Домналық процесс
жүктеу/скачать 0.55 Mb.
|
|
1.3 Домналық процесс Домна пешінің құрылысы Домна пеші шикіқұрам мен урлеуді өте көп мөлшерде қорытатын қуатты және өнімділігі үлкен агрегат. Қазіргі заманғы домна пешінің тәулігіне 23000 т шикіқұрам, 18000 т үрлеу, 1700 т табиғи газ қорытып, 12000 т шойын, 4000 т қож және 27000 т колошник газын беру мүмкіндігі бар. Домна пеші шахталық пеш түріне жатады. Пештің құрылысы 1-ші суретте келтірілген. Пешке үстінен шикіқұрам материалдары тиеледі: агломерат (шекемтас), кен, кокс. Пеште жүретін процестердің нәтижесінде шикіқұрам баяу төмен қарай түседі. Шикіқұрам пеште 4-6 сағат болады. 1- фундамент; 2 – колошник; 3 – шойын ағызатын ағынөзек; 4 – шойын науалар; 5 – фурма қондырғылары; 6 – ауа құбыры; 7 – маратор сақинасы; 8 – шеген; 9 – болат қаптама; 10 – колошник; 11-үлкен конус; 12 – кіші конус; 13- тиеу қондырғысының айналмалы механизмы; 14 – қабылдау құйғысы; 15,19 – газ шығару құбырлары; 16 – скип; 17 – құйғы; 18 –скиптік көтергіштің құйғаш көпірі; 20-құйғы (табақ); 21 – шойын ағызатын ағынөзек; 22 – жұмысшы алаңы. 1-ші сурет Домна пешінің құрылысы. Пештің төменгі жағынан көріктің жоғарғы деңгейінен фурмалар арқылы қыздырылған ауа үрленеді. Үрлеудегі оттегінің әсерінен кокс жылу бөле жанады. Түзілген газ түріндегі ыстық жану өнімдері шикіқұрамның бойымен жоғары көтеріліп, оны қыздырады. Газдар пеште 3-12 сек. уақыт болады. Шикіқұрам пештің ішінде төмен қарай қыздырыла жылжығанда темір оксидтері тотықсызданады. Тотықсызданған темір көміртектенеді, балқиды да тамшылары көрікке ағып, шойын түзіледі. Шикіқұрамның тотықсызданбаған оксидтері шахтаның төменгі жағында және кеңбөлікте балқып, қож түзеді, ол да көрікке ағып жиналады. Көрікте жиналған температурасы 1450-15000С қож бен шойын әлсін-әлсін шойын және қож ағынөзектері арқылы пештен ағызып отырылады. Пеш фундаментке 1 орнатылады, сырты болат қаптамамен 9 қапталған. Қаптаманың іші суытқыштар орнатылған отқа төзімді кірпіштермен шегенделген 8. Пештің төменгі жағында шойын ағызып алатын 3 және қож ағызып алатын 21 ағынөзектер орналасқан. Пештің айналасында шеңберлң ауа құбыры 6 жүргізілген, оған қыздырылған үрлеу беріледі. Пеш колошнигінің 10 жоғары жағында колошник қондырғысы орналасқан, оған пештен домна газын шығаруға арналған газ құбырлары 15,19 кіреді. Пештен ағынөзектермен 3 шығарылған балқыған шойын шойын науаларға 4 түсіп, олар арқылы шойын тасымалдайтын ожауға ағызылады.Ал ағынөзектен 21 шығарылған қож қож науасы арқылы қож тасымалдаушы ожауға түседі немесе қожды грануляциялайтын қондырғыға беріледі. 1.3.2 Шикіқұрам материалдарының таралуы Домна пеші үздіксіз жұмыс істейтін агрегат болғанымен шикіқұрам периодты түрде тиеледі. Шикіқұрам колошник қондырғысы арқылы тиеледі. Қазіргі кезде домна пештерінің көпшілігі екі конусты тиеу аппараттарымен жабдықталған. Екі конусты тиеу аппаратының құрылыс сұлбасы 2-ші суретте келтірілген. Колошник қондырғысына шикіқұрам скипті көтергіштер арқылы беріледі. Оның арбашалары (7) еңкіш көпірдің (9) рельстері (8) бойымен жылжиды. Бір скипті арбашаның сиымдылығы 30-150 тонна. Үстіңгі шеткі деңгейде скип аударылып, шикіқұрам кіші конустың (4) қабылдағыш воронкасына (10) түседі. Осыдан кейін кіші конус төмен түсіп, шикіқұрам үлкен конустың (1) үстіне түседі. Шикіқұрам үлкен конустың үстіне түскен кезде кіші конус көтеріледі. Осы ретпен үлкен конусқа 2-6 скип тиеледі. Осыдан кейін кіші конустың көтеріліп тұрған жағдайында үлкен конус төмен түсіп, шикіқұрам пешке тиеледі.