Räägime koksi rollist kõrgahjuprotsessis. Vaatame lähem alt selle metallurgiatööstuse olemust.
Tänapäeval valmistatakse rauda ja terast kõrgahjuprotsessi abil, milles ahi on oluline komponent.
Ühiku andmed
Mõelge seadme omadustele, selle otstarbele. Kõrgahju peamised protsessid on seotud koksi sulatamisega. See on poorne materjal, mis on paagutatud süsiniku massist, mis on saadud söe k altsineerimisel ilma õhuhapniku juuresolekuta.
Kõrgahi on võimas ja suure jõudlusega seade, kus kulub märkimisväärne kogus lõhkamist ja laengut.
Tooraine laadimine
Kaasaegne kõrgahi nõuab materjalide püsimist selles 4-6 tundi, gaasilised ained - 3-12 sekundit. Kui gaasid on ristlõikes täielikult jaotunudahjud, võite loota kõrgele sulamiskiirusele, raua tootmine on käimas. Kõrgahjuprotsess hõlmab gaaside liikumise arvessevõtmist madalama laengutakistusega tsoonides. Seetõttu toimub selle ahju laadimisel reguleerimine, koksi ja paagutamise ümberjaotamine ahju ristlõikes nii, et need erinevad gaasi läbilaskvuse poolest. Vastasel juhul lahkub ahjust suurem protsent gaase märkimisväärse temperatuuriga, mis mõjutab negatiivselt soojusenergia kasutamist, kõrgahjuprotsess ei ole täielikult efektiivne.
Suure takistusega piirkondades läbib gaasisegu kergelt kuumutatuna, ahju alumises osas on vaja lisasoojust, mille tulemusena suureneb tooraine tarbimine oluliselt.
Milliseid muid funktsioone on allalaadimisel oluline arvestada? Malmi tootmise kõrgahjuprotsess on energiamahukas tootmine. Sellepärast kasutatakse ahju seinte lähedal vähem gaasi läbilaskvat aglomeraadi kihti ja keskele suurendatakse koksikihti, mille tõttu gaasivool jaotub ümber keskmesse. Materjalid on ümbermõõdu ümber ühtlaselt paigutatud.
Laeng laetakse eraldi portsjonitena – toidab. Üks portsjon koosneb mitmest skipsist, maagiosast (aglomeraadist), koksist. Algkoostisosade vahekorra määravad eksperdid.
Kõrgahjuprotsess võimaldab toormaterjalide koossöötmist, mille käigus koks ja paagutamisjäägid kogutakse suurele koonusele ja laaditakse seejärel ahju.
Partii jaotuse reguleerimine
Koksi ja aglomeraadi jaotumist ülaosa ristlõikes kontrollitakse järgmiste meetoditega:
- toorainete järjekorra muutmine suurel koonusel;
- kehtivad jagatud ja jagatud serveeringud;
- liigutatavad plaadid on paigaldatud ülaosa seinte lähedusse.
Kõrgahjuprotsess hõlmab puistematerjalide sisseviimisel teatud seaduspärasuste arvessevõtmist:
- suurest koonusest langevate toormaterjalide ladumine kõrgendusega tipule - kamm;
- Laengu harjal (kukkumiskohas) kogunevad peened, suured tükid veerevad alla harja jalamile, seetõttu on selles tsoonis laengu gaasiläbilaskvus suurem;
- harja mõjutab ülaosas tagasitäite tase, samuti kaugus suure koonusega;
- suur koonus ei lasku täielikult alla, nii et väikesed koksitükid satuvad perifeeriasse.
Peamiselt ahju keskosa saab materjali etteandekapslitest, mis lasti viimasena suurde koonusesse. Kui muudate laadimisjärjekorda, võite saavutada materjalide ümberjaotumise ülaosa ristlõikes.
Kasutatud laengu jaotumise protsessi juhtimiseks ahju ruumalale kasutatakse kahte koonusseadet. Viimasel ajal on mõned kõrgahjud varustatud ülaosa seinte lähedal liikuvate plaatidega, mis võimaldavad teil muuta kaldenurka ja liigutada neid mööda horisonta altasapinda.
Plaadile langevad laengutükid peegelduvad neilt, mis võimaldab suunata toormaterjali ülaosa teatud tsoonidesse.
Pliiti valikudkitsenemata
Ahjudes, millel puudub koonuslaadimisseade, toimub tooraine laadimine läbi kahe vaheldumisi avaneva lüüsi punkri. Tooraine tarnitakse neile kaldkonveierite abil, millel selgete vahedega koks ja paagutamine asetsevad. Üks portsjon tuleb lindilt ühte punkrisse, seejärel laaditakse see mööda pöörlevat kaldplaati ahju ülaossa. Mahalaadimise ajal teevad nad umbes kümme täispööret ümber fikseeritud kesktelje.
