Подготовка руды к плавке

Подготовка руды дает возможность использовать более бедные руды и повышать эффективность доменного процесса.

Дробление рудыобеспечивает нужную степень измельчение руды до размеров от 10 до 80 мм, которые успевают за время ее нахождения в печи прогреться и, неплотно прилегая друг к другу, оставлять проходы для газов.

Обогащение руды – это предварительная обработка руды, не изменяющая химического состава основных минералов, предназначено для использования более бедных руд. Основной способ – это магнитная сепарация , отделение пустой породы в магнитном поле.

Среди других методов обогащения наиболее распространен гравитационный: отсадка и разделение в тяжелых суспензиях, в которых рудный минерал тонет, а частицы пустой породы всплывают.

Для удаления рыхлой песчаной и глинистой пустой породы применяют наиболее простой и дешевый способ – промывку водой.

Окускование – процесс соединения железорудного сырья перед плавкой методами агломерациии и окатывания.

Агломерацию (спекание) проводят на больших ленточных машинах непрерывного действия. Исходным материалом для процесса служат мелкая руда и отходы доменного производства (колошниковая пыль). Эти материалы смешивают с небольшим количеством мелкого кокса увлажняют и поджигают, в результате горения при температуре 1300 – 1500 ⁰С происходит спекание шихты в пористый продукт – агломерат.

Окатывание – производство окатышей. Для этого мелкую руду, известняк (флюс), перемешивают с глиной и увлажняют. Сырые окатыши диаметром 20 – 30 мм получают во вращающихся барабанах, которые после сушки и обжига при температуре 1200 ⁰С, становятся достаточно прочными и пористыми.

Выплавка чугуна

Для получения чугуна из железных руд применяется автоматизированный процесс в доменных печах (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Схема доменной печи шахтного типа:

1 – засыпной аппарат; 2 – газоотводы; 3 – огнеупорный материал;

4 – фурмы; 5 – шлаковая летка; 6 – чугунная летка.

Доменная печь – это сооружение высотой 35м и массой в несколько тысяч тонн. Полезный объем современных доменных печей достигает до 5000 м³, производительность при этом достигает 11000 тонн чугуна в сутки. Доменная печь работает непрерывно в течение 5 – 10 лет по принципу противотока. Внутреннюю часть рабочего пространства печи называют профилем доменной печи (рис. 3.2.).

Рис. 3.2. Профиль доменной печи:

1 – колошник; 2 – шахта; 3 – распор; 4 – заплечики; 5 – горн.

Доменный процесс плавки чугуна заключается в раздельной загрузке в верхнюю часть печи (колошник) железной руды, флюса и кокса, располагающегося в печи слоями. Шихта нагревается за счет тепла горения кокса в горячем воздухе, вдуваемом в горн, через фурму и постепенно опускается навстречу поднимающимся горячим газам. В результате физико-химического взаимодействия компонентов шихты и газов в нижней части печи, называемой горном, образуются два жидких несмешивающихся слоя: чугун и шлак над чугуном.

Выпуск шлака производится через каждые 40 – 50 мин, а чугун примерно через 2 часа через летки, которые вскрывают электробуром и разливают в ковши емкостью до 60 т. Затем летку забивают огнеупорной глиной.