Технология конструкционных материалов. Лекция №4

1.

Российский государственный университет нефти и газа
(национальный исследовательский университет) имени И.М.
Губкина
Кафедра трибологии и технологий ремонта нефтегазового оборудования
УЧЕБНАЯ ДИСЦИПЛИНА
ТЕХНОЛОГИЯ КОНСТРУКЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Лекция №4
Преподаватель:
Доцент кафедры ТиТРНГО, к.т.н. Буклаков Андрей Геннадьевич
Москва 2020 год
1

2.

Выплавка железа в 4-6 в.в. до н.э.
2

3.

Предшественник доменной печи
3

4.

Современное доменное производство
4

5.

2
5

6.

Доменная печь
6

7.

Схема доменного процесса
7

8.

Колошниковое устройство
Засыпной аппарат
8

9.

Распределитель шихты
9

10.

Шахта и распар заплечики
10

11.

Лещадь, горн
11

12.

Чугунная летка
Чугунная летка:
1 — кожух печи;
2 — рама летки;
3 — шамотная кладка;
4 — холодильник летки;
5 — леточная масса;
6 — канал летки; 7
— жидкий чугун
12

13.

Гидравлический комплекс для обслуживания
чугунной летки
13

14.

Шлаковая летка
1 фурма
2 медный полый холодильник
3 чугунный холодильник
4 чугунная водоохлаждаемая амбразура
5 рама
14

15.

Фундамент доменной печи
15

16.

Скип
Скиповый подъемник материалов и скип доменной
печи
16

17.

Схема очистки доменного газа
17

18.

Кауперы
Внешний вид и устройство кауперов доменной печи
18

19.

Фурменный прибор.
19

20.

Схемы доменной печи
20

21.

21

22.

22

23.

Физико-химические процессы
горение углерода топлива;
разложение компонентов шихты;
восстановление окислов
науглероживание железа
23
шлакообразование

24.

1. В потоке восходящего
следующие процессы:
газа
выделяют
Горение топлива
С+О2 = СО2 (область фурм, до 19000 С)
CH4 + 2O2 = СО2 + 2Н2Опар + Q
Восстановление газов
СО2+СТВ = 2СО (более 10000 С)
Н2О + Ств = СО + Н2 – Q
Выделение сажистого углерода
2СО = СО2 + С
2. В шихте по мере ее опускания в шахте
происходят следующие явления:
Испарение влаги и гидратной воды
Происходит после загрузки шихты при
температуре 100-500 0С.
Разложение компонентов шихты
(при температуре 300-900 0С)
СаСО3 = СaO + CO2
MgCO3 = MgO + CO2
3FeCO3 = Fe3O4 + 2CO2+CO
24

25.

Восстановление железа
Fe2O3 – Fe3O4 – FeO – Fe
косвенное восстановление (низкие температуры)
3Fe2O3 + CO = 2Fe3O4 + CO2 + Q
Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2 – Q (выше 5700 С)
FeO + CO = Feтв + СО2 + Q (выше 9500 С)
прямое восстановление (высокие температуры)
3Fe2O3 + C = 2Fe3O4 + CO
Fe3O4 + C = 3FeO + CO
FeO + C = Feтв + СО
25

26.

Науглероживание железа,
образование чугуна (более 12000С)
3Fe + 2CO = Fe3C + CO2
3Fe + C = Fe3C
Восстановление марганца
MnO2 – Mn2O3 – Mn3O – MnO
MnO + C = Mn + CO – Q.
Восстановление кремния
SiO2 + 2C + Fe = FeSi + 2CO – Q
26

27.

Восстановление фосфора
2(2СaO·P2O5) + 3SiO2 + 10C =
3(2CaO·SiO2) + 10CO + 4P
Удаление серы
- разложение пирита
FeS2 → FeS + S;
- поглощение серы
FeS + CaO = FeO + CaS.
27

28.

Важнейшие технико-экономические
показатели работы доменных печей
1. Коэффициент использования полезного объёма доменной печи
(КИПО) – это отношение полезного объема печи V (м3) к ее
среднесуточной производительности Р (т) выплавленного чугуна.
(м3/т)
Чем ниже КИПО, тем выше производительность печи. Для большинства
доменных печей КИПО = 0,5…0,7 (для передовых – 0,45)
2.Удельный расход кокса, К – это отношение расхода кокса за сутки А(т) к
количеству чугуна, выплавленного за это же время Р(т).
Удельный расход кокса в доменных печах составляет 0,5…0,7 (для передовых –
0,36…0,4)
K – важный показатель, так как стоимость кокса составляет более 50%
стоимости чугуна.
28

29.

Спасибо за внимание!
29