Alp22.ru

Промышленное строительство
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Доменная печь

Доменная печь

С развитием промышленности требовалось всё больше железа. Запас легкоплавких руд иссяк, и пришлось из глубин земли извлекать тугоплавкие руды, требующие высокотемпературной переработки. Совершенствование плавильных печей в XIII-XVI вв. привело к появлению доменной печи. Попутно металлурги открыли ещё неизвестные свойства железа и новый способ его выплавки — кричный передел.

Штукофен — первый шаг

Для получения железа из тугоплавких руд нужно было повысить температуру и усилить дутьё. Появились штукофены — высокие (до 3,5 м) конусообразные печи из огнеупорного кирпича с открытым верхом (колошником) для загрузки угля и шихты (измельчённой руды) и с отверстием (фурмой) для поддува и извлечения крицы (губчатого железа). В высокой печи возникала сильная тяга, нагнетавшая жар, а дутьё усилили, раздувая мехи с помощью водяных колёс. Использование этих гидравлических двигателей вызвало массовый «переезд» плавильного производства с гор, где добывался металл, на равнины, к рекам с сильным течением.

Кузнечные мехи

Негодный чугун

При высоких температурах плавления рудное железо быстрее избавляется от окислявших его атомов кислорода и соединяется с атомами углерода (из угля). В штукофене железо обогащалось углеродом раньше, чем от него успевал отделиться шлак (иные примеси). Шлак выплавлялся, когда в печи уже образовывался не только комок крицы — железа с небольшим содержанием углерода, но и расплавленный чугун — переобогащённое углеродом железо.

Высокое содержание углерода делало чугун хрупким, не поддающимся ни ковке, ни сварке. Что было делать с таким металлом? А чугуна при выплавке тугоплавких руд получалось много, и он смешивался с жидким шлаком. Поначалу эту смесь выбрасывали, но в XIV в. стали извлекать из раздробленного шлака корольки — однородные кусочки чугуна и отливать из него грубые изделия.

Шаг второй — блауофен

Открытие литейных качеств чугуна привело к ещё более важному открытию переделочного процесса. Оказалось, что, если чугун снова переплавить с углём при сильном поддуве, углерод из расплавленного металла соединится с кислородом из воздуха и образует летучий углекислый газ. Так, у чугуна «отбирали» лишние атомы углерода, превращая его в крицу. Крица из чугуна оказалось лучше той, что выплавляли из руды, — в ней было меньше шлака.

Для переплавки чугуна стали строить ещё более высокие (до 6 м) печи с гидравлическим поддувом — блауофены. Плавка 70 кг руды в блауофене длилась 15 часов. После плавки печь охлаждали, извлекали крицу (до 40 кг) и чугун (до 20 кг), который вручную очищали от шлака для повторной переплавки в крицу.

Схема доменной печи

Домна и кричный горн

Остывание печи, извлечение из неё крицы, чугуна и шлака, подготовка печи к новой плавке занимали до 10 часов, и очистка чугуна от шлака требовала много труда. Поэтому переделочный процесс в металлургии закрепился только в конце XV в., когда была изобретена доменная печь (домна) и найден двухступенчатый способ изготовления железа. В доменной печи руда плавилась долго и при высокой температуре и вся переплавлялась в переобогащённый углеродом чугун (крицу уже не извлекали). Выплавка в печи шла непрерывно — через колошник загружали шихту и уголь, они плавились в шахте печи и стекали вниз. Лёгкий шлак образовывал верхний слой расплава и вытекал через верхнюю лётку (отверстие), а тяжёлый чугун со дна стекал по нижней лётке. Домна была выше блауофена (высота современных доменных печей до 35 м), и для поддува в неё подавался не сырой, а горячий воздух, что позволяло увеличить нагрев до 2000 °С.

Читайте так же:
Каким клеем приклеить провод к графитной щетки

Чугун плавится при более низких температурах, чем руда, и его перерабатывали в железо в кричных горнах, сходных с сыродутными печами. За 1-2 часа плавки с углём углерод выгорал из чугуна, и на дне горна оседала мягкая масса кричного железа с низким содержанием шлака, который потом удаляли ковкой. В средневековых горнах за сутки из тонны чугуна получали около 920 кг железа. Процесс восстановления железа из чугуна называется кричный передел.

