Доменне виробництво: технологічні процеси виробництва

  Управління роботою  (ходом) доменної печі полягає  в регулюванні (відповідно до  якості сирих матеріалів і  вигляду чавуну, що виплавляється)  складу шихти, кількості, температури  і вологості дуття, а також  величини подачі або послідовності  завантаження окремих компонентів шихти і рівня засипу. Хід доменної печі контролюється вимірювальними приладами, реєструючими основні параметри завантаження, дуття колошникового газу, температуру кладки печі на різних горизонтах.

  Набули поширення  плавка з вдуванням додаткових  видів палива, збагаченням дуття  киснем і робота з підвищеним  тиском колошникових газів. При  підвищенні тиску на колошнику  зменшується перепад тиску між  низом і верхи доменній печі; це обумовлює рівніший схід  шихти, покращує відновну роботу  газів, зменшує винесення пилу.

  Доменне виробництво  характеризується високою мірою автоматизації. На сучасній доменній печі автоматично здійснюються всі операції шихтоподачі: набір компонентів шихти з відсівом дрібниці, зважування, транспортування на колошник і завантаження в піч за заданою програмою. Автоматично підтримуються оптимальний рівень засипу і розподіл шихтових матеріалів на колошнику, тиск колошникового газу, витрата води на охолоджування, температура і вологість дуття, а також вміст в нім кисню і витрата природного газу. Автоматизовано перемикання повітронагрівачів і управління режимом їх нагріву. Автоматичні аналізатори забезпечують безперервну реєстрацію складу колошникового газу і дуття. Упроваджуються системи автоматичного регулювання подачі дуття і природного газу як по загальній витраті, так і по окремих фурмам.

  Нові доменні печі  оснащуються системами централізованого  контролю і управління, які забезпечують  усереднювання показників приладів  і підрахунок комплексних показників  роботи печі. Ведуться роботи  по комплексній автоматизації  Д. п., у тому числі управління  тепловим режимом доменної печі  за допомогою ЕОМ(електронна обчислювальна  машина).

Показники роботи доменної печі залежать головним чином від  якості сирих матеріалів і міри підготовки їх до плавки. Основні показники: добова продуктивність доменної печі в т  і витрата коксу на 1 т чавуну.

  Вдосконалення доменного виробництва направлено на поліпшення підготовки сирих матеріалів до плавки, збільшення потужності (об'єму) доменних печей, впровадження прогресивної технології, автоматичного управління ходом доменної печі.

Рух матеріалів і газів  у доменній печі

В доменній печі завантажені  шихтові матеріали в результаті протікання фізичних і фізико-хімічних процесів поступово перетворюються на чавун, шлак і доменний газ. Задача доменного процесу полягає в  повному відновленні заліза, що забезпечується безперервним зустрічним рухом шихти  (вниз) і газів (угору) і взаємодією шихтових матеріалів і висхідного потоку газів, що утворюються при горінні коксу в горні. Тривалість перебування матеріалів у доменній печі становить 6-8 годин. Гази, які утворились при згоранні коксу у фурм доменної печі рухаються вгору з великою швидкістю назустріч твердим матеріалам по всьому перетину печі, причому тривалість перебування газу в доменній печі становить 2-5 секунд. За цей час газ нагріває шихтові матеріали і відновлює оксиди металів. Високі показники плавки можуть бути досягнуті тільки при певному розподілі газового потоку по перетину печі. При цьому велике значення має газопроникність стовпа матеріалів, їх розподіл при русі в доменній печі. Для того, щоб забезпечити необхідний розподіл шихти на колошнику, при якому досягається оптимальний газовий потік по перетину печі, вживають різних заходів. Опускання шихти в доменній печі відбувається завдяки тому, що згоряє кокс, відбувається ущільнення матеріалів і утворення рідких продуктів, які займають менший об'єм. Оскільки основна кількість коксу згоряє у фурменній області на відстані 1,5-1,8 м від стінок печі, то і швидкість опускання шихти біля стінок печі вища, ніж по осі. Швидкість опускання матеріалів біля стінок печі становить 90-140, а в центрі печі 70-120 мм/хв.

Висновок

Таким чином старі печі поряд з ручним керуванням обладнані  системою автоматизованого управління роботою завантажувальних пристроїв  за заданим режимом і рядом  локальних систем автоматичного  регулювання та стабілізації окремих  параметрів процесу. Зазвичай це стабілізація тиску під колошником, керування  роботою повітронагрівачів, стабілізація параметрів комбінованого дуття (витрата  дуття, його температура, вміст кисню в дуття, співвідношення витрат природного газу та повітря з урахуванням концентрації кисню в дуття, розподіл природного газу по фурмам).

Сучасні доменні печі обладнають автоматизованими системами управління, що забезпечують величину рівня автоматизації  управління доменним процесом до 70 і  в окремих випадках до 90%. Такі АСУ  ТП виконують у вигляді ієрархічної  системи, що включає кілька (три-чотири) рівнів автоматизації.

Робота доменної печі регламентується  теологічним режимом, основними складовими якого є: дутьєвий режим, режим завантаження, шлаковий режим і тепловий режим, причому ці параметри тісно взаємно пов'язані. Технологічний режим, що виробляється на підставі узагальнення багаторічного досвіду роботи печей, залежить від умов плавки конкретного цеху і окремої доменної печі.

Література

1. Рамм А. Н. Современный доменный процесс.;М., Металлургия, 1980, 303 с.
2. Вегман Е. Ф. Доменное производство. Справочник. Т.1. М., Металлургия, 1989, 496с.
3. Збірка праць по теорії доменної плавки, сост. М. А. Павлов, т. 1, М., 1957; Леонідов Н. До.,
4. Удосконалення конструкцій доменних печей, М., 1961; Доменний процес по новітніх дослідженнях. [Сб. ст.]. До 100-ліття з дня народження акад.(академік) М. А. Павлова, М., 1963;
5. Доменне виробництво. Довідник, під ред. І. П. Бардіна, т. 1—2, М., 1963;
6. Готліб А. Д., Доменний процес, 2 видавництва, М., 1966.
7. Смирнов В. О., Білецький В. С. Фізичні та хімічні основи виробництва. — Донецьк: Східний видавничий дім, 2005.