осыдан кейін үлкен конус көтеріліп, конус аралық кеңістік жабылады. Үлкен конусқа шикіқұрам тиеу қайталанып отырады. Кіші конус төмен түсердің алдында құйғысымен (10) бірге 60о-қа бұрылады. Үлкен конусқа шикіқұрамның келесі үлесін тиегенде кіші конус әр төмен түсердің алдында 120о-қа бұрылады. Бұл үлесті пешке тиегеннен кейін үлкен конусқа келесі үлесті тиегенде кіші конус әр төмен түсердің алдында 180о-қа бұрылады, ары қарай осы ретпен. 1- үлкен конус; 2 – құйғы (табақ); 3 – қарнақтар; 4 - кіші конус; 5 – құбырлы қарнақтар; 6 – қабылдау құйғысы; 7 – скип; 8 – еңкіш скип көпірінің рельстері; 9 – еңкіш скип көпірі; 10 – құйғы 2 сурет - Екі конусты тиеу аппаратының құрылыс сұлбасы. Осылай бұрылу нәтижесінде шикуқұрам бір жерге ғана емес, колошник айналасында біркелкілеу таралады. Шикіқұрам материалдарын агломерат пен коксты пешке беру бірлестірген, жекелей немесе жартылай болуы мүмкін. Бірлестіре бергенде агломерат пен кокс үлкен конуста бірге жиналып, үлкен конусты бір түсіргенде пешке тиейді. Жекелей тиегенде агломерат пен коксты жеке-жеке тиейді, ал жартылай тиеу кезінде екі рет тиейді, бірақ әр тиеу кезінде агломерат та кокста болады. Шикіқұрамды тиеу кезінде материалдардың ірілігі ескеріледі және пештегі газ ағынына шахта бойында кедергі бірдей болуын қадағалайды, ол үшін тиеудің әртүрлі әдістерді қолданып ( үлкен конустың төмен түсуінің деңгейін өзгерту, шикіқұрамның әр үлесінің массасын өзгерту, колошник қабырғаларының бойында жылжымалы плиталар қолдану т.б.) кокс пен агломераттың таралуын реттейді. Осы әдістер арқылы шикіқұрамның таралуын реттеу кезінде сусымалы материалдардың тәртібінің заңдылықтары ескеріледі: - үлкен конустан құлап түскен метариалдар алдында тиелген материалдың үстіне үйіліп жатады – қырлы жота болып; қыры пештің қабырғаларына жақын орналасқанда бір қиябет болады, ал қабырғаларынан алшақ болса екі қтябет болады; - шикіқұрамның құлаған жерінде қырда ұсақ материалдар жиналады (агломерат), ал тиелетін материалдардың ірі кесектері (кокстың) жотаның етегіне жомалап түседі, сондықтан жотаның жоғарғы жағында шикіқұрамның газ өткізгіштігі оның төменгі жағындағыдан төмен болады; - конус пен табақтың қабырғаларының арасындағы саңылау аз болса жота пештің қабырғасының маңында болады, ал саңылау үлкен болса жота пеш қабырғасынан алшақ орналасады; - тиеу деңгейі төмендегенде жота колошник қабырғаларына жақындайды; - кокстың жаратылысты қиябет бұрышы агломераттікінен аз, сондықтан қабырға маңында агломераттың қалыңдығы үлкен, ал пештің ортасында кокстың қалыңдығы үлкен болады; Шикіқұрамды оптималды тиеу әдісі тек тәжірибе жүзінде домна пешінің әр горизонтында температураны өлшеп, газ құрамын анықтау арқылы анықталады. 1.3.3 Домна пешінде қож түзілу Домна қожының түзілуі күрделі процесс. Оған шикіқұрамның қызуы және жұмсаруы, шикіқұрамның балқуы, алғашқы қождың түзіліп көрікке ағуы, көрікте ақырғы қождың қалыптасуы кіреді. Пеште қожды түзу шикіқұрамдағы бос тау жынысын пештен шығаруға қажет. Пешке тиелген шикіқұрам қабат-қабат болып орналасады. Домналық балқыту кезінде төмен жылжитын агломерат пен кокстың кезектесуі сақталады. 1000-11000С дейінгі зоналарда шикіқұрам қатты күйін сақтайды. 