Развитие идеи

Усовершенствованные и механизированные доменные печи используются и по сей день. А на смену кричным печам в 1856 г. англичанин Г Бессемер предложил особый аппарат — конвертер, перерабатывающий расплавленный чугун в сталь путём продувки через него сжатого воздуха. Кислород из воздуха соединяется с углеродом из чугуна, образуя летучий углекислый газ и освобождая металл от избытка углерода. Бессемеровский процесс, экономя уголь, удешевил производство стали.

В 1864 г. француз П. Мартен для передела чугуна сконструировал печь с низким потолком, раскаляемую смесью горючего газа и воздуха. Мартеновские печи использовали больше 100 лет.

С 1970-х гг. сталь выплавляется преимущественно конвертерным способом (близким к бессемеровскому) и электроплавкой (с помощью электрического тока).

Как использовать доменную печь ic2?

Для выплавки одного слитка стали необходимо 6 капсул с воздухом. Чем больше тепла выработает теплогенератор, тем быстрее будет происходить нагрев доменной печи. Закаливание одного слитка занимает 300 секунд, или 5 минут.

Почему нельзя остановить доменную печь?

В зависимости от объемов печи расход кокса может доходить до 2-3 тыс. … Соответственно, доменную печь просто так не выключишь, так как этот процесс долгий и затратный. Именно поэтому домны работают по несколько десятков лет и останавливаются только для запланированных капитальных ремонтов.

Чем топят доменные печи?

Кокс Кокс является единственным видом твердого топлива для доменной плавки во всей мировой практике черной металлургии. Исходным сырьем для получения кокса являются особые сорта каменных углей, называемых коксующимися.

Как сделать стальной слиток?

Стальной слиток — это предмет, добавленный модификацией IndustrialCraft2. Его можно получить путём обжига в печах (с IndustrialCraft 2 Experimental в доменной печи) железных слитков. Этот металл используется в большинстве рецептов крафта в IndustrialCraft2, например, для крафта расширенного корпуса машины.

Как запустить доменную печь?

Доменную печь необходимо установить вплотную к любому из термогенераторов: твердотельный, жидкостный, радиоизотопный или электрический (при этом оранжевые выходы должны соприкасаться), заложить железный слиток и воздух (в старых версиях: капсулы со сжатым воздухом).

Как работает доменная печь кратко?

Доменная печь работает беспрерывно по принципу противотока: исходные материалы загружаются сверху, постепенно опускаются вниз, превращаясь в чугун и шлак, а газы, нагревшиеся в нижней зоне печи, поднимаются кверху навстречу исходным материалам.

Сколько разжигать доменную печь?

Для удаления влаги из огнеупорной кладки её нагревают до температур 100—165 °С. Обычно продолжительность сушки и разогрева воздухонагревателей составляет около 7 суток. Огнеупорная кладка доменной печи содержит значительное количество влаги. При сушке печи влага удаляется через колошник.

Какие компоненты закладывают в доменную печь?

Доменная печь состоит из пяти конструктивных элементов: верхней цилиндрической части — колошника, необходимого для загрузки и эффективного распределения шихты в печи; самой большой по высоте расширяющейся конической части — шахты, в которой происходят процессы нагрева материалов и восстановления железа из оксидов; …

Читайте так же:
Как закалить рессорную сталь в домашних условиях

Какие процессы происходят в шахте доменной печи?

Это нижняя цилиндрическая часть печи, где осуществляются высокотемпературные процессы доменной плавки. В горне происходит горение кокса и образование доменного газа, взаимодействие между жидкими фазами, накопление жидких продуктов плавки (чугуна и шлака) и периодический их выпуск из печи.

Почему шлак скапливается сверху над чугуном?

В результате растворения в железе углерода, марганца, кремния, фосфора и серы в доменной печи образуется чугун. А в результате сплавления оксидов пустой породы руды, флюсов и золы топлива образуется шлак. Шлак стекает в горн и скапливается на поверхности жидкого чугуна, благодаря меньшей плотности.

Что является топливом для выплавки металлов?

По признаку агрегатного состояния различают твердое, жидкое и газообразное топливо. Для производства и обработки металлов наибольшее значение имеют каменный уголь, каменноугольный кокс, дрова, древесный уголь, а также мазут, доменный и коксовальный газы. В настоящее время большое значение приобрел также природный газ.

Что необходимо загрузить в доменную печь для получения чугуна?

Итак, выплавка чугуна происходит в доменной печи. Сырьем для производства являются железные руды. Состав железной руды следующий: рудное вещество и пустая порода. Рудное вещество составляют окислы, силикаты и карбонаты железа.

Как сделать стальной слиток в Last Day on Earth?

Разберем, где взять стальной слиток в Last Day on Earth Survival. Для создания потребуется скрафтить улучшенную плавильню, далее поместить в пустые слоты по одному алюминиевому, медному и железному слитку, плюс топливо – два древесных угля.

Гайд по моду TechReborn

Каучуковое дерево — это недавно созданное дерево в Tech Reborn. Он может быть найден почти везде в измерении обычного мира с более высокими шансами на биомах Болото и немного более высокими шансами в биомах Лес и Джунгли.

Безымянаный.png/monthly_2018_12/430695479_.png.29ffecde69f708c06cba9745577fccb1.png" width="631" data-ratio="113.95">

Данный мод добавляет 16 новых руд!

Безымянный1.pngРуды.pngРуды2.png/monthly_2018_12/559757242_2.png.03aab68766852c0c6649acbfdf77d6b9.png" width="925" data-ratio="35.57">Руды3.png/monthly_2018_12/1692548828_3.png.1ce92c9013bd94cdb2144f162d867849.png" width="931" data-ratio="41.35">

fffffff.png/monthly_2018_12/fffffff.png.7f8c37260fc1e6eb3b65e81d16dbc110.png" width="477" data-ratio="66.67">

1. Advanced Chainsaw — более продвинутая бензопила по сравнению с Diamond Chainsaw, доступная от TechReborn. Имеет накопитель энергии 4M FE. Можно заряжать его с помощью блоков накопления энергии, таких как Battery Box. Бензопила может быть использована в качестве замены Алмазного топора и способна рубить сразу все дерево. Разбить один блок будет 250 FE.

Снимок3.PNG/monthly_2018_12/2013538121_3.PNG.271b81514237e98f934adc9aa2243058.PNG" width="204" data-ratio="62.75">

2. Advanced Drill является продвинутой версией Diamond Drill и может выполнять AOE-копание в области 3 × 3. Он имеет 4.000.000FE хранения энергии. Можно заряжать его с помощью блоков накопления энергии. Время копания не зависит от количества блоков, которые тормозятся и рассчитываются для целевого блока. Копание сломает соседние блоки, если их время торможения будет меньше или не более, чем в 10 раз сложнее, чем у целевого блока с киркой или лопатой. Так что, если вы сломаете Песок, Advanced Drill сломает соседний Камень, но не Обсидиан.

Снимок2.PNG/monthly_2018_12/1271063418_2.PNG.9fe1a1285e7c66205792c1ea168e9020.PNG" width="204" data-ratio="61.27">

3. Advanced Jackhammer — это более продвинутая версия Diamond Jackhammer, доступная от TechReborn. Имеет накопитель энергии 4M FE. Можно заряжать его с помощью блоков накопления энергии, таких как Battery Box. Отбойный молоток можно использовать в качестве замены кирки, чтобы очень быстро разбить каменные блоки, такие как камень или булыжник. Алмазный отбойный молоток имеет эффективность 16 против блоков каменного типа по сравнению с 8 для алмазной кирки. Разбить один блок будет 250 FE.

Читайте так же:
Как сделать гидравлический домкрат

4. Резак — это прибор для скапывания руд с шёлковым касанием.

5. Electric Treetap — это усовершенствованная версия Краника, используемая для сбора сока с каучуковых деревьев. Он имеет 10k FE хранения энергии. Можно заряжать его с помощью блоков накопления энергии. Одно использование Electric Treetap потребляет 20FE.

Снимок4.PNG/monthly_2018_12/673708140_4.PNG.3379030709e117b4d419457f5b1a3e43.PNG" width="198" data-ratio="57.58">

6. Гаечный ключ — это инструмент, добавленный TechReborn и используемый для вращения или демонтажа машин.

Снимок1.PNG/monthly_2018_12/1775329018_1.PNG.a9666b1f46ffa0e8be3d6c36a537f0b4.PNG" width="203" data-ratio="62.07">

Ище мо д добавляет 4 вида брони!

Снимок.PNG/monthly_2018_12/1322779745_.PNG.178e6b5c0cefbab4781388c47bf259ab.PNG" width="96" data-ratio="46.88">

  1. Рубиновые доспехи
  2. Перидотовые доспехи
  3. Бронзовые доспехи
  4. Сапфировые доспехи

Для начала есть 3 уровня "обшивки машины"

jjj.png

/monthly_2018_12/jjj.png.13a438c917f1335f566ecc3fac22d8de.png" width="635" data-ratio="52.91">

Некоторые механизмы имеют многоблочные структуры что бы узнать как строить при открытии механизма вам будет доступна кнопка "H" при нажатии которой вам высвечиваеться голограма как нужно строить структуру.

В данном моде есть провода которыми соединяются механизмы: Медный, Медный изолированный, Оловянный, Золотой, Золотой изолированный, Высоковольтный, Высоковольтный изолированный, Стекловолоконный.

Безымянный2.png

/monthly_2018_12/45596361_2.png.c716f88c4835d3d78360b207a6929530.png" width="962" data-ratio="54.99">

И так давайте посмотрим какие механизмы нам доступны! (описание написано на скринах (на табличках))

Есть хранилища которые хранят много 1 типа болоков или жидкости.

ffffffff.png

/monthly_2018_12/ffffffff.png.70e7eef39b71da7ecfb9984d60340f86.png" width="990" data-ratio="40.4">

Все механизмы деляться на Tier (Уровни):

  • Micro
  • Low
  • Medium
  • High
  • Extreme
  • Insane
  • Infinite

Tier LOW включает в себя : Твердотопливный генератор, Переработчик, Утильсырьёвщик, Автоверстак, Энергохранилище, Водяная мельница, Гибридная солнечная панель, Электропечь, Электрическая плавильная печь, Дробилка, Компресор, Экстрактор, Прокатный станок, Промышленная центрифуга.

Tier LOW.pngTier LOW2.png

Tier Medium включает в себя : Теплогенератор, Улучшенная солнечная панель, Ветряная мельница, МФЭ, Откачиватель энергии драконьего яйца, Сборочная машина, Дизельный генератор, Промышленный электролизер, Полужидкостной генератор, Газовая турбина, Химический генератор, Вакуумный морозильник, Промышленная доменная печь, Промышленная дробилка, Пилорама, Дистилляционная колона, Компресор внутренного взрыва.

Tier MEDIUM.pngTier MEDIUM1.pngTier MEDIUM2.pngTier MEDIUM3.png

Tier HIGH включает в себя : Совершенная солнечная панель, Зарядник, МФСУ.

Tier HIGH.png

Tier EXTREME.png

Tier EXTREME включает в себя : Громоотвод, Межпространственное SU, Плазменный генератор.

Tier INSANE включает в себя : Регулируемое SU, LESU Контроллер, LESU Хранилище, Изготовитель материи, Термоядерный реактор.

Tier INSANE.png

Tier INFINITE включает в себя : Солнечная батарея для творческого режима.

Tier INFINITE.png/monthly_2018_12/935111903_TierINFINITE.png.3c90c0ea47c21fcc0b09540d0c74e4f1.png" width="677" data-ratio="67.5">

Доменный процесс печи

Доменный процесс печи

Сталями принято считать сплавы железа с углеродом с содержанием последнего до 2,14%. Все, что имеет более высокое содержание углерода – это чугуны. Получают стали на основе двух процессов — доменного (в результате получается передельный чугун) и собственно получения стали, когда из передельного чугуна путем выжигания углерода и добавки легирующих элементов получают стали и сплавы нужной марки и нужного состава.

Сырье

Основой для получения чугуна в доменном процессе служат железные руды. Поскольку железо обладает сравнительно большим сродством к кислороду, оно в чистом виде в земной коре не обнаруживается, а находится в виде соединений с кислородом и диоксидом углерода.

Основные руды железа, которые используются в металлургическом производстве – это окись-закись железа (Fe3O4 – магнетит, магнитный железняк), окись железа (Fe2O3 — красный железняк, 2Fe2O3 * 3H2O — бурый железняк) и карбонат железа FeCO3 . Естественно, что в чистом виде данные вещества не встречаются, а имеют примеси других элементов (чаще всего серы и фосфора) и других веществ в виде сопутствующих пород, не образующих с целевым продуктом химических соединений (обычно SiO2, Al2O3, CaO, MgO).

Кроме того, в больших количествах в виде руд имеется железный колчедан FeS2, но он очень редко применяется в металлургии, так как выплавляемое из него железо получается очень низкого качества из-за большого содержания серы.

Читайте так же:
Как правильно паять трубы пвх

В результате проведения специальных технологий дробления руды и флотационного процесса значительную часть пустой породы удается отделить от целевого продукта, в результате чего в ряде случаев удается повысить содержание железа в руде до 63-67%, а иногда до 69-72%.

Однако полностью удалить пустую породу не удается, эта операция осуществляется в самом доменном процессе путем перевода пустой породы в шлаки, которые отделяются от чугуна.

Процесс и схемы

Процесс доменной плавки (процесс получения передельного чугуна) осуществляется в шахтных печах (домнах). Домна, схематический разрез которой дан на рис. 5.1, представляет из себя устройство в виде конуса в верхней части высотой в несколько десятков метров, обложенное изнутри огнеупорным кирпичом и снаружи стянутое железными обручами или окруженное сплошной железной оболочкой. Верхняя часть домны носит название шахты и заканчивается наверху отверстием — колошником, которое закрывается подвижной воронкой – колошниковым затвором. Самая широкая часть домны называется распаром. Нижняя часть домны образует горн. В горне имеются отверстия – фурмы, через которые в печь вдувается горячий воздух.

При запуске доменную печь загружают сначала углем (коксом), а потом послойно смесью руды с флюсом и углем и чистым углем. Нижние слои угля зажигают, после чего горение и необходимая для выплавки температура поддерживаются вдуванием в горн подогретого в рекуператорах тепла воздуха. Последний поступает в кольцевую трубу, расположенную вокруг нижней части печи, а из нее по распределительным трубкам через фурмы в горн. В горне уголь сгорает, превращаясь в углекислый газ, который, поднимаясь вверх и проходя сквозь слой раскаленного угля, превращается в оксид углерода. Этот оксид углерода восстанавливает основную часть руды, превращаясь снова в углекислый газ. Однако такая схема не полностью отражает многообразие химических реакций, протекающих в печи. Порядок превращения руды в чугун и распределение температур изображены на рис. 5.2.

Схема печи

Рис. 5.1. Схематическое изображение шахтной печи для получения чугуна (домны).

Химические реакции в доменной печи

Рис. 5.2. Схема химических реакций, протекающих по высоте доменной печи.

В нижней части печи, как уже упоминалось, происходит горение кокса по реакции:

< C > + < O2 > = < CO2 >

Здесь угловыми скобками обозначено твердое состояние, фигурными – газообразное.

Проходя вверх далее через слой раскаленного угля, СО2 превращается в оксид углерода:

< CO2 > + < C > = 2

Монооксид углерода является сильным восстановителем и именно он восстанавливает железо из руд. Реакция идет постадийно, что и отображено на рисунке. В результате образуются крупинки твердого железа.

По мере сгорания угля это железо опускается вниз по печи в ее более горячую часть — распар, и здесь при температуре порядка 1200°С плавится при соприкосновении с углем, отчасти растворяя его и образуя заэвтектический чугун с содержанием углерода 4-4,5%. В то время как чистое железо плавится при 1535°С, чугун в точке эвтектики плавится при 1150°С, поэтому капли жидкого чугуна стекают в нижнюю часть горна. Для того, чтобы сэкономить тепловую энергию отходящих газов и возвратить ее в процесс, отходящие газы из домны направляются в т.н. «кауперы», где газы отдают часть тепла. Сначала эти газы направляются в один из кауперов, в то время как через второй продувается воздух для последующей подачи в домну, где он нагревается. Через определенные промежутки времени потоки меняются местами.

Одновременно с восстановлением железа происходят процессы отделения пустой породы от целевого продукта через образование шлака при взаимодействии примесей с флюсовыми добавками. Конечный шлак на 85-95% состоит из SiO2, Al2O3 и СаО; остальное — MgО (2-10%), FeO (0,2-0,6%), MnО (0,3-2%) и 1,5-2,5% серы в виде CaS. Стремятся создать наиболее легкоплавкий шлак, поэтому, в зависимости от типа примесей в используемой руде в шихту добавляют либо кислые (SiО2), либо щелочные компоненты (оксиды кальция и магния).

Для выпуска жидких продуктов плавки используют раздельно чугунные и шлаковые летки.

Поскольку шлак – многокомпонентная система, кроме того, процесс перехода из твердого в жидкое состояние осуществляется в достаточно большом интервале температур, вязкость шлака определяется не только температурой, но и составом шлака, поэтому у каждого типа шихты свои особенности.

Еще одна проблема, которая наблюдается в доменном процессе и которую решают для каждого типа шихты по-разному – это проблема серы. Сера – вредный элемент, ухудшающий качество металла. Она является причиной красноломкости стали и ухудшает качество литейных чугунов, увеличивая вероятность образования раковин в отливках. Ограничения по сере для стали и литейного чугуна весьма серьезны – в этих материалах ее не должно быть более нескольких сотых процента. Вместе с тем, если не принимать каких-либо специальных мер, в чугуне может набраться до 0,9% серы. Поскольку серу легче удалять из руд и чугунов, чем из стали, именно на стадии подготовки компонентов шихты и в доменном производстве эти операции и производятся.

Хотя значительное количество серы удаляется при огневой обработке руд (агломерации и обжиге окатышей), очень много серы вносится в доменную печь с коксом и железорудными материалами в виде сернистого железа (пирита FeS2), барита BaSO4 и гипса CaSO4 * H2O.

Часть серы удаляется при проведении технологических процессов естественным путем через образование газов (SO2, H2S и др.), но это лишь небольшая часть, по оценке для обычного доменного процесса порядка 15%. Поэтому основное внимание обращается на перевод соединений серы, растворяющихся в чугуне, в соединения, в нем не растворяющихся, например, по реакции:

FeS + CaO = CaS + FeO
FeO + C = Fe + CO

FeS +CaO + C = CaS +Fe + CO

Существуют и другие способы десульфуризации, что позволяет в целом решать эту проблему при использовании самых различных руд.

Конечными продуктами доменной плавки являются чугун (целевой продукт) и шлак и доменные газы (побочные продукты производства). Нас в данном случае интересует только чугун, на нем и остановимся.

Чугун представляет собой многокомпонентный сплав железа с углеродом, кремнием, марганцем и серой. В зависимости от назначения чугуна в нем могут содержаться и другие вещества, содержание которых регламентируется соответствующими стандартами.

Основной вид чугуна, производимый в доменном производстве, — это передельный чугун (до 90% от всего выпускаемого чугуна), который затем используют для получения различных видов сталей.

Производство чугуна имеет и самостоятельное значение, поскольку некоторые виды используют для отливок. Для получения чугунных отливок используется и небольшая часть передельного чугуна. Некоторые типы чугунных изделий можно оцинковывать, но об этом мы поговорим позже.

В зависимости от назначения чугуна последний перевозится от доменных печей чугуновозами в жидком виде либо в сталеплавильные цехи, либо на разливочные машины (при выплавке товарного чугуна).

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector