Parunāsim par koksa lomu domnas procesā. Apskatīsim tuvāk šīs metalurģijas ražošanas būtību.
Mūsdienās dzelzs un tērauds tiek ražoti, izmantojot domnas procesu, kurā krāsns ir svarīga sastāvdaļa.
Vienības specifika
Apsveriet ierīces funkcijas, tās mērķi. Domnas galvenie procesi ir saistīti ar koksa kausēšanu. Tas ir porains materiāls, ko saķepina no oglekļa masas, kas iegūta, kalcinējot ogles bez atmosfēras skābekļa klātbūtnes.
Domnas krāsns ir jaudīga un augstas veiktspējas iekārta, kurā tiek patērēts ievērojams daudzums domnas un lādiņa.
Izejmateriālu ielāde
Mūsdienu domnas krāsnī materiāliem ir jāpaliek tajā 4-6 stundas, gāzveida vielām - 3-12 sekundes. Ja gāzes ir pilnībā sadalītas pa šķērsgriezumukrāsnis, jūs varat rēķināties ar augstiem kušanas ātrumiem, notiek dzelzs ražošana. Domnas procesā tiek ņemta vērā gāzu kustība pa zonām, kurām ir zemāka uzlādes pretestība. Tāpēc, ievietojot to krāsnī, tiek veikta regulēšana, koksa un aglomerāta pārdale pa krāsns šķērsgriezumu, lai tie atšķirtos pēc gāzes caurlaidības. Pretējā gadījumā no krāsns ar ievērojamu temperatūru izies lielāks procentuālais gāzu daudzums, kas negatīvi ietekmēs siltumenerģijas izmantošanu, domnas process nebūs pilnībā efektīvs.
Tās vietās, kur ir augsta pretestība, gāzes maisījums nedaudz uzkarsēs, būs nepieciešams papildu siltums krāsns apakšējā daļā, kā rezultātā ievērojami palielināsies izejvielu patēriņš.
Kādas citas funkcijas ir svarīgi ņemt vērā, lejupielādējot? Domnas process čuguna ražošanai ir energoietilpīga ražošana. Tāpēc pie krāsns sienām tiek izmantots mazāk gāzes caurlaidīgs aglomerāta slānis, un centrā tiek palielināts koksa slānis, kā rezultātā gāzes plūsma tiek pārdalīta uz centru. Materiāli ir vienmērīgi izvietoti pa apkārtmēru.
Lādiņa tiek ielādēta atsevišķās porcijās - padevēs. Viena porcija sastāv no vairākiem skips, rūdas daļas (aglomerāta), koksa. Oriģinālo sastāvdaļu attiecību nosaka eksperti.
Domnas process nodrošina izejmateriālu vienlaicīgu padevi, kurā kokss un saķepināšanas atkritumi tiek savākti uz liela konusa un pēc tam ievietoti krāsnī.
Pakešu izplatīšanas pielāgošana
Koksa un aglomerāta sadalījumu virs virsotņu šķērsgriezuma kontrolē ar šādām metodēm:
- izejvielu secības maiņa uz lielā konusa;
- attiecas sadalītas un dalītas apkalpošanas;
- kustamas plāksnes ir uzstādītas netālu no augšas sienām.
Domnas process ietver noteiktu beztaras materiālu ieviešanas likumsakarību ievērošanu:
- no liela konusa krītošu izejmateriālu uzlikšana virsotnē ar paaugstinājumu - ķemme;
- Lādiņa virsotnē (krišanas punktā) sakrājas smalkas daļiņas, lieli gabali noripo līdz cekulas pēdai, tāpēc šajā zonā lādiņa gāzes caurlaidība ir lielāka;
- virsu ietekmē aizpildījuma līmenis augšpusē, kā arī attālums ar lielu konusu;
- lielais konuss pilnībā nenolaižas, tāpēc mazi koksa gabaliņi nokļūst perifērijā.
Galvenokārt krāsns centrs saņem materiālu no padeves skapjiem, kas bija pēdējie, kas tika ielādēti lielajā konusā. Ja maināt iekraušanas secību, varat panākt materiālu pārdali visā augšdaļas šķērsgriezumā.
Lai kontrolētu izlietotā lādiņa sadales procesu pa krāsns tilpumu, tiek izmantoti divi konusveida aparāti. Pēdējā laikā dažas domnas ir aprīkotas ar pārvietojamām plāksnēm pie augšdaļas sienām, kas ļauj mainīt slīpuma leņķi, pārvietot tās pa horizontālu plakni.
Lādiņa gabali, kas nokrīt uz plāksnēm, tiek atspoguļoti no tiem, kas ļauj novirzīt izejmateriālu uz noteiktām augšdaļas zonām.
Plīts iespējasbez konusa
Krāsnīs, kurām nav konusveida iekraušanas ierīces, izejmateriālu iekraušana tiek veikta caur divām slūžu piltuvēm, kas atveras pārmaiņus. Izejvielas tiem tiek piegādātas ar slīpiem lentes konveijeriem, uz kuriem ar skaidriem intervāliem atrodas kokss un aglomerāts. Viena porcija nonāk no lentes vienā bunkurā, pēc tam to izkrauj uz krāsns augšpusi pa rotējošu slīpu paplāti. Izkraušanas periodā tie veic aptuveni desmit pilnus apgriezienus ap fiksēto centrālo asi.
