10. Основные расчеты и расчетные методы
В ДОМЕННОМ ПРОИЗВОДСТВЕ
Основные технологические расчеты на ДП – расчет шихты; расчет материального и теплового балансов плавки; расчет основных технико-экономических показателей; расчет графика выпусков; потребности в ковшах для чугуна и шлака и некоторые другие.
Улучшение технико-экономических показателей работы доменных печей является одной из важнейших задач металлургического производства. Эта задача решается повышением производительности доменных печей путем улучшения их конструкций, способов подготовки шихты, интенсификации доменного процесса.
Улучшение подготовки шихтовых материалов - обогащение руд, применение при плавке офлюсованного агломерата и окатышей обеспечивает прирост выплавки чугуна и снижает расход кокса. Например, увеличение содержания железа в шихте на 1 % дает прирост выплавки чугуна до 3 % и снижает расход кокса на 1…1,5 %; применение агломерата повышает производительность печей на 10…15 % и т.д. (см. ниже).
Вместе с тем повышение производительности доменных печей достигается интенсификацией процесса плавки за счет следующего:
повышения давления газа на колошнике, что снижает скорость его движения в слое шихты в шахте доменной печи, улучшает условия восстановления железа, снижает расход кокса и уменьшает вынос пыли:
обогащения дутья кислородом, благодаря чему повышается интенсивность горения кокса, повышается температура в горне доменной печи, ускоряются процессы восстановления кремния и марганца, что особенно важно при выплавке доменных ферросплавов и литейных чугунов;
вдувания в горн природного газа и угольной пыли, что позволяет снизить расход кокса на 10 – 30%.
11. Продукты доменной плавки
В доменных печах получают два жидких продукта - чугун и шлак, а также доменный (колошниковый) газ.
Чугун - основной продукт доменной плавки. В доменных печах получают чугун различного химического состава в зависимости от его назначения.
Передельный чугун выплавляют для передела его в сталь в конвертерах или мартеновских печах. Он содержит 4,0…4,4 % С; до 0,6…0,8 % Si; до 0,25 … 1,0 % Мn; 0,15 … 0,3 % Р и 0,03 … 0,07 % S. Передельный чугун некоторых марок, предназначенный для передела в сталь в конвертерах, имеет пониженное содержание фосфора (до 0,07 %).
Литейный чугун используют для переплава его на машиностроительных заводах при производстве фасонных отливок. Он содержит повышенное количество кремния (до 2,75 … 3,25 %). Кроме чугуна, в доменной печи выплавляют ферросплавы.
Доменные ферросплавы - сплавы железа с кремнием, марганцем и другими металлами. Их применяют для раскисления и легирования стали. К ним относятся: доменный ферросилиций с 9…13 % Si и до 3 % Мn; доменный ферромарганец с 70… 75 % Мn и до 2 % Si; зеркальный чугун с 10 … 25 % Мn и до 2 % Si. В последние годы ферросплавы в ДП практически не выплавляют, т.к. это экономически не выгодно (слишком высокий расход кокса при невысокой производительности печи и ряд других проблем).
Более подробно свойства чугуна и его использование будут рассмотрены далее (см. раздел – Виды чугунов и их применение).
Побочные продукты.
Доменный шлак обычно гранулируют непосредственно у печи (установка припечной грануляции шлака) или вывозят в отвалы для дальнейшей переработки и использования. Шлак используют в дорожном строительстве (основание для дорог), на других объектах строительства. Из шлака также производят шлаковату, шлакоблоки, цемент.
Колошниковый газ после очистки от пыли используют как топливо для нагрева воздуха, вдуваемого в доменную печь, а также для производства электроэнергии для собственных нужд.