Beszéljünk a koksz nagyolvasztó folyamatában betöltött szerepéről. Nézzük meg közelebbről ennek a kohászati gyártásnak a lényegét.
Ma a vas és az acél nagyolvasztó eljárással készül, amelyben a kemence fontos alkotóeleme.
Egységspecifikációk
Vegye figyelembe az eszköz jellemzőit, rendeltetését. A nagyolvasztó főbb folyamatai a koksz olvasztásához kapcsolódnak. Ez egy porózus anyag, amelyet szén égetésével, légköri oxigén jelenléte nélkül nyert szén tömegéből szintereznek.
A nagyolvasztó egy erős és nagy teljesítményű egység, ahol jelentős mennyiségű robbantást és töltést emészt fel.
Alapanyagok betöltése
A modern nagyolvasztóban az anyagoknak 4-6 órán át, a gáznemű anyagoknak 3-12 másodpercig kell benne maradniuk. Ha a gázok teljesen eloszlanak a keresztmetszetbenkemencék, nagy olvadási sebességgel lehet számolni, vasgyártás folyik. A nagyolvasztó eljárás során figyelembe kell venni a gázok mozgását azokon a zónákon keresztül, amelyeknek kisebb a töltésellenállása. Ezért a kemencébe való betöltéskor beállítást végeznek, a koksz és a szinter újraelosztását a kemence keresztmetszetében úgy, hogy azok gázáteresztő képességükben különbözzenek. Ellenkező esetben a gázok nagyobb százaléka jelentős hőmérsékleten hagyja el a kemencét, ami negatívan befolyásolja a hőenergia felhasználását, a nagyolvasztó folyamata nem lesz teljesen hatékony.
Azokon a területeken, ahol nagy az ellenállás, a gázkeverék enyhén felmelegszik, további hőre lesz szükség a kemence alsó részében, ennek eredményeként jelentősen megnő az alapanyag-fogyasztás.
Milyen egyéb funkciókat érdemes figyelembe venni a letöltéskor? A nyersvas előállítására szolgáló nagyolvasztó eljárás energiaigényes termelés. Ezért a kemence falai közelében egy kevésbé gázáteresztő agglomerátum réteget használnak, és a középpontban megnövelik a kokszréteget, aminek köszönhetően a gázáram újra eloszlik a központba. Az anyagok egyenletesen helyezkednek el a kerület körül.
A töltést külön adagokban töltik be – feedek. Egy adag több kihagyásból, ércrészből (agglomerátumból), kokszból áll. Az eredeti összetevők arányát szakértők határozzák meg.
A nagyolvasztó eljárás lehetővé teszi a nyersanyagok együttes betáplálását, amelynek során a kokszot és a szinteret gyűjtik egy nagy kúpon, majd betöltik a kemencébe.
Kötegelt elosztás beállítása
A koksz és az agglomerátum eloszlását a tetők keresztmetszetében a következő módszerekkel szabályozzuk:
- a nyersanyagok sorrendjének megváltoztatása a nagy kúpon;
- osztott és osztott kiszolgálás vonatkozik;
- mozgatható lemezek vannak felszerelve a felső falai mellé.
A nagyolvasztó eljárás során figyelembe kell venni bizonyos szabályszerűségeket az ömlesztett anyagok bevezetésénél:
- nagy kúpból lehulló nyersanyagok lerakása egy magasított tetejére - fésű;
- A töltet csúcsán (esési ponton) finomszemcsék halmozódnak fel, nagy darabok gördülnek le a tányér lábáig, ezért ebben a zónában nagyobb a töltet gázáteresztő képessége;
- a címerre hatással van a felső kitöltés szintje, valamint a távolság egy nagy kúppal;
- a nagy kúp nem ereszkedik le teljesen, ezért apró kokszdarabok kerülnek a perifériára.
Főleg a kemence közepe kapja be az anyagot a betápláló tartályokból, amelyek utoljára kerültek a nagy kúpba. Ha megváltoztatja a betöltési sorrendet, az anyagok újraelosztását érheti el a felső keresztmetszetében.
A felhasznált töltésnek a kemence térfogatában való eloszlásának szabályozására két kúpos berendezést használnak. A közelmúltban egyes nagyolvasztókemencék a tetejének falai közelében mozgatható lemezekkel vannak felszerelve, amelyek lehetővé teszik a dőlésszög megváltoztatását, vízszintes síkban történő mozgatását.
A tányérokra eső töltésdarabok visszaverődnek róluk, ami lehetővé teszi, hogy a nyersanyagot a felső bizonyos zónáiba irányítsa.
Tűzhely opcióknincs kúpos
A kúpos betöltő berendezéssel nem rendelkező kemencékben az alapanyagok betöltése két felváltva nyíló zsiliptölcséren keresztül történik. A nyersanyagokat ferde szalagos szállítószalagok szállítják hozzájuk, amelyeken világos időközönként koksz és szinter található. Az egyik adag a szalagról egy bunkerbe kerül, majd egy forgó ferde tálcán keresztül a kemence tetejére kerül. A kirakodási időszakban körülbelül tíz teljes fordulatot tesznek a rögzített központi tengely körül.
Betöltési ciklus
Szokásos töltésanyagok ismétlődő számú tételének nevezni. A maximális adagot a töltőszerkezet zárógaratának térfogata határozza meg. Az adagok száma egy ciklusban 5 és 14 között lehet. Hogyan lehet a nagyolvasztó eljárás termékeit teljes egészében megkapni? A kérdés megválaszolásához nézzük meg közelebbről a folyamat lényegét. A keverék megnövekedett szén-dioxid-tartalmával az alacsony hőmérséklet hozzájárul a hőcsere és a kémiai folyamatok teljességéhez a nagyolvasztóban. Annak érdekében, hogy a berendezés gazdaságosan és intenzíven működjön, a szén-dioxid mennyiségi mennyiségét a kemence tengelye mentén és a kemence kerületén csökkenteni kell, a falaktól egy-két méteres magasságban pedig növelni kell.
Az új sütők hőmérséklet-szabályozása a burkolaton lévő lyukakon keresztüli szondák bevezetésével történik. Minden folyamatnál kötelező a töltési szint ellenőrzése a tetején.
Az újítások között szerepel a mikrohullámú és infravörös érzékelők leolvasásán alapuló érintésmentes szintmérési módszerek alkalmazása.
Hőmérséklet-elosztási jellemzők
A fűtött fúvással bevezetett hőn túlmenően, mint a gázok és a töltet fűtésének fő hőforrása, a visszanyerés és a hőveszteség kompenzálása, lehetséges a veszteségek kompenzálása a felszabaduló hővel a tüzelőanyag égése során a kandalló felső részében. Ahogy a gáznemű termékek felfelé haladnak a kandallóból, a hő leszáll a töltet hideg anyagokra, és hőcsere történik. Hasonló folyamat magyarázza a hőmérséklet 1400-ról 200 fokra történő csökkenését a kemence tetejének kimeneténél.
Távolítsa el a felesleges nedvességet
Nézzük meg a főbb fizikai és kémiai folyamatokat a nagyolvasztó kemencében. A nagyolvasztóba betöltött töltetben higroszkópos nedvesség van. Például a koksz összetételében annak tartalma akár öt százalék is lehet. A nedvesség gyorsan elpárolog a tetején, ezért további hő szükséges az eltávolításához.
Hidrát nedvesség jelenik meg, amikor barna vasércet és kaolint töltenek be a kohóba. A modern vasgyártás problémájának megoldása érdekében ezeket az érceket gyakorlatilag nem használják nyersanyagként.
A karbonátok bomlási folyamatai
A szénsav sói bejuthatnak a nagyolvasztóba. Felmelegedésük során kalcium- és szén-oxidokká bomlanak, és a folyamat megfelelő mennyiségű energia felszabadulásával jár.
A közelmúltban szinte egyetlen ércet sem töltöttek be a kohókba. Mi a fluxusok szerepe a nagyolvasztó folyamatában? Növelik annak hatékonyságátlehetővé teszi a termelési költségek csökkentését. A folyasztós szinter alkalmazásának köszönhetően a nagyolvasztó töltetből a mészkő teljes eltávolítása jelentős kokszmegtakarítást érhet el. Az agglomeráció során a mészkő bomlási folyamatát az alacsony minőségű tüzelőanyag elégetése biztosítja.
Vasvisszanyerés
A vas oxidok formájában kerül a nagyolvasztóba. Az eljárás fő célja a vas oxidokból történő redukcióval történő maximalizálása. A folyamat lényege az oxigén eltávolítása, ehhez szenet, szén-monoxidot, hidrogént használnak. A szénnel való redukciót közvetlen folyamatnak, a gáznemű anyagokkal való reakciót pedig közvetett kölcsönhatásnak nevezzük. Mik a megkülönböztető jellemzőik? A közvetlen reakció során szén fogy, aminek következtében mennyisége jelentősen csökken. A vas oxidokból történő redukciójának második típusa többlet hidrogént igényel.
Az eljárás során szilárd vas keletkezik. Az öntöttvas visszanyerési foka 99,8%. Így csak 0,2-1% válik salakká.
Mangánöntvény olvasztása
Az utángyártott öntöttvas olvasztása során a mangán agglomerátum formájában kerül a nagyolvasztóba. Bizonyos mennyiségben a mangán-szilikátok formájában lévő mangánércek hozzájárulnak a mangánöntöttvas előállításához.
A mangán-oxidokból történő helyreállítás lépésekben történik. A folyamat befejezéséhez magas hőmérsékletet kell beállítani a kemencében. A nyersvas olvasztásának folyamatát kíséria mangán csökkenése csak 55-65%-os arányban. Jelenleg a mangánércek és a mangán szűkössége miatt a technológiai láncban kis mennyiségű mangános öntöttvas került felhasználásra. Alacsony mangántartalmú öntöttvasakra váltva nemcsak magát a mangánt, hanem a kokszot is megtakaríthatjuk, mivel a fém közvetlen redukciójára való felhasználása csökkenni fog.
Következtetés
A nagyolvasztó eljárás a vas- és acélkohászat egyik fő módszere. Attól függően, hogy milyen komponenseket visznek be a kezdeti keverékbe, jelenleg különféle típusú késztermékeket kapnak. A keletkező öntöttvas és acél felhasználási területei közül kiemeljük: gépészet, vegyipar, orvostudomány, műszergyártás.
