Шихтовые материалы для выплавки чугуна

В качестве шихтовых материалов могут быть использованы доменные чушковые чугуны, чугунный и стальной лом, возврат собственного производства, подготовленная стружка, низкопроцентные ферросплавы.

Для обработки расплава чугуна в ковше или капильнике применяют высокопроцентные ферросплавы, различного рода добавки, раскислители и т.д.

Флюсы

Флюсы применяют для образования шлака нужного состава и консистенции. Флюсы носят преимущественно основной характер, поскольку вследствие оплавления кислой футеровки и угара кремния в процессе плавки в шлак вводится много кислых окислов (SiO2).

Для повышения жидкоподвижности шлака применяют плавиковый шпат, обожженный доломит, основной мартеновский шлак, свежеобожженную известь, железную руду, апатитонефелиновую руду.

Для десульфурации расплава чугуна в капильнике или в ковше применяют кальцинированную соду.

 

Подготовка шихтовых материалов к плавке

Доменные чушковые чугуны должны быть раздолблены по пережимам с помощью чушколома. Чугунный лом и стальной лом с повышенным содержанием углерода разбивают с помощь копров. Стальной лом с низким содержанием углерода разделывают с помощью газовой резки. От степени разделки лома зависит производительность вагранки и температура чугуна на выпуске, поэтому крупный не разделанный лом в завалку не подается.

Размер кусков лома и других шихтовых материалов не должен превышать 1/3 внутреннего диаметра вагранки во избежание зависания шихты.

Установлена зависимость производительности вагранки и температур чугуна на выпуски от размера кусков кокса, после удаления всей коксовой мелочи производительность возрастает на 10 – 12 %. Оптимальные показатели обеспечиваются при использовании кокса одинаковой фракции, причем размеры кусков кокса связаны с внутренним диаметром вагранки. Рекомендуется иметь размер кусков кокса 1/10 или 1/12 внутренне диаметра вагранки.

 

 

Лекция 2. Зоны вагранки и процессы, протекающие в них.

Подготовка кокса – отсев коксовой мелочи (кусков размером до 40 мм.).

Возможно использование кусков кокса размером от 25 до 40 мм. в качестве рабочей коксовой калоши, чередуя через несколько завалок с крупным коксом.

Особое внимание следует обратить на кокс холостой калоши, желательно, чтобы куски кокса были от 120 до 150 мм. с целью снижения реакционной способности кокса и повышения теплоты его сгорания.

Подготовка известняка – это дробление на куски (20-50мм.) и отсев пыли

 

Особенности горения топлива и условия плавки в коксовых вагранках.

    При горении твердого топлива высота его слоя большая и весь кислород успевает прореагировать с топливом. Усвоение кислорода в зависимости от условий плавки, заканчивается на высоте от 200 до 300 мм от его ввода.

    Зона, в которой происходит реакция взаимодействия кислорода с топливом – это кислородная зона. В этой зоне протекает основная реакция горения топлива:

C + O­₂ = CO₂ + q₁ (34000 кДж/кг)

Еще протекает реакция частичного горения кислорода:

C + ½ O₂ = CO + q₂ (10300 кДж/кг)

Наряду с кислородной зоной существует редукционная зона и она имеет высоту от 300 до 600 мм. В редукционной зоне протекает реакция восстановления двуокиси углерода до окоси углерода:

CO₂ + C = 2CO – q₃ (13500 кДж/кг)

    Нижняя граница редукционной зоны одновременно и верхняя граница кислородной зоны. Верхняя граница редукционной зоны не постоянна и зависит от:

· Размера кусков шихты

· Температуры газовой фазы

· Расхода кокса

· Количества газовой фазы

Кроме того, будут происходить реакции:

Образовавшийся газ CO будет взаимодействовать с кислородом:

CO + ½ O₂ = CO₂ + q₄ (12700 кДж/кг)

Сера будет окисляться с образованием SO₂:

S + O₂ = SO₂ + q₅

    Вагранку по высоте можно разделить на 5 зон, сверху вниз:

· Шахта вагранки

· Зона плавления

· Редукционная зона

· Кислородная зона холостой калоши

· Горн вагранки