Основным агрегатом для выплавки чугуна является доменная печь. Так продолжается уже много веков, и пока ещё лучшего по всем критериям оборудования, чем плавильное оборудование шахтного типа, никто не придумал. Разумеется, работы по совершенствованию и модернизации ведутся, есть интересные инновации, заслуживающие внедрения, немало предложений по изменению сырьевого набора. Однако, нет более эффективного и рационального способа, чем тот, что применяется столько времени и базируется на образовании противотока используемой шихты и раскалённых газов по реакции восстановления. Скорее всего, в ближайшие десятилетия основной метод останется тем же самым.
Разобрать особенности процесса, этапы производства чугуна — всё это можно одновременно с детальным рассмотрением основного агрегата – доменной печи.
Конструкция агрегата
Доменная печь – это мощный плавильный агрегат, работающий непрерывно, принцип действия которого основан на шахтном типе. В домне (так сокращенно называют агрегат) происходят разные процессы (тут и плавление, и реакции восстановления, и теплообменные). Все они происходят в пространстве печи, когда при высоких температурах во встречных направлениях движется загруженная шихта и восстановительные газы.
Основной принцип работы именно такой, элементы печи идентичны, разница в габаритах и величинах рабочего пространства, что влияет на производительность оборудования.
Если говорить о типовой конструкции домны, то тут выделяется пять основных составляющих:
- колошниковая часть;
- основной отсек – шахтная часть;
- распар и заплечники;
- горн;
- лещадка.
Особенности составляющих доменной печи
Колошниковая часть (сокращенно называемая колошником) находится вверху конструкции. Именно через неё в домну загружают куски шихтового материала (железной руды, кокса), а также твердые флюсы. Эта часть на самом деле сложное устройство, в котором предусмотрены и окна загрузки, и минициклоны, и разные системы (трубопровода, газоотведения).
Следующий – шахтный отсек. По величине он самый большой в домне. Сделан в виде усеченного конуса. Большая длина шахты объясняется тем, что в ней должны успеть произойти разные процессы (теплообмен, восстановление и т.п.), для этого загруженная железная руда должна пробыть тут определённое время. Если «сэкономить» на длине шахты, то шихта попадет в нижнюю часть недостаточно восстановленной, следовательно, выход/производительность будет существенно сниженной или потребует дополнительных затрат на улучшение газопроницаемости и восстановления.
В цилиндрическом распаре, имеющем большой диаметр, начинается образование шлаков, шихтовые материалы вместо кусков превращаются в тестообразные массы, продолжают обрабатываться газами, которые подаются сюда через заплечники.
Горн – ещё одна важная составляющая, в которой сделаны фурменная часть (с различными приборами для нагрева и воздушного дутья под требующимся давлением) и приемник металла (где собирается расплавленный чугун и шлак).
Лещадью называют подину приемника металла. Над ней – отверстия для выливания металла.
