СХЕМА ДОМЕННОГО ПРОЦЕССА

Современная доменная печь - мощный и высокопроизводительный агрегат, расходующий огромное количество шихты и дутья. Это огромное сооружение, высотой 100 м и объемом 5000 м³ и более, ежесуточно расходует до 25000 т шихты, 18000 т дутья, 180 т природного газа и выдает свыше 13000 т чугуна, 4500 т шлака, огромное количество колошникового газа. Для ее обслуживания только в сутки расходуется около 100 тыс. м³ воды.

Срок службы доменных печей (время между капитальными ремонтами 1 разряда) колеблется от 13 до 22 лет. Пуск современного доменного комплекса – печь «Северянка» объемом 5580 м³ АО «Северсталь» был осуществлен 12 апреля 1986 г. Новые комплексы и доменные печи в последующем в России не возводились. От общего полезного объема российских печей России 45 % составляют печи объемом менее 2000 м³. Большинство этих печей физически и морально устарели и подлежат выводу из эксплуатации. Объемы оставшихся доменных печей (48045 м³) обеспечивают выплавку 34 - 42 млн. т чугуна в год.

Доменная печь – печь шахтного типа. Она имеет вытянутое в высоту рабочее пространство и круглое поперечное сечение, конфигурация которого выработана многовековым опытом. По оснащенности автоматикой она принадлежит к “династии чемпионов”, так как является одним из самых механизированных и автоматизированных металлургических агрегатов. АСУ печи учитывает все входные данные: состав шихты, температуру и состав дутья, другие факторы, устанавливает оптимальные соотношение между ними для обеспечения максимальной производительности и высокого качества чугуна заданного состава.

Самая древняя печь – примитивный горн, вырытый в земле или выложенный из камня. Их чаще всего устраивали на холме с отверстием у его подножия. Естественная тяга создавала высокую температуру. Затем научились подавать дутье мехами. Позже вместо таких горнов стали строить шахтные печи. В России они назывались домницами.

На рис. 20 показаны схемы профиля печей, дающие представление об их изменении за последние столетия: от простейших типа домниц (а) с постепенным переходом (б, в, г) к современному (д). Процесс доменной плавки – непрерывный. Сверху в печь загружают сырые материалы (офлюсованный агломерат, кокс), а в нижнюю через фурмы подают нагретое дутье (воздух, обогащенный кислородом) и газообразное, жидкое или пылевидное топливо.

Полученные от сжигания топлива газы проходят через столб шихты, отдавая ей свою химическую и тепловую энергию. Опускающаяся рудная шихта нагревается, восстанавливается и расплавляется. Часть кокса расходуется в печи на восстановление железа и других элементов, а большое его количество сгорает в зоне фурм. Ровное, быстрое опускание шихты и хорошее взаимодействие с газами, т. е. лучшее использование тепловой и химической энергии газового потока, являются важнейшими факторами в доменном производстве. Схематически доменный процесс можно представить в следующем виде: