55081 P1010201

30 Mirosław Cholewa, Józef Gawroński, Marian Przybył

tlenków (im większa jest jej redukcyjność). W jej porach osadza się węgiel w postaci sadzy pochodzący z rozkładu tlenku węgla. Czynnikiem katalizującym reakcję rozkładu jest gąbka żelaza. Stąd wynika rozszerzanie się ścian szybu, które jest konieczne także z powodu ’ rozprzestrzeniania się kawałków koksu ku ścianom szybu na skutek nacisku wsadu z góry i ograniczaniu ruchu w dół przez spadki. Kąty nachylenia ścian szybu wynoszą 84 + 86°, przy ; czym. im większy piec, tym mniejsze kąty. Zakres temperatur, w którym zaczyna się tworzyć ! plastyczny wsad to 10S0 + 1150°C. „Uplastycznieniu” wsadu towarzyszy zmniejszanie się _; jego objętości i wobec tego konieczne staje się zmniejszenie przekroju pieca w obszarze j wysokich temperatur. Swoją rolę spełniają tutaj spadki, które zarazem stanowią swoisty 3 „ruszt”, zapobiegający zbyt szybkiemu zejściu materiałów wsadowych do gani.

O efektywności nagrzewania, tj. o maksymalnym wykorzystaniu ciepła spalania koksu ; do nagrzewania wsadu, decyduje wysokość pieca. Im wyższy piec — tym dłuższy czas nagrzewania wsadu, i dłuższy czas redukcyjnego działania gazu na poszczególne partie . wsadu. Stopień wykorzystania gazów w szybie w celu nagrzania wsadu i redukcji wyznacza : sprawność wielkiego pieca i decyduje w ten sposób o wielkości zużycia koksu.

Równomierność pracy pieca jest kontrolowana i sterowana systemami czujników temperatury, ciśnienia, wielkości przepływu gorącego dmuchu, prędkości przesuwania się wsadu. Ponadto, dokonuje się pomiaru wskaźników uchodzącego z pieca gazu gardzielowego, tj. jego ciśnienia, temperatury i składu chemicznego. W końcu analizowane są fizyczne i chemiczne właściwości żużla i surówki. Optymalizuje się proces wielkopiecowy . przez regulację, proporcji wsadu wielkopiecowego, a także parametrów poszczególnych jego składników. Dążeniem tworzonych współcześnie układów regulacji jest pełna automatyzacja • - przy wyeliminowaniu błędów i zakłóceń spowodowanych przez załogę obsługującą wielki piec. Jak wykazuje praktyka, skomputeryzowanie procesu przy prawidłowych algorytmach daje powtarzalność procesów oraz wąskie tolerancje składu chemicznego produkowanych surówek przy minimalnych kosztach wytwarzania. Ponadto, prawidłowy przebieg procesów pozwala na zsynchronizowanie elementów produkcji, które prowadzą do minimalizacji lub wręcz wyeliminowania gospodarki magazynowej związanej z biegiem wielkiego pieca.

Główne produkty wielkiego pieca to surówka zawierająca ok. 2^    4,5 % C; 0,7% Si;

0,5% Mn; 0,2% P; 0,02% S. Surówki cechują się wysoką twardością i jednocześnie znaczną kruchością Zatem, nie można ich kuć ani walcować. Praktyczne właściwości użytkowe surówek są niewielkie. Głównym kh przeznaczeniem jest dalsza przeróbka metalurgiczna -

związana z ponownym przetopieniem - dla otrzymania różnych gatunków stali, staliwa i żeliwa. Niektóre gatunki surówek o zwiększonej zawartości krzemu mogą stanowić surówki odlewnicze.

Surówki zależnie od przeznaczenia dzielimy na przeróbcze i odlewnicze. Przeróbcze to te, z których wytwarza się stale do przeróbki plastycznej. Surówki odlewnicze po przetworzeniu w płomiennych lub elektrycznych piecach metalurgicznych służą do wytwarzania bardzo wielu stopów odlewniczych.

W wielkich piecach poza surówkami wytwarza się żelazomangan (zawierający w zależności od gatunku od 60 + 80% Mn). Jest to stop tzw. „zaprawa” - służący do wytwarzania stopów żelaza zawierających znaczne ilości manganu, np. 11 + 14% Mn - stal i staliwo - (Hadficlda) odporne na ścieranie.

Ubocznym produktem wielkiego pieca są żużle. Skład chemiczny żużli zależy od składu chemicznego rudy (a raczej skały płonnej) i topników tworzących żużel. Zwykle w skład żużla wchodzą tlenki wapnia, glinu oraz krzemu. Po skrzepnięciu tworzą one szklistą masę o ciemnym zabarwieniu, spowodowanym obecnością tlenków żelaza, manganu i innych metali. Niekiedy żużel wykorzystuje się do wyrobu wełny żużlowej będącej bardzo dobrym materiałem termoizolacyjnym. Ponadto, coraz szerzej wykorzystuje się granulaty żużlowe do celów budowlanych. Pumeks lub tłuczeń - kolejne produkty wielkiego pieca - są doskonałymi kruszywami do produkcji betonów termoizolacyjnych i wysoko wytrzymałych. Tłuczeń jest także wykorzystywany jako wysoko wartości owy podkład drogowy. Granulaty są ponadto stosowane do wytwarzania cementów hutniczych.

Schemat lokalnego ruchu wsadu oraz rozkładu tlenków węgla i tlenu w pobliżu dysz wielkiego pieca pokazano na rys. 1.12. Natomiast otoczenie strukturalne pieca w przemysłowym systemie - zestawienie konstrukcji nośnej z urządzeniami zasypowymi i z wolno stojącym pancerzem pokazano na rys. 1.13. Dla porównania w Japonii stosowane są odmienne konstrukcje nośne, a mianowicie piece z podparciem pancerza, co wynika z właściwości sejsmicznych terenu.

T~

—T-