Производство черных металлов в металлургии

Учебное пособие

По дисциплине

Теория и технология окускования сырья и доменной плавки

для бакалавров, обучающихся по направлению

22.03.02 «Металлургия»

 

 

Новотроицк, 2015

Рецензенты:

 

Доцент кафедры Металлургия черных металлов МГТУ им. к.т.н.

Дружков В.Г.

 

Старший преподаватель кафедры Металлургических технологий и оборудования НФ НИТУ МИСиС, к.т.н. Шевченко Е.А.

 

 

Братковский Е.В., Заводяный А.В. Теория и технология окускования сырья и доменной плавки:

Учебное пособие. – Новотроицк: НФ НИТУ «МИСиС». 2015. – 98 с.

В учебно - методическом пособии подробно изложены основные современные методы подготовки руд и технология доменной плавки.

Пособие составлено в соответствии с требованиями ФГОС ВО подготовки бакалавров направления 22.03.02 «Металлургия».

Рекомендовано Методическим советом НФ НИТУ «МИСиС»

 

Новотроицкий филиал ФГАОУ ВПО

«Национальный

исследовательский технологический

университет «МИСиС», 2015

Введение. 4

Список сокращений. 5

1 Производство черных металлов в металлургии. 6

1.1 Общая характеристика технологии черных металлов. 6

1.2 Производство металлургического кокса. 8

1.3 Качество кокса. 10

2 Подготовка материалов к окускованию.. 12

2.1 Общая характеристика железных руд. 12

2.2 Дробление и измельчение руд. 14

2.3 Грохочение и классификация. 21

3 Обогащение железных руд. 24

3.1 Основные способы обогащения. 24

3.2 Обогащение магнитной сепарацией. 27

3.3 Обжиг шихтовых материалов. 28

1. С какой целью производится обогащение руд?. 30

4 Окускование железорудных материалов. 31

4.1 Процессы, протекающие при агломерации железорудных материалов. 31

Удаление серы и других примесей. 34

4.2 Технология агломерации железных руд. 37

4.3 Производство металлургических окатышей. 44

5 Технология доменной плавки. 50

5.1 Общая схема доменного процесса. 50

5.2 Газовый поток в доменной печи. 52

5.3 Влияние различных факторов на потери напора и распределение газов по сечению печи 54

5.4 Распределение материалов на колошнике при загрузке доменной печи. 56

5.5 Движение шихты в доменной печи. 58

5.6 Испарение влаги, разложение гидратов и возгонка летучих кокса. 60

5.7 Разложение углекислых соединений. 60

6 Восстановление оксидов металлов. 63

6.1 Физико-химические основы восстановительных процессов. 63

6.2 Восстановление оксидов железа СО.. 65

6.3 Восстановление оксидов железа водородом.. 70

6.4 Восстановление оксидов железа углеродом. Сравнение прямого и непрямого восстановления. 72

6.5 Механизм и кинетика восстановления оксидов железа газами. Влияние различных факторов на скорость восстановления. 73

6.6 Восстановление марганца, кремния, фосфора и других элементов. 75

6.7 Науглероживание железа и образование чугуна. 80

6.8 Десульфурация чугуна. 81

7 Процессы, протекающие в горне доменной печи. 85

7.1 Горение углерода и состав газов в горне. 85

7.2 Окисление составных частей чугуна и их повторное восстановление в горне. 88

8 Методы интенсификации доменного процесса. 92

8.1 Основные понятия и показатели интенсификации. 92

8.2 Нагрев дутья. 93

8.3 Увлажнение дутья. 95

8.4 Обогащение дутья кислородом.. 96

8.5 Вдувание в горн природного газа и других добавок. 98

8.6 Комбинированное дутье. 100

8.7 Повышенное давление газа. 101

9 Продукты доменной плавки. 102

9.1

10 Внедоменные методы получения железа. 103

10.1 Металлизация железорудного сырья. 103

10.2 Мидрекс процесс. 104

10.3 Ромелт процесс (Плавка в ПЖВ). 105

Список рекомендуемой литературы.. 109

 

 

Введение

 

В жизни человеческого общества доля черных металлов составляет около 95% от общего объема производства металлов, что обусловлено двумя обстоятельствами.

Во-первых, железо является одним из наиболее распространенных элементов в земной коре. Оксиды железа в природе встречаются в виде больших месторождений. Это позволяет строить крупные горнорудные предприятия, благодаря чему затраты на добычу руды оказываются невысокими.

Во-вторых, черные металлы удовлетворяют большинству требований, предъявляемых к конструкционным материалам в машиностроительной, строительной и других отраслях промышленности. Черная металлургия в значительной степени определяет уровень развития всех отраслей народного хозяйства.

Во всех промышленно развитых странах металлургия является важнейшей отраслью народного хозяйства. Более 90% конструкционных материалов для промышленного и жилищного строительства изготовления оборудования, судов, бытовой техники, транспортных коммуникаций, энергетических систем и т.д. изготавливается металлургическими предприятиями.

XXI век пока остается веком железа т.к. сталь используется на 2 порядка больше чем все другие материалы вместе взятые. В настоящее время годовое производство стали в мире составляет около 1,662 млрд. т.

Необходимо отметить, что производство чугуна в доменных печах остается основой черной металлургии и настоящее время основную долю чугуна получают в доменных печах.

Для нормальной работы современной доменного цеха необходима специальная энергоемкая подготовка железорудного сырья сырья и топлива (коксование). То есть работают ГОКи, обогатительные фабрики, производства окатышей и брикетов, кислородно компессорные цеха, грануляция шлака, газоочистка и др.

Список сокращений

 

А - агломерат;

ДП - доменная печь;

И - известняк;

К- кокс;

НВ - непрямое (косвенное) восстановление;

О – окатыши;

ПВ - прямое восстановление;

ШМ - шихтовые материалы.

ТЭП - технико - экономические показатели

 

Производство черных металлов в металлургии