Реакции в доменной печи

МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ В ДОМЕННОЙ ПЕЧИ [c.318]

Реакции в доменной печи (рис. 3.8) [c.320]

Реакции в доменной печи. . [c.7]

Общее расположение батареи коксовальных печей и соответствующее оборудование к ним показаны на рис. 10. Для лучшего протекания химических реакций в доменной печи металлургический кокс должен обладать достаточной пористостью. [c.29]

Закись никеля часто содержится в рудах вместе с соединениями хрома. Она восстанавливается гораздо легче FeO при небольших концентрациях СО в газе NiO -f СО = Ni -f СОа- Температурный интервал протекания этой реакции в доменной печи 350— 900° С. В условиях доменной плавки извлечение никеля в чугун практически составляет 100%. [c.103]

Восстановление железа в доменной печи. В результате взаимодействия оксидов железа с оксидом углерода и твердым углеродом кокса, а также водородом происходит восстановление железа. Восстановление газами называют косвенным, а твердым углеродом — прямым. Реакции косвенного восстановления — экзотермические (сопровождающиеся выделением теплоты), они происходят главным образом в верхних горизонтах печи. Реакции прямого восстановления — эндотермические (сопровождающиеся поглощением теплоты), они протекают в нижней части доменной печи, где температура более высокая. [c.26]

Жаркое пламя день и ночь бушует в доменной печи. Высоко в небо поднялись ее стальные конструкции. Тысячи тонн чугуна в сутки — такова теперь производительность гиганта черной металлургии. Сложные химические реакции протекают за толстыми огнеупорными стенками этого агрегата, покрытыми прочно стальной броней. Они недоступны для непосредственного наблюдения, но совершенные приборы и аппараты непрерывно следят за ходом металлургического процесса, автоматически регулируют его, делают подвластным воле человека. [c.182]

При вдувании высоконагретого восстановительного газа в доменной печи наряду с прямым восстановлением (при непосредственном взаимодействии углерода кокса с окислами) интенсивно протекают процессы косвенного восстановления железа, связанные с газовой фазой водород и окись углерода, взаимодействуя с окислами железа, восстанавливают железо с образованием водяного пара и углекислого газа, которые тут же при реакциях с углеродом раскаленного кокса снова образуют водород и окись углерода. Таким образом, доменный процесс по новой технологии связан с расходованием кокса. За счет реакции восстановления в печи количество кокса, достигающего горна, сокращается. Реакции восстановления железа протекают с поглощением большого количества тепла восстановительного газа. Выше горна идут реакции косвенного восстановления железа сначала преимущественно водородом (при температуре выше 1300 К), а затем — окисью углерода (при температуре ниже 1300 К). В верхней же части печи (при температуре ниже 900 К) шихта только нагревается, но не восстанавливается. [c.104]

Интенсивное разложение известняка в доменной печи протекает при температуре - 1000°С. Разложение крупных кусков заканчивается при более высокой температуре. Применение флюсов в доменной печи приводит к повышенному расходу кокса, так как требуется дополнительное тепло на разложение карбонатов. Образующаяся при разложении карбонатов СОа взаимодействует с углеродом кокса по реакции С02- -С=2С0, протекающей с поглощением тепла. Эта реакция требует также расхода кокса. Восстановительная способность доменных газов понижается вследствие разбавления их диоксидом углерода СО2. В связи с этим применяют офлюсованный агломерат, при производстве которого происходит основное разложение карбонатов. Так, замена в доменной печи 1 кг известняка позволяет экономить [c.68]

Значительная доля серы остается в металле и в шлаке. Для удаления серы из чугуна (т. е. десульфурации чугуна) необходимо перевести ее в соединение aS, нерастворимое в чугуне. Для этого необходимо создание в доменной печи жидкого, хорошо нагретого шлака с высоким содержанием СаО. При выполнении этого условия протекает реакция Ре4-[S] + (СаО) = (РеО)4-( aS). [c.78]

Рис. 10.3. Реакции доменного процесса а — реакции процессов, протекающих в доменной печи б — схема распределения температур по высоте печи

В доменную печь вдувают также пар. Пар вступает в реакцию с коксом и окисляет его [c.75]

В результате восстановления указанных элементов в доменной печи получается сложный сплав железа с углеродом, марганцем, серой и фосфором. Пустая порода, зола, часть серы, кокса и примеси руды соединяются с флюсами, образуя шлак. Роль шлака в доменном процессе очень велика от характера образующегося шлака зависит качество чугуна. Удаление серы идет по реакции [c.76]

В производстве чугуна углерод топлива не только дает необходимое тепло при сгорании, но и является одним из важных элементов, участвующих в химических реакциях, происходящих в доменной печи. [c.13]

Укажите, как получают чугун, и напишите основные химические реакции, протекающие в доменной печи. [c.73]

В доменной печи непрерывно взаимодействуют шихтовые материалы, движущиеся сверху вниз, и продукты горения, движущиеся снизу вверх. Загрузка шихтовых материалов состоит в правильном чередовании поступления в печь руды, топлива и флюсов. Руда восстанавливается благодаря горению кокса. Горение начинается в области горна. Через фурменное отверстие раскаленный воздух поступает в печь, и на уровне фурм кислород воздуха вступает в реакцию с углеродом кокса по реакции [c.70]

Восстановителями железа в доменной печи являются твердый углерод раскаленного кокса, окись углерода, водород. Последний образуется в результате взаимодействия влаги дутья с углеродом кокса по реакции [c.20]

Обычно в доменных печах образуется небольшое количество водорода, поэтому подавляющее количество железа восстанавливается газообразной окисью углерода и твердым углеродом. Восстановление железа газообразной окисью углерода начинается в шахте печи и происходит ступенчато по следующим реакциям [c.20]

Реакцию (8) называют реакцией косвенного восстановления железа. Она идет с выделением тепла, что способствует ее протеканию в доменной печи при умеренных температурах (500—900 С). [c.20]

В доменной печи примерно 50—60% железа образуется по реакции (8) и 40—50% по реакции (9). Прямое восстановление железа происходит в зоне распара печи и тем лучше, чем выше температура находящихся здесь материалов, так как реакция (9) идет с поглощением тепла. [c.20]

Реакция (13) развивается в доменной печи до конца, поэтому фосфор полностью переходит в чугун. [c.21]

Для более полного протекания реакций (14) и (15) необходимо регулировать процесс формирования жидкого шлака в доменной печи. В шихту следует подавать определенное количество известняка и поддерживать в горне достаточно высокую температуру [c.21]

Топливо выполняет в доменной печи очень важную роль. Его горение создает высокие температуры, необходимые для восстановления руды, плавления и перегрева образующихся чугуна и шлака. Кроме того, часть углерода топлива непосредственно участвует в реакциях восстановления руды. [c.14]

Сера — особенно вредная примесь в чугуне (а также в стали) — неизбежно вносится в доменную печь железной рудой (FeS ), офлюсованным агломератом ( aS). Основное количество серы вносится коксом, содержащим ее до 2%. В доменной печи значительная часть серы удаляется в виде газообразных соединений (SO2, H S и др.). Однако 50—75% серы, внесенной шихтовыми материалами, переходит в чугун и в шлак в виде сульфидов FeS, aS и т. п. Особенно вредным является сульфид железа FeS, хорошо растворяющийся в металле. В условиях доменной плавки основным способом десульфурации, т. е. удаления серы из металла, является образование сульфида кальция aS по реакции [c.32]

Для восстановления марганца, кремния и других элементов — хрома, титана, никеля, ванадия — затрачивается дополнительное количество топлива, требуются специальные шлаки и форсированный режим плавки. Фосфор в доменной печи восстанавливается полностью. Реакции восстановления фосфора идут с поглощением большого количества тепла. Восстановившиеся Сг, N1, V, Т1 и другие элементы переходят в состав чугуна, что приводит к получению природно-легированных чугунов. [c.36]

В доменной печи при /=1000° С происходит реакция FeO (т)+СО ре(т)+СО2, причем константа равновесия Кр = = 2,5. Определить состав газообразной смеси в момент равновесия. [c.111]

Характерными особенностями печей, работающих при восстановительном режиме являются присутствие углерода из топлива в горне и малое развитие окислительной зоны. Расход топлива в таких печах значителен, так как газы в нем должны содержать большое количество окиси углерода ( 257о). Поэтому работа печи как теплотехнического агрегата происходит с большим недожогом топлива. Расход горючего в этом случае определяется не только температурным уровнем процесса, но и протеканием различных эндотермических реакций. Типичным восстановительным режимом работы является, например, процесс в доменной печи. [c.361]

Офлюсованный агломерат (основной вид агломерата) получают в результате добавки к шихте для агломерации известняка для полного офлюсования содержащейся в агломерате кремнекислоты. Применение офлюсованного агломерата дает большой эффект. Во-первых, в доменной печи исключается процесс разложения известняка, сокращается расход топлива и тепла на разложение СаСОз, а также на реакцию восстановления СО2. Во-вторых, улучшается восстановимость агломерата, так как известь образует с кремнеземом силикаты, освобождая оксиды железа из химических соединений. В-третьих, уменьшается объем материалов, загружаемых в доменную печь. В-четвертых, улучшаются условия шлакообразования в доменной печи благодаря равномерному распределению шлакообразующих в кусках агломерата, что способствует более ровному сходу материалов. [c.38]

Восстановление FeO твердым углеродом сопровождается поглощением теплоты. Чем выше температура кусков агломерата и кокса, чем больше тепла к ним подводится, тем активнее будут проходить реакции восстановления. На основании опытных данных можно сказать, что восстановление FeO твердым углеродом, начавшееся на уровне распара, заканчивается в верхней части заплечиков или несколько ниже. К этому моменту материалы нагреваются до 1200—1300°С. Большую роль в развитии теории доменного процесса сыграли работы академика М. А. Павлова, который впервые установил количественные соотношения между прямым и косвенным восстановлением оксидов железа. Прямым восстановлением в доменной печи получается 20—50 % железа. Прямое восстановление железа углеродом менее желательно, чем косвенное, так как требует большего расхода кокса. Для развития реакций косвенного восстановления необходимо использовать в доменной печи природный газ, повышать равномерность распределения материалов и газов в печи, соответствующим образом подготавливать шихту, в этом случае степень прямога восстановления может быть снижена до 20—30 %. В восг становлении оксидов железа принимает участие и водород. Водород в доменной печи образуется в результате разложения метана и паров воды, содержащейся в ших- [c.71]

