|
Domna pechining ishlash tamoyili
|
| bet | 7/123 | | Sana | 15.05.2024 | | Hajmi | 14,49 Mb. | | #234931 |
Bog'liq Mat va KMT darslikDomna pechining ishlash tamoyili. Dastlab yangi domna pechini ishga tushirishdan oldin uning ishga yaroqliligi tekshirib ko‘riladi. Keyin ichki devorlarini qizdirish uchun pechning o‘txonasida 4-5 sutka davomida yoqilg‘i yoqiladi. Buning uchun pech o‘txonasiga furma teshiklari orqali bir oz koks, uning ustiga tarasha o‘tin qalanib, forsunka alangasida o‘t oldiriladi. Shundan so‘ng yana pechning koloshnik qismidan koks kiritilib, pech ishi haroratigacha qizigach, unga ma’lum tartibda koks, temir ruda va flyus to‘ldirib turiladi. Shu bilan birga pechga qizdirilgan havo 0,2-0,3 MPa (2-3 atm.) bosimda furmalar orqali haydaladi.
Domna pechining ishlash tamoyili quyidagi fizik-kimyoviy jarayonlarga asoslangan.
Koks yonayotganda ajralayotgan gazlar yuqoriga ko‘tarilib shixta materiallarini qizdirib boradi. Buning oqibatida temir oksidlari qaytarilib, uglerodga to‘yinib, cho‘yan hosil bo‘ladi. Suyuq cho‘yan sirtida esa shlak yig‘ila boshlaydi.
Yoqilg‘ining yonishi. Furma orqali domnaga haydalayotgan qizdirilgan havo kislorodi koksni yondiradi:
C + O2 = CO2+ Q
bunda, ajralayotgan issiqlik hisobiga qizigan gazlar yuqoriga ko‘tarilib pastga tushayotganda shixtani qizdira boradi.
Tajribalar shuni ko‘rsatadiki, pechning 1000ºC dan yuqoriroq haroratli zonasida karbonat angidrid cho‘g‘langan koks qatlamlari orasidan o‘tib, uglerod (II) oksid (is gazi) ga aylanadi.
CO2 + C = 2CO - Q
Shu bilan birga koks (uglerod) havo tarkibidagi suv bug‘laridan vodorodni ham qaytaradi:
2H2O + C = CO2 +2H2 - Q
Agar yoqilg‘i sifatida qisman tabiiy gazdan ham foydalanilsa, quyidagi reaksiya bo‘yicha to‘la yonish jarayoni kechadi:
CH4+ O2= CO2 + 2H2O +Q,
Natijada, pechda qaytaruvchi gazlar miqdori ortadi. Shixta pechda qaytaruvchi gazlar miqdori ortadi.
Shixta materiallarning ajraluvchi gazlar ta’sirida qizib borishdan kimyoviy birikmalarning parchalanishi sodir bo‘ladi: Masalan, pechning 100-350ºC haroratli zonasida kimyoviy birikmadagi suv yoqilg‘idagi uchuvchi moddalar ajralib chiqsa, undan yuqoriroq haroratli zonasida shixtadagi karbonatlar parchalanadi:
3FeCO3 → Fe3O4 + 2CO2 + CO - Q
3MnCO3 → Mn3O4 + 2CO2 + CO - Q
CaO3 → CaO + CO2 - Q vahokazo.
Natijada shixta bo‘laklari g‘ovaklanadi va ba’zan yoriladi. Bu jarayon pechning koloshnik qismidan boshlanib shaxtaning o‘rtalarida tugaydi.
Temir oksidlaridan temirning qaytarilishi. Ma’lumki temir oksidlaridan temirning qaytarilishi uglerod (II) - oksid, uglerod va vodorod hisobiga sodir bo‘ladi. Domna pechlarida temirning uglerod (II) - oksid hisobiga temir oksidlaridan qaytarilishi taxminan 400ºC haroratda boshlanib, 900-1000ºC haroratda tugaydi.
3Fe2O3 + CO = 2 Fe3O4 + CO2 + Q
Fe3O4 + CO = 3FeO + CO2 - Q
FeO + CO = Fe + CO2 + Q
Temirning temir oksidlaridan CO hisobiga qaytarilish tezligi pech haroratiga, ruda tarkibiga, fizik holatiga, qaytaruvchi gazlarning miqdoriga bog‘liq. Shuni qayd etish kerakki, shaxtaning pastki qismida (1000 ºC zonasida) hali qaytarilmay qolgan temir (II)-oksid koks uglerodi va temir ruda g‘ovaklaridagi qorakuya ko‘rinishidagi qattiq uglerod hisobiga ham qaytariladi:
FeO + C = Fe + CO - Q.
Tajribalardan xulosa qilish mumkinki, Fe ning 60 - 50% uglerod (II) - oksidi hisobiga va 40-60% qattiq uglerod hisobiga (agar 0,2-1% shlakka o‘tishi hisobga olinmasa) to‘la qaytariladi.
Temirning uglerodga to‘yinishi. Qaytarilgan g‘alvirak temir, uglerod (II)-oksid bilan reaksiyaga kirishib, temir karbidini hosil qiladi:
3Fe + 2CO = Fe3C + CO3;
3Fe + C = Fe3C.
Uglerodga to‘yingan bu birikma 1150 - 1200ºC haroratda suyuqlanib koks bo‘laklari orasidan o‘tib uglerodga to‘yinib, o‘txonaga to‘plana boradi. Bu qotishma tarkibida 3,5-4% uglerod bo‘ladi.
Domna Fe dan tashqari Si, Mn, S, P va boshqa elementlar ham qaytariladi, masalan Si va Mn yuqoriroq haroratda uglerod bilan quyidagi reaksiya bo‘yicha qaytariladi:
MnO + C = Mn + CO - Q
SiO2 + 2C = Si + 2CO - Q
Shixta tarkibidagi fosfor, asosan, kalsiyning fosforli tuzi - Ca3P2O8 [(CaO)3·P2O5] tarzida bo‘ladi. Bu tuzdan dastlab kremniy (IV) oksidi yordamida fosfat angidrid qaytariladi:
(CaO)3 · P2O5+ 3SiO2= 3CaO · SiO2 + P2O5+ Q;
P2O5 + 5C = 2P + 5CO - Q.
Fosforning deyarli hammasi qotishmaga o‘tadi.
Ma’lumki oltingugurt koksda va rudada FeS2, FeS, CaSO4, CaS birikmalar tarzida bo‘ladi. Jarayon vaqtida S ning qariyb 10 - 60% SO2, H2S gazlari ko‘rinishida pechdan chiqib ketadi. Bir qismi esa [FeS] tarzida metallda va shlakda (CaS) bo‘ladi. Metallda erigan FeS ni shlakka o‘tkazish uchun shlakda ohak ko‘proq bo‘lishi kerak. Shundagina u oltingugurt (CaS) birikma tarzida bog‘laydi:
FeS + CaO + C = Fe + CaS + CO + Q.
Shunday qilib, cho‘yandagi FeS dan oltingugurtning bir qismi CaS tarzida shlakka o‘tadi. Bunda MgO va Mn hisobiga ham metall oltingugurtdan qisman tozalanadi:
FeS + Mg = FeO + MgS
FeS + Mn = Fe + MnS
Shlakning ajralishi. Pechga flyus sifatida kiritilgan ohaktosh (CaCO3) 900ºC haroratli zonada CaO va CO ga parchalanadi. CaO raspar zonasi yaqinida SiO2, Al2O3, FeO va boshqa begona jinslar bilan birikib dastlabki shlak ajrala boshlaydi, u o‘txona tomon oqib borib yuqori haroratda qizib koks kulini, qaytarilmay qolgan oksidlar va begona jinslarni o‘zida eritadi. Shlakda juda oz miqdorda FeO bo‘ladi.
Temirning qaytarilishi va shlak hosil bo‘lish jarayonlarining ma’lum ketma-ketlikda borishi ajraluvchi shlakning kimyoviy tarkibi, suyuqlanish haroratiga bog‘liqdir. Masalan, Mn qaytarilib, cho‘yanga o‘tadi. Agar tarkibida Si ko‘proq bo‘lgan cho‘yan olinadigan bo‘lsa, aksincha, shlakda ohak miqdori kamroq bo‘ladi.
Shlakning muhim xossalaridan biri asosli va kislotali oksidlarning o‘zaro nisbatlaridadir: (CaO+MgO):(SiO+Al2O3) va bu nisbat cho‘yanlar ishlab chiqarishda 0,9-1,4 oralig‘ida bo‘lishi zarurdir.5
|
| |