Laadimistsükkel
Seda on tavaks nimetada korduvaks laadimismaterjalide partiide arvuks. Maksimaalse portsjoni määrab laadimismehhanismi lukustuspunkri maht. Portsjonite arv ühes tsüklis võib olla 5 kuni 14. Kuidas saada kõrgahjuprotsessi saadusi täismahus? Sellele küsimusele vastamiseks vaatleme lähem alt protsessi olemust. Suurenenud süsinikdioksiidi sisaldusega segus aitab madal temperatuur kaasa kõrgahju soojusvahetuse ja keemiliste protsesside täielikkusele. Selleks, et aparaat töötaks säästlikult ja intensiivselt, tuleks süsinikdioksiidi kvantitatiivset sisaldust piki ahju telge ja perifeeriat vähendada ning ühe või kahe meetri kõrgusel seintest suurendada.
Uute ahjude temperatuuri reguleerimine toimub korpuses olevate avade kaudu sondide sisestamisega. Kõigi protsesside puhul on täitetaseme juhtimine ülaosas kohustuslik.
Uuenduste hulgas on ka kontaktivaba taseme mõõtmise meetodite kasutamine, mis põhinevad mikrolaine- ja infrapunaandurite näidutel.
Temperatuurijaotuse funktsioonid
Lisaks kuumtöötlemisel sisestatavale soojusele, mis on peamine soojusallikas gaaside ja laengu soojendamiseks, taaskasutamiseks ja soojuskadude kompenseerimiseks, on võimalik kadusid kompenseerida eralduva soojusega kütuse põlemisel kolde ülemises osas. Kui gaasilised tooted liiguvad koldest ülespoole, langeb soojus laetavatele külmadele materjalidele ja toimub soojusvahetus. Sarnane protsess seletab temperatuuri langust 1400 kraadilt 200 kraadile ahju ülaosa väljalaskeava juures.
Eemalda liigne niiskus
Vaatleme kõrgahju peamisi füüsikalisi ja keemilisi protsesse. Laengus, mis laaditakse kõrgahju, on hügroskoopne niiskus. Näiteks koksi koostises võib selle sisaldus olla kuni viis protsenti. Niiskus aurustub pe alt kiiresti, nii et selle eemaldamiseks on vaja täiendavat soojust.
Hüdraatniiskus ilmub pruuni rauamaagi ja kaoliini laadimisel kõrgahju. Kaasaegse rauatootmise probleemi lahendamiseks neid maake toorainena praktiliselt ei kasutata.
Karbonaatide lagunemisprotsessid
Süsihappe soolad võivad sattuda kõrgahju. Kuumutamisel lagunevad need k altsium- ja süsinikoksiidideks ning protsessiga kaasneb piisava hulga energia vabanemine.
Viimasel ajal ei ole kõrgahjudesse peaaegu ühtegi maaki laaditud. Milline on räbustite roll kõrgahjuprotsessis? Nad suurendavad selle tõhusustvõimaldab vähendada tootmiskulusid. Tänu räbustipaagutamise kasutamisele võib lubjakivi täielik eemaldamine kõrgahjulaengust saavutada märkimisväärse koksi kokkuhoiu. Lubjakivi lagunemise protsess aglomeratsiooni käigus toimub madala kvaliteediga kütuse põletamisel.
Raua taastumine
Raud viiakse kõrgahju oksiidide kujul. Protsessi põhieesmärk on maksimeerida raua eraldamist oksiididest redutseerimise teel. Protsessi olemus on hapniku eemaldamine, selleks kasutatakse süsinikku, süsinikmonooksiidi, vesinikku. Redutseerimist süsinikuga nimetatakse otseseks protsessiks ja reaktsiooni gaasiliste ainetega kaudseks interaktsiooniks. Millised on nende eristavad tunnused? Otseses reaktsioonis kulub süsinik, mille tulemusena väheneb selle kogus oluliselt. Teist tüüpi raua redutseerimiseks oksiididest on vaja liigset vesinikku.
Protsessi käigus saadakse tahket rauda. Malmi taastumisaste on 99,8%. Seega muutub räbuks vaid 0,2–1%.
Mangaanmalmi sulatamine
Ümbertöödeldud malmi sulatamise käigus siseneb mangaan aglomeraadi kujul kõrgahju. Mõnes koguses aitavad mangaanimaagid mangaani silikaatide kujul kaasa mangaanimalmi tootmisele.
Mangaanoksiididest taastumine toimub etapiviisiliselt. Protsessi lõpuleviimiseks tuleb ahjus seada kõrged temperatuurid. Malmi sulatamise protsessiga kaasnebmangaani vähendamine ainult vahekorras 55-65%. Praegusel ajal on mangaanimaakide ja mangaani nappuse tõttu tehnoloogilises ahelas kasutatud vähesel määral mangaanimalmi. Madala mangaanisisaldusega malmile üleminekul on võimalik säästa mitte ainult mangaani ennast, vaid ka koksi, kuna selle tarbimine metalli otseseks redutseerimiseks väheneb.
Järeldus
Kõrgahjuprotsess on üks peamisi raua ja terase sulatamise meetodeid. Sõltuv alt sellest, milliseid komponente algsegusse lisatakse, saadakse praegu erinevat tüüpi valmistoodet. Saadud malmi ja terase kasutusaladest toome välja: masinaehitus, keemiatööstus, meditsiin, instrumentide valmistamine.
