Газодинамических режим доменной плавки и его влияние на показатели работы печи.

Введение
Металлургией называется наука о способах производства металлов и сплавов на их основе, а также отрасль промышленности, производящая металлы и сплавы.
Исходными материалами для металлургии являются: руда, флюс, огнеупорные материалы, металлургическое топливо.
Руда − это полезное ископаемое, содержащее искомый элемент в таком количестве и такого качества, которые допускают экономически выгодное извлечение его в промышленном масштабе. Состав руды − это рудное тело и пустая порода. Рудное тело − часть руды, содержащая искомый элемент металл, чаще соединенный с кислородом. Пустая порода − балласт, т.е. горная или другая порода, не содержащая искомого элемента. В основном пустая порода содержит следующие химические соединения: SiO2 − кремнезем; Al2O3 − глинозем; MgO − магнезия; CaO − известь. Как видно, в составе пустой породы преобладают оксиды.
Процесс получения искомого элемента из руды включает в себя два этапа: отделение пустой породы от рудного тела и выделение искомого элемента из его оксида.
Частичное отделение пустой породы от рудного тела вне металлургического агрегата с целью повышения содержания искомого элемента в руде называется обогащением. Этот процесс основан на различии физических свойств рудного тела и пустой породы. Так, при магнитном обогащении используется различие магнитных свойств рудного тела железной руды и пустой породы. Флотация, которой чаще подвергаются медные руды, основана на различной смачиваемости рудного тела и пустой породы. Способ сепарации основан на использовании различий по плотности частиц рудного тела и пустой породы.
Процесс получения искомого элемента из руды включает в себя два этапа: отделение пустой породы от рудного тела и выделение искомого элемента из его оксида. Процесс получения искомого элемента из руды включает в себя два этапа: отделение пустой породы от рудного тела и выделение искомого элемента из его оксида.
Агломерацией называется процесс спекания мелкозернистой руды или концентрата с твердым топливом, а иногда и с флюсом (офлюсованный агломерат). Еще больший эффект получается при окатывании, в результате чего получают окатыши-шарики диаметром до 35 мм, которые затем подвергаются обжигу. Агломерацией называется процесс спекания мелкозернистой руды или концентрата с твердым топливом, а иногда и с флюсом (офлюсованный агломерат). Еще больший эффект получается при окатывании, в результате чего получают окатыши-шарики диаметром до 35 мм, которые затем подвергаются обжигу.
Комплекс исходных материалов, загружаемых в металлургический агрегат, называется шихтой.
Окончательное отделение пустой породы от рудного тела происходит в самом металлургическом агрегате в результате процесса шлакования. Для этого в состав шихты вводят флюс. Флюс сплавляется с окислами пустой породы, золой, другими неметаллическими включениями; происходит образование легкоплавких соединений, которые не растворимы в металле, а растворимы в шлаке, идет процесс шлакообразования. Обычно окислы, составляющие пустую породу, имеют высокую температуру плавления (выше температуры плавления основного металла, а зачастую и выше температуры рабочего пространства печи.) При взаимодействии с флюсом температура плавления пустой породы снижается. Так, кварцевый песок SiO2 плавится при температуре 1710 °С, а известь СаО − при 2000 °С. Продукт их сплавления в соотношении 50% СаО на 50% SiO2 имеет температуру плавления 1170 °С.



1. Принципиальная схема выделения искомого элемента из руды
Рассмотрим процесс шлакования, который имеет место в домне при производстве чугуна. В качестве флюса применяют известняк СаСО3. Прогревшись в домне до температуры порядка 600 °С, он начинает разлагаться, выделяя основной оксид СаО, который в свою очередь будет взаимодействовать с кислым оксидом SiO2, являющимся основной составляющей пустой породы железных руд. В результате образуется комплексное соединение, переходящее в шлак. Условно данную химическую реакцию можно записать следующим образом:
CaCO3 → CaO + CO2↑
m(SiO2) + n(CaO) → (SiO2)m(CaO)n.