Ielādēšanas cikls
Ir pieņemts to saukt par atkārtotu uzlādes materiālu partiju skaitu. Maksimālo porciju nosaka uzlādes mehānisma bloķēšanas tvertnes tilpums. Porciju skaits vienā ciklā var būt no 5 līdz 14. Kā pilnībā iegūt domnas procesa produktus? Lai atbildētu uz šo jautājumu, sīkāk aplūkosim procesa būtību. Ar paaugstinātu oglekļa dioksīda saturu maisījumā zemā temperatūra veicina siltuma apmaiņas un ķīmisko procesu pilnīgumu domnā. Lai aparāts strādātu ekonomiski un intensīvi, oglekļa dioksīda kvantitatīvais saturs pa asi un krāsns perifērijā ir jāsamazina, bet viena vai divu metru augstumā no sienām - jāpalielina.
Temperatūras kontrole jaunajās krāsnīs tiek veikta, ieviešot zondes caur korpusa atverēm. Visiem procesiem obligāta ir uzpildes līmeņa kontrole augšpusē.
Starp jauninājumiem ir bezkontakta līmeņa mērīšanas metožu izmantošana, kuras pamatā ir mikroviļņu un infrasarkano sensoru rādījumi.
Temperatūras sadales funkcijas
Papildus siltumam, ko ievada uzkarsētā sprādzienā, kā galveno siltuma avotu gāzu sildīšanai un lādiņai, veicot rekuperāciju un kompensējot siltuma zudumus, zaudējumus iespējams kompensēt ar siltumu, kas izdalās kurināmā sadegšanas laikā pavarda augšējā daļā. Gāzveida produktiem virzoties uz augšu no pavarda, siltums nolaižas uz lādiņu aukstiem materiāliem, un notiek siltuma apmaiņa. Līdzīgs process izskaidro temperatūras kritumu no 1400 līdz 200 grādiem pie krāsns augšdaļas izejas.
Noņemiet lieko mitrumu
Apskatīsim galvenos fizikālos un ķīmiskos procesus domnā. Lādiņā, kas tiek iekrauts domnā, ir higroskopisks mitrums. Piemēram, koksa sastāvā tā saturs var būt līdz pieciem procentiem. Mitrums ātri iztvaiko augšpusē, tāpēc, lai to noņemtu, ir nepieciešams papildu siltums.
Hidrāta mitrums parādās, kad domnā tiek ielādēta brūnā dzelzsrūda un kaolīns. Lai atrisinātu problēmu mūsdienu dzelzs ražošanā, šīs rūdas praktiski neizmanto kā izejvielas.
Karbonātu sadalīšanās procesi
Ogļskābes sāļi var iekļūt domnā. Karsējot tie sadalās kalcija un oglekļa oksīdos, un procesu pavada pietiekama enerģijas daudzuma izdalīšanās.
Pēdējā laikā domnas krāsnīs gandrīz nav iekrauta rūda. Kāda ir plūsmu nozīme domnas procesā? Tie palielina tā efektivitātiļauj samazināt ražošanas izmaksas. Pateicoties kušanas aglomerāta izmantošanai, pilnīga kaļķakmens noņemšana no domnas lādiņa var ievērojami ietaupīt koksu. Kaļķakmens sadalīšanās procesu aglomerācijas laikā nodrošina zemas kvalitātes kurināmā sadegšana.
Dzelzs atgūšana
Dzelzs tiek ievadīts domnā oksīdu veidā. Procesa galvenais mērķis ir maksimāli palielināt dzelzs ekstrakciju no oksīdiem, reducējot. Procesa būtība ir skābekļa noņemšana, tam tiek izmantots ogleklis, oglekļa monoksīds, ūdeņradis. Reducēšanu ar oglekli sauc par tiešu procesu, un reakciju ar gāzveida vielām sauc par netiešo mijiedarbību. Kādas ir to atšķirīgās iezīmes? Tiešajā reakcijā tiek patērēts ogleklis, kā rezultātā tā daudzums ievērojami samazinās. Otrajam dzelzs reducēšanas veidam no oksīdiem ir nepieciešams pārmērīgs ūdeņraža daudzums.
Šajā procesā iegūst cietu dzelzi. Čuguna atgūšanas pakāpe ir 99,8%. Tādējādi tikai 0,2 -1% pārvēršas izdedžos.
Mangāna čuguna kausēšana
Atjaunotā čuguna kausēšanas procesā mangāns aglomerāta veidā nonāk domnā. Dažos daudzumos mangāna rūdas mangāna silikātu veidā veicina mangāna čuguna ražošanu.
Atgūšana no mangāna oksīdiem notiek pakāpeniski. Lai pabeigtu procesu, krāsnī jāiestata augsta temperatūra. Čuguna kausēšanas procesu pavadamangāna samazināšanās tikai attiecībā 55-65%. Šobrīd mangāna rūdu un mangāna trūkuma dēļ tehnoloģiskajā ķēdē ir izmantots neliels daudzums mangāna čuguna. Pārejot uz čuguniem ar zemu mangāna saturu, ir iespējams ietaupīt ne tikai pašu mangānu, bet arī koksu, jo samazināsies tā patēriņš tiešai metāla samazināšanai.
Secinājums
Domnas process ir viena no galvenajām dzelzs un tērauda kausēšanas metodēm. Atkarībā no tā, kādas sastāvdaļas tiek ievadītas sākotnējā maisījumā, pašlaik tiek iegūti dažādi gatavā produkta veidi. No iegūtā čuguna un tērauda pielietojuma jomām mēs izceļam: mašīnbūvi, ķīmisko rūpniecību, medicīnu, instrumentu izgatavošanu.