Марганец в доменную печь попадает либо в составе агломерата в виде силикатов марганца Mn0-Si02 (Mn0)2-Si02, либо с марганцевой или железной рудой, которые загружают в печь при выплавке чугуна с высоким содержанием марганца. Марганец в состав руд входит в виде оксидов МпОа, МпгОз, МП3О4. Высшие оксиды марганца довольно легко восстанавливаются доменными газами при умеренных температурах на колошнике доменной печи до МпО по следующим реакциям [c.74]

Разложение компонентов шихты происходит в зависимости от ее состава. Если в доменную печь подается офлюсованный агломерат, то эти процессы протекают при агломерации и в доменной печи почти не идут. При работе на шихте, содержащей флюсы и часть сырой руды, в верхней части доменной печи разрушаются гидраты оксидов железа и алюминия. Известняк флюса диссоциирует по реакции СаСОз = СаО + СО2. [c.30]

Марганец в виде оксидов в доменную печь вносится железной, марганцевой рудами или агломератом и восстанавливается в шахте по реакции, аналогичной восстановлению оксидов железа МпОг -> МП2О3 -> МП4О3 -> МпО. Оксид марганца (МпО) восстанавливается только твердым углеродом с образованием карбида марганца (МпзС) при температуре не ниже 1100 °С. Карбид марганца растворяется в железе, повышая содержание марганца и углерода в чугуне. Другая часть МпО входит в состав шлака. [c.30]

При этом лучше удаляются оксиды с шарообразной формой и меньшей плотностью (они всплывают). Лучший эффект раскисления достигается в том случае, если продукты реакции находятся в жидком или газообразном состоянии. В первом случае они легко переходят в шлак, а во втором — легко удаляются из расплава в виде газовых пузырьков. Именно поэтому при раскислении меди используют фосфор, образующий жидкие фосфаты меди. Раскислителем никелевых сплавов является углерод, взаимодействующий с кислородом расплава с образованием пузырьков СО. Для раскисления сталей применяют сложные раскислители, содержащие кремний, марганец, кальций, связывающие кислород в жидкие (при данной температуре) силикаты. Для завершения раскисления в сталь обычно добавляют более сильный рас-кислитель — алюминий. Восстановителями оксидов железа в доменной печи служат углерод, оксид углерода и водород [c.300]

Восстановление твердым углеродом. При восстановлении в газовой фазе СО окисляется до СО2. При этом на ход реакции оказывает влияние твердый углерод, который всегда имеется в доменной печи. На ряс. 3.6 представлены кривые равновесия реакций Будуара и Баура — Глеснера [135 . [c.320]

Изменения размеров могут проявляться и после изготовления изделий — в результате длительного пребывания их при более или менее высоких температурах. Некоторые превращения могут выражаться в существенных изменениях размеров. Например, объемные изменения при взаимодействии различных шпинделей, образующих магнезитохромитовые огнеупоры, с окислами железа, а также с газовой средой мартеновской печи, реакции огнеупоров доменной печи с окисью углерода, парами цинка и щелочей, разрыхление продуктов реакции при синтезе почти всех радио-керамических материалов, препятствующее их спеканию. Сюда же южнo отнести все объемные изменения, связанные с полиморф-40 [c.40]

Процесс протекает следующим образом. В доменной печи непрерывно взаимодействуют шихтовые материалы, движущиеся сверху вниз, и продукты горения, движущиеся снизу вверх. Загрузка шихтовых материалов состоит в правильном чередовании поступления в печь руды, топлива и флюсов. В колошнике и в верхней части шихты происходит удаление гигроскопи-i , ческой влаги из руды, высушивание и растрескивание руды, что облегчает процесс восстановления. Руда восстанавливается благодаря горению кокса. Горение начинается снизу в области горна. Через фурменные отверстия раскаленный воздух поступает в печь и на уровне фурм кислород воздуха вступает в реакцию с углеродом раскаленного кокса. [c.65]

Образуется карбид железа РезС, который способствует науглероживанию железа, растворяясь в нем. Процесс науглероживания протекает активно, при этом может раствориться до 4% углерода. Наряду с восстановлением окислов железа и науглероживанием чистого железа в доменной печи происходят реакции восстановления и других элементов шихты кремния, марганца, серы, фосфора, а если в рудах содержатся редкие элементы —титан, хром, ванадий и др., то и их восстановление. Все указанные элементы восстанавливаются главным образом твердым углеродом. Восстановление протекает при высоких температурах (1000—1200°), так как реакции идут с поглощением тепла. [c.66]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...