройства (клапаны), служащие для измене­ния направления газа, воздуха и продуктов горения.

Над рабочим пространством печи имеется свод. В современных мартеновских печах своды делают подвесного типа. Мартеновская ших­та через садочные окна загружается в рабочее пространство печи, а жидкий чугун заливается из ковшей. Необходимое для процесса теп­ло поступает от факела, образующегося от сжигаемого в рабочем про­странстве печи жидкого или газообразного топлива.

В печах, работающих на газовом топливе, газы движутся следую­щим образом. Газ и воздух поступают с правой стороны, а продукты горения из рабочего пространства уходят с левой стороны. Тогда че­рез правый газовый клапан поступает газ, который проходит в под насадочное пространство газового регенератора, а через правый воз­душный клапан в под насадочное пространство правого регенератора поступает воздух. Газ и воздух, поднимаясь вверх, обмывают насадку, нагреваются до температуры 1000—1200° С, а затем попадают в под насадочную часть регенератора. Отсюда они проходят через шлакови­ки поднимаются по вертикальным каналам к пролетам головок, через которые затем поступают в рабочее пространство печи. При выходе из головок нагретые до высокой температуры газ и воздух смешива­ются и в рабочем пространстве образуют факел, температура пламени которого составляет 1800—1900° С.

Продукты горения вместе с уносимой из рабочего пространства печи пылью образуют дымовые газы, которые уходят через головки. Меньшая часть газа направляется по газовому пути, а большая — по воздушному пути. По вертикальным каналам дымовые газы попадают в шлаковики, где частично осаждается уносимая газами пыль. Газы, пройдя шлаковики с температурой 1450—1500° С, поступают в регене­раторы. Проходя через регенеративную насадку, они отдают ей тепло и при температуре 500—600° С уходят из одна садочного пространст­ва в боров дымовой трубы. После того как температура насадки с пра­вой стороны понизится, а температура насадки с левой стороны повысится, происходит перекидка клапанов для изменения направления потока газа и воздуха. После этого опять нагревается насадка правых регенераторов и т. д.

мартеновских печей способствует снижению удельного расхода топли­ва, а также повышению производительности и стойкости печей. Полная автоматизация мартеновских печей предусматривает автоматическое регулирование горения топлива в рабочем пространстве, перекидки клапанов, регулирование дешёвых нагрузок, подачи воз­духа и воды.

По виду исходных материалов различают несколько способов плавки: