§ 2. Нагрев шихты

В зоне горения кокса температура достигает 2000 °С, газообразные продукты сгорания СО, CO2, азот воздуха нагреваются до высокой температуры и поднимаются вверх. Тепло газов передается твердым материалам. Сте­пень нагрева проплавляемых материалов зависит от то­го, как далеко они расположены от горна и какой газо­проницаемостью обладают. На каждом горизонте домен­ной печи, несмотря на неравномерное распределение температуры по сечению, слой материалов нагрет до ка – кой-то постоянной средней температуры. Самая низкая температура на колошнике доменной печи. Поднимаю­щиеся сюда газы успели отдать большую часть своего тепла и имеют температуру 200—400 °С. Внизу шахты температура повышается до 1000—1150°С, в районе рас­пара до 1200°С и в верхней части горна — до 2000°С. Изменение температуры внутри печи определяется распределением плавиль­ных материалов по высоте и сечению печи, соотношениями между количест­вами топлива и агломерата в шихте, физическим и химическим составом шихты, температурой и количеством дутья. При перемещении вверх к ко­лошнику по оси печи наблюдается до­вольно быстрое снижение температу­ры, так что переход к зоне умеренных температур происходит на уровне рас­пара. Таким образом, загружаемые в печь материалы основную часть своего пути от колошника до верхней части горна совершают в области умеренных температур и меньшую часть в зоне сравнительно высоких температур. На рис. 34 приведены кривые, характери­зующие изменение температуры по вы­соте доменной печи.

§ 3. Удаление влаги и летучих

Рис. 34. Изменение Температуры по вы – доте доменной печи-.

1 — на периферии пе­чи; 2, 3 — в промежу­точной зоне; 4 — в центре

5*

67

Из всех шихтовых материалов кокс подвергается наименьшим физическим и химическим изменениям при опуска­нии от колошника до горна. Загружен­ные в печь куски кокса в первую оче­редь теряют влагу. Этот процесс про­текает быстро — как только кокс на­гревается до IlO0C. После того как кокс нагреется до 300—400 °С, из него выделяются остатки летучих веществ органического происхождения: CH4, H2, СО, CO2. Летучие кокса и водяные пары разбавляют колошниковые газы и изменяют их состав. Когда кокс оказывается в зоне распара, в нем остаются только уг­лерод, зола, сера и фосфор.

Загружаемая в печь руда и агломерат содержат гиг­роскопическую влагу в свободном состоянии и в гидрат – ном — в соединениях. Гигроскопическая влага удаляется при нагреве материалов до температур несколько выше IOO0C. Удаление ее зависит от крупности кусков и пори­стости. Чем крупнее куски материалов, чем меньше их пористость, тем больше требуется времени для их про­грева и удаления влаги.

Гидратная влага находится в буром железняке, в марганцевой руде, в пустой породе, например в каоли­нитах глины Al2O3-SiO2-2Н20 и иногда во флюсах. Разложение гидратов Fe2O3-H2O; Al2O3-SiO2-2Н20 на­чинается при 200 0C и может заканчиваться при ^550 0C. Выделение гидратной влаги заканчивается при 1000°С. Поскольку в настоящее время в доменном процессе редко используются сырые руды и флюсы, то большого влияния на ход плавки выделение гидратной влаги не оказывает.