1000-11000С температурада шикіқұрам жұмсарып пластикалық жағдайға көшеді. Пеште пластикалық зона пеш қимасы бойынша әртүрлі биіктікте орналасып, әртүрлі пішінде болуы мүмкін (1.13-ші сурет):. а – газ ағынының шеттен жүруі; б,в – газ ағынының аралық жүруі; г – газ ағынының ось бойында жүруі. 3-ші сурет – Пластикалық зонаның домна пешінде орналасуы. Суретте садақшалармен қызған кокстың арасыныан өтетін газ ағынының қозғалысы көрскетілген. Жабысқан шикіқұрамның бөліктері газ өткізбейді. Пластикалық зонаның түрі мен орналасуы пеш қимасы бойынша газ ағыныың таралуына байланысты. Жұмсару процесі кезінде түйіршіктер бір-біріне жабысып кесектенеді. Пластикалық зонада алғашқы қож түзілу процесі жүреді. Пластикалық зонадан төмен, температура 1200-12500С кезінде шикіқұрам балқиды. Түзілген балқыма балқыған бос тау жынысынан және тотықсызданбаған темір мен марганец оксидтерінен (FeO және MnO) тұрады да, алғашқы қож болады. Құрамы бойынша бұл қож ақырғы қождан өзгеше, өйткені онда шамамен 5-15% FeO және MnO бар. Бұл алғашқы қож төмен қарай ағып, аса қызған кокс арқылы өткенде FeO және MnO тікелей тотықсызданады да, қож темір және марганец бойынша кедейленеді. Нәтижесінде алғашқы қождың құрамы өзгереді. Көріктің маңында ақырғы қож түзіледі, оның құрамы келесі шекте болады, %: SiO2- 38 – 42; CaO - 38 - 48; Al2O3 - 6– 10; MgO - 2– 12; FeO - 0,2 - 0,6; MnO - 0,1 –2,0; S-0,6 – 2,5. Қождың температурасы 1400 – 1560оС. Қождың құрамы мен физикалық қасиеттері балқыту процесі мен алынатын шойынның сапасына маңызды әсер етеді. Қождың негізгі сипаттамаларының бірі оның балқу температурасы. Қождың балқу температурасы деп қатты қожды қыздырғанда ондағы қатты фазаның толық жойылу температурасын айтады. Әртүрлі құрамдағы қождардың балқу температурасын 1.14-ші суреттегі изотерма сызықтары арқылы анықтауға болады. Домна қождарында әдетте Al2O3 20%-дан аспайды, сондықтан күй диаграммасының СаО - SiO2 жағы қызықты. Күй диаграммасы бойынша қажетті температурадағы қождарда 42 – 65 % СаО болады. Қождың екінші маңызды сипаттамасы оның тұтқырлығы. Қождың тұтқырлығы неғұрлым төмен болса, оның аққыштығы соғұрлым жоғары. Домна пеші қалыпты жұмыс істеу үшін оның тұтқырлығы 0,3-0,6 Па·с болу керек. Тұтқырлығы ең төмен қождардың құрамы СаО - 45 -50 %; SiO2 - 38 – 45 %; Al2O3 - 8 -15 % болу керек. Домна қождарының маңызды сипаттамасы оның негіздігі: немесе мұнда СаО – қождағы СаО мөлшері, %; SiO2 - қождағы SiO2 мөлшері, %; Al2O3 - қождағы Al2O3 мөлшері, %. Күкіртті кетіру үшін қождың негіздігі жоғары болу керек. Сонымен қатар негіздікті көтеру темір мен марганецтің оксидтерін тотықсыздандыру дәрежесін жоғарылатады. Екінші жағынан, температура төмендегенде жоғары негіздікті қождардың тұтқырлығы күрт жоғарылайды, мұндай жағдай қышқылдық қождарда байқалмайды. Сондықтан жоғары негіздікті қождарды қолданбау керек, өйткені байқаусыз температура төмендеп кетсе қож күрт қоюланып кетеді де, пештің қалыпты жұмыс істеуі бұзылады. Жоғарыда айтылғандарды ескере келе қождың негіздігін 1,1-1,2 шегінде ұстау қажет, бұл қажетті жоғары күкіртсіздендіруді қамтамасыз етумен қатар, температура төмендегенде тұтқырлық біртіндеп азаяды. Домналық балқыту кезінде қождың шығымының аз болуын қамтамасыз етуге тырысады, өйткені бұл кезде кокстың шығыны азайып, пештің өнімділігі жоғарылайды. Әртүрлі зауыттарда қождың шығымы 1 тонна шойынға шаққанда 330-400 ден 600-900 кг дейін ауытқиды. жүктеу/скачать 0.55 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|