1.8 Продукты доменной плавки.

Конечными продуктами доменной плавки являются чугун, шлак, колошниковый газ и колошниковая пыль. Чугун представляет собой многокомпонентный сплав железа с углеродом, марганцем, кремнием, фосфором и серой. В чугуне также содержится незначительные количества водорода, азота и кислорода. В легированном чугуне могут быть хром, никель, ванадий, вольфрам и титан, количество которых зависит от состава проплавляемых руд. В зависимости от назначения выплавляемые в доменных печах чугуны разделяют на три основных вида: передельный, идущий на передел в сталь; литейный, предназначенный для получения отливок из чугуна в машиностроении; доменные ферросплавы, используемые для раскисления стали в сталеплавильном производстве. Передельный чугун подразделяют на три вида:

1. Передельный коксовый (марки М1, М2, МЗ, Б1, Б2).

2. Передельный коксовый фосфористый (МФ1, МФ2, МФЗ).

3. Передельный коксовый высококачественный (ПВК1, ПВК2, ПВКЗ).

Литейный чугун после выпуска из доменной печи разливают в чушки и в холодном виде направляют на машиностроительные заводы, где для отливки деталей машин его вторично подвергают расплавлению в специальных печах-вагранках.

Литейный коксовый чугун выплавляют семи марок: ЛК1 ЛК7. Каждую марку подразделяют на три группы по содержанию марганца, пять классов по содержанию фосфора и на пять категорий по содержанию серы.

1.9 Технико-экономические показатели доменного процесса.

Технико-экономические расчеты показывают, что из всех методов прямого получения железа наиболее перспективным является восстановление в шахтных печах восстановительными газами, методами углекислотной и кислородной конверсии природного газа. Первый про­цесс реализован на Оскольском электрометаллургическом комбинате, где будет освоено производство качественных сталей, а по второму предусматривается строи­тельство промышленной установки на Орско-Халиловском металлургическом комбинате. На Белорецком металлургическом комбинате отрабатывается технология паровой конверсии.

Дальнейшие исследования в этой области будут направлены на усовершенствование технологии процессов прямого восстановления и соответствующего оборудова­ния в целях значительного снижения энергетических затрат, использования в перспективе некоксующихся бурых углей (например, Канско-Ачинского месторождения) в качестве восстановителя вместо природного газа, разра­ботки процессов жидкофазного прямого восстановления, в частности передела измельченной руды с одновремен­ным восстановлением и плавкой.

Практика показывает, что с увеличением объема печей улучшаются технико-экономические показатели их работы. Поэтому в СССР вводят в строй доменные печи объемом 5000 м3 и более, рассчитанные на выплавку 10 000—13 500 Т чугуна в сутки. Сооружение их улучшит технико-экономические показатели производства благо­даря уменьшению удельных капиталовложений и эксплуатационных затрат как следствия абсолютного роста производства и увеличения производительности труда. Первые в мире доменные печи объемом 2000 м3 и более были построены в СССР в 1960—1967 гг., в 1967— 1971 гг. — 2700—3000 ж3; в 1973—1976 гг. —3200 мъ и в 1974 г. — 5034 м3. Строится печь объемом 5580 ж3, в дальнейшем возможно строительство печей 3200— 4200—5580 м3 взамен устаревших и нерентабельных. Средний полезный объем печей СССР к 1990 г. предполагается довести до 1725 м3. Широкое применение найдет реконструкция доменных печей с увеличением их объема и совершенствованием оборудования и конструкций. Это даст значительное уве­личение производства (примерно на 25—30%) при существенно меньших капитальных затратах, чем при стро­ительстве новых печей.

Снижение расхода кокса и интенсификация работы доменных печей произойдет в основном за счет приме­нения высоконагретого дутья, обогащенного кислородом в сочетании с природным газом, а также улучшением ка­чества доменной шихты.

Производительность доменной печи определяется значением коэффициента использования полезного объема, подсчитываемого по формуле:

К = V / T

К — коэффициент использования полезного объема печи;

V — полезный объем доменной печи в кубических метрах;

Т — суточный выпуск чугуна в тоннах.

Из приведенной формулы следует, что чем меньше значение коэффициента K , тем больше суточная производительность печи.

Значение коэффициента К зависит от правильного хода печи, качества шихтовых материалов, слаженности работы всех механизмов печи, от внимательности и организованности обслуживающего печь коллектива доменщиков. Практика работы доменных печей в Советском Союзе показывает, что применение методов работы новаторов приводит к снижению коэффициента К до 0,7 и даже 0,65. Значение коэффициента К зависит и от сорта выплавляемого чугуна, так как производительность печи уменьшается при выпуске литейных и специальных чугунов. Производительность доменной печи зависит от сокращения простоев и от форсированного ведения плавки, что укорачивает время пребывания шихты в печах. Расход топлива зависит от сорта выплавляемого чугуна. Большое значение для снижения расхода топлива имеет повышение нагрева дутья. Проведенные опыты по обогащению воздуха, вдуваемого в доменную печь кислородом, показали, что при содержании кислорода от 25 до 32% производительность печи увеличивается в 1,5—2,0 раза при выплавке ферросилиция.

Выплавку всех доменных ферросплавов начиная с 1960 г. предусмотрено производить на дутье, обогащенном кислородом.