Причины движения материалов

Доменный процесс характеризуется плавным и непрерывным движением шихты. Загрузка шихтовых материалов осуществляется периодически. Каждые 10 мин срабатывает большой конус засыпного устройства загрузочного аппарата и шихтовые материалы подаются в печь. Выпуск продуктов плавки это тоже периодический процесс. По мере накопления продуктов плавки, приблизительно 1 раз в час, чугун и шлак выпускаются из печи через чугунную летку. (Проем огнеупорной кладки, забитый огнеупорной массой; бурильная машина для вскрытия чугунной летки; рассверливает отверстие диаметром 30-40 мм).

Шлак отделяют от чугуна в главном желобе. Перевал и разделительная плита играют роль гидравлического затвора. Чугун, имеющий высокую плотность, проходит в зазор под разделительной плитой, а более легкий шлак отводится в боковой желоб.

Чем это обеспечивается плавное и непрерывное движение шихты?

Рассматривая процесс горения топлива, мы отмечали, что при сжигании углерода кокса высвобождается пространство, в которое опускаются вышележащие слои шихтовых материалов. Процесс горения – непрерывный процесс, приводящий к уменьшению объема материалов, является первым по значимости фактором, обеспечивающим плавное и непрерывное движение шихтовых материалов.

Какие еще процессы приводят к уменьшению объема материалов?

Плавление ЖРМ. При плавлении ЖРЧ шихты образуются чугун и шлак, Плотность продуктов плавки выше, чем насыпная масса ЖРМ. Следовательно, при плавлении происходит уменьшение объема материала. Процесс плавления также непрерывный процесс – является вторым по значимости процессом, обеспечивающим плавный, непрерывный характер движения материалов.

Другие непрерывные процессы, связанные с уменьшением объема материалов - это восстановление железа, разложение гидратов, карбонатов, испарение влаги.

Количественно оценим влияние основных факторов на процесс движения материалов.

Расход кокса на получение тонны чугуна составляет 0,45 т/т.

Насыпная масса кокса - 0,45 т/м³.

Объем кокса на 1 т чугуна - 1м³.

Для получения 1 т чугуна необходимо 1,7 т ЖРМ.

Насыпная масса ЖРМ -1,7 т/м³.

Объем ЖРМ - 1м³.

Таким образом, для получения 1 т чугуна необходимо 2м³ шихты.

Один из материалов - кокс, практически полностью сгорая, превращается из твердого вещества в газ. При этом объем материалов уменьшается на 1 м³ или в 2 раза.

Объем плавильных материалов составит 50%.

Плотность чугуна − 7 т/м³.

Плотность шлака − 2,6 т/м³, выход шлака 0,4 кг/т чугуна.

Объем, занимаемый продуктами плавки − 1/7+0,4∙1/2,6 = 0,3.

За счет плавления объем материалов уменьшается в 3 раза и составит 0,3 м³.

Следовательно, в результате горения топлива и плавления ЖРМ Общее изменение объема 1,7м³/т.