Chương 7 MỘT SỐ LỊ CƠNG NGHIỆP
7.1.1.CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC
Lị cao lă thiết bị lớn, phức tạp nhất để luyện gang. Cấu tạo lị được trình băy trín hình 7.1. Phần trín cổ lị cĩ câc thiết bị cấp liệu (phểu nạp liệu, xe kíp chuyển liệu),
ống thôt khí. Lị được đặt trín mĩng bítơng chịu nhiệt. Thđn vă cổ lị xđy trín một vănh đỡ lớn hình khuyín bằng thĩp dăy, dưới cĩ cột đỡ, chđn cột cĩ câc bulong băt liền văo nền bítơng. Bín ngoăi lị được bọc vỏ kim loại dăy 20 đến 25 mmở phần trín, cịn phần dưới dăy 35÷40 mm. Bín trong vỏ lị xđy bằng gạch chịu lửa.Phần thđn vă bụng lị xđy bằng gạch samơt chđt lượng cao, cịn nồi lị, phần dưới đây lị xđy bằng gạch cacbon.Phần trín giữa đây xđy bằng gạch cac nhơm chứa hơn 45% Al2O5 để
giảm mạch nhiệt, tăng độ bền của đây.Âp suất khí trong lị cao lín tới (0, 3÷0, 5).106
pa, nín lớp lĩt chịu lửa được bọc thĩp tấm dăy20÷40 mm.Chiều dăy lớp lĩt phần trín thđn lị khoảng 900÷1000 mm, cịn phía dưới thđn lị khoảng 1300÷1500 mm.Để tăng
độ bền lớp lĩt, tường lị được lăm nguội bằng nước giữa vỏ lị vă lớp lĩt.Phía trong cổ
lị lĩt thĩp tấm để chống va đập, băo mịn của quặng.
Hình 7.1. Kết cấu lị cao
Câc nguyín liệu chính lă quặng sắt vă than được xe kíp chất văo phểu lị.Khơng khí được nung nĩng trước với nhiệt độ 1000÷1250 oC trong câc lị Caopơ (một lị cao thường cĩ 4 lị Caopơ:3 lị đốt khí lị cao để nung gạch, cịn 1 lị để nung khơng khí, lăm việc thay phiín nhau), sau đĩ thổi văo lị qua câc mắt giĩ.Trong lị cĩ hai luồng di chuyển ngược chiều nhau: nguyín liệu từ trín xuống, từ dưới lín lă luồng khí lị hình thănh do nhiín liệu chây vă phản ứng của nĩ với nguyín liệu.Do câc phản ứng hĩa học, gang vă xỉ tạo thănh chuyển động xuống dưới tích tụở nồi lị qua mâng chảy văo nơi chứa.
Bảng 7.1.Câc kích thước cơ bản của lị cao
Câc kích thước(m) vă thể tích (m3) cĩ ích Câc thơng số 1000 1500 2000 3000 5000 Chiều cao cĩ ích Chiều cao nồi lị Chiều cao thđn lị Đường kính nồi lị Số mắt giĩ 25, 5 2, 9 14, 5 7, 2 14 27, 8 3, 2 16, 3 8, 6 18 29, 4 3, 6 18, 2 9, 7 20 31, 2 3, 9 18, 7 11, 6 28 32, 2 4, 5 19, 5 14, 9 36 7.1.2. CHẾ ĐỘ NHIỆT
Trong lị cao xảy ra đồng thời câc quâ trình khí động học, nhiệt học vă hĩa học. Nguyín liệu chuyển động từ trín xuống với câc quâ trình: sấy, phđn li, hoăn nguyín, nĩng chảy vă tạo xỉ. Nhiệt độ khí thôt ra từ lớp liệu ở cổ lị khoảng 250 đến 400 oC, cịn ở nồi lị dạt tới 2000 oC. Trong lị cao cĩ hai câch hoăn nguyín sắt từ oxit của nĩ:bằng câc khíCO, H2 (hoăn nguyín giân tiếp với sự tỏa nhiệt) vă cacbon cứng (hoăn nguyín trực tiếp với sự thu nhiệt). Khi nhiệt độ gần 900 oC bắt đầu tạo xỉ vă pha lỏng, sự kết dính biến mềm phối liệu quặng xảy ra trước khi tạo xỉ. Câc phản ứng chính vă sự phđn bố câc vùng được trình băy tĩm tắt ở hình 7.2
Hình 7.2. Câc phản ứng chính vă sự phđn bố câc vùng trong lị cao
Cường độ cơng tâc lị được quyết định tốc độ hoăn nguyín sắt bởi khí lị. Để
cường hĩa quâ trình đĩ bởi câc khí hoăn nguyín ( CO, H2) thì lớp liệu phải cĩ độ
thơng khí tốt, nín yíu cầu than, quặng cần được xếp theo thứ tự vă kích thước của chúng phải hợp lý ( với than lă 20÷60 mm, cịn quặng 10÷15mm )
Một thơng số quan trọng quyết định đến quâ trình vă chất lượng gang lă nhiệt độ
vùng mắt giĩ ( tại vùng tđm mắt giĩ cĩ nhiệt độ khoảng 1800÷2000 oC, cịn ở trục lị 1400÷1500 oC, nhiệt độ gang ra lị 1450÷1520 oC ).
Thơng số chủ yếu về cơng tâc nhiệt của lị lă hiệu suất nhiệt, cĩ giâ trị 42÷45%. Nếu sử dụng được cả lượng nhiệt của khí lị ( với lượng khí ra khỏi lị khoảng 1600÷1900 m3/tấn gang cĩ nhiệt trị 3, 8÷4, 2 kJ/m3) thì hiệu suất nhiệt của lị đạt tới 80÷85%. Do đĩ, tính ưu việt cơ bản của lị cao lă năng suất vă hiệu suất nhiệt lớn, cịn nhược điểm cơ bản lă yíu cầu đối với đặc tính của nguyín liệu vă tiíu tốn nhiều than cốc đắt tiền.
Tĩm tắt nguyín lý luyện gang lă:
Quặng sắt + than + trợ dung + giĩ nĩng = gang + xỉ + khí + bụi lị. Dđy chuyền cơng nghệ sản xuất gang như sơđồ dưới đđy
Hình 7.3. Sơđồ dđy chuyền cơng nghệ của lị cao.