Схема технологического процесса доменного цеха ОАО «ММК»

 

Из исходных материалов доменной плавки, находящихся в бункерах бункерной эста­кады форми­руется шихта, которая для доменной плавки состоит из рудной сыпи, железоруд­ной шихты, металлодо­бавок.

Рудную сыпь составляют окатыши (Лебединские, ССГОК, Качканарские, Михайлов­ские), руда и агломерат.

Железорудная шихта представляет собой комбинацию шлака сварочного, корольков, руды мар­ганцевой.

В качестве металлодобавок используется чугунный лом со шлаковых отвалов.

Скиповыми подъемниками шихта доставляется в засыпной аппарат доменной печи и попадает в доменную печь.

Снизу столб материалов в доменной печи продувается воздухом, подаваемым с ПВЭС и предвари­тельно нагретым в воздухонагревателях. Дутье поступает из воздухонагревателей в кольцевой воздухо­провод доменной печи, а оттуда через фурмы подается в верхнюю часть горна.

Через фурмы в доменную печь вдуваются природный газ и технологический кислород.

Продуктами плавки являются жидкий чугун, жидкий шлак и колошниковый газ. Ос­новная масса жидкого чугуна направляется на ККЦ. Часть чугуна направляют для перера­ботки в мартеновских печах, остальная часть отливается в слитки (чушки).

Шлак, прошедший гранулировку, используется в строительстве.

Колошниковый газ содержит большое количество пыли, поэтому его необходимо очи­стить. Полу­чаемая в результате газоочистки колошниковая пыль содержит значительное ко­личество окислов же­леза, в основном направляется на аглофабрики и частично используется для формирования шихты.

Очищенный доменный газ используют внутризаводские потребители. Часть доменного газа, предвари­тельно обогащенная коксовым газом (коксодоменная смесь), используется на отопление воздухонагре­вателей.

Принципиальная схема технологического процесса доменного цеха представлена на рис. 2.

Доменный процесс представляет собой восстановительный процесс получения чугуна. Главными исходными материалами являются железная руда или ее заменители (агломерат обычный, агломерат офлюсованный, окатыши) и кокс.

Подготовка шихты имеет большое влияние на ход доменной плавки: малопрочные ма­териалы, попадая в доменную печь, истираются, забивают пустоты в шихте и вызывают не­равномерное распре­деление газов, поэтому получение пористого и достаточно прочного сы­рья приводит к более интенсив­ному процессу восстановления железа из руд. Применение агломерата и окатышей уменьшает образо­вание мелочи и приводит к повышению произво­дительности доменной печи.

Применение офлюсованного агломерата выводит из шихты сырой известняк, что улучшает тепло­вую работу печи. При получении офлюсованного агломерата сырой извест­няк обжигается на аглоленте, частично вступает во взаимодействие с составляющими желез­ной руды и в доменную печь попадает подготовленным, что снижает расход кокса.

Большое влияние на расход топлива оказывает содержание пустой породы в железной руде и ее заменителях. Известно, что чем больше пустой породы содержит железорудная часть шихты, тем больше выход шлака при прочих равных условиях, а чем больше получа­ется шлака, тем больше удель­ный расход топлива.

Кокс в шихте доменной плавки выполняет три функции:

– кокс - это тепловая база процесса. Как известно, восстановительные процессы эндо­термичны, то есть идут с затратами тепла извне.

– кокс представляет собой пористый материал, поэтому выполняет функцию разрыхли­теля. Но кокс должен быть достаточно прочным, чтобы столб материала не раздавливал его, поэтому не всякий кокс может применяться для крупных доменных печей. Для проверки прочности кокса его испытывают в барабане. Хороший кокс должен иметь барабанное число не менее 320 кг.

– углерод кокса является технологической составляющей чугуна. Чугун железоуглеро­дистый сплав с содержанием углерода более 2,14%.

По мере продвижения шихтовых материалов по шахте доменной печи железо восста­навливается из окислов поднимающимися навстречу газами. Восстановленное железо в виде губки (пористой массы) доходит до распара, где температура 1300 ⁰ С, поскольку темпера­тура плавления железа 1536 ⁰ С, железо не может плавиться на уровне распара. Но по мере дальнейшего подогрева поверхностные слои железа насыщаются углеродом. Науглерожива­ние частично происходит за счет контакта с коксом, но эта реак­ция имеет малое влияние на процесс науглероживания из-за малой поверхности контакта. Науглерожи­вание осуществля­ется главным образом за счет омывания поверхности газами, в частности, двуокисью угле­рода.

Углерод снижает температуру плавления, и поверхностные слои оплавляются и сте­кают в горн.

В горне за определенное время скапливаются чугун и шлак, которые периодически вы­пускаются из печи.

Скапливаясь в горне, чугун и шлак взаимодействуют между собой, при этом из чугуна в шлак уда­ляется сера, так как для этого в доменной печи имеются благоприятные условия.

Однако, для удаления серы необходима большая подвижность шлаков, достигаемая при высокой температуре, а для этого необходимы дополнительные затраты топлива.

Фосфор шихты в доменной печи восстанавливается из соединений и полностью пере­ходит в чу­гун. Фосфор из чугуна в условиях доменной плавки не удаляется (так как он тре­бует для удаления окислительной атмосферы). Поэтому если в шихте имеется фосфор, то по­лучается высокофосфористый чугун. Фосфористый чугун может поступать в передел в мар­теновские печи или основные конверторы, где фосфор хорошо удаляется из металла.

Снижение содержания серы в шихте или внедоменное обессеривание приводит к сни­жению рас­хода кокса.

Стадии получения продукции представлены на рис. 3

Поставщики сырья для доменного цеха и потребители чугуна представлены на рис. 4 и рис. 5.