36. Продукты доменной плавки

Основной продукт доменной плавки - чугун - сплав железа с углеродом, марганцем, кремнием, серой и фосфором. В состав легированных чугунов входят хром, никель, ванадий. Чугуны разделяются на передельные, из которых получают сталь; литейные, предназначенные для отливки различных изделий, и доменные ферросплавы, предназначенные для легирования и раскисления стали.

Передельный чугун. Этот чугун в жидком или твердом виде используется в мартеновских печах, конвертерах и электропечах для производства стали.

Литейный чугун отличается от передельного жидкотекучестью, позволяющей хорошо заполнять литейную форму. По содержанию фосфора эти чугуны делятся на четыре класса: А (<0,1 % Р); Б (0,1-0,3 % Р); В (0,3-0,7 % Р); Г (0,7—1,2 % Р). Для изготовления высокопрочных изделий применяют чугуны с низким содержанием фосфора, а для художественного литья - высокофосфористые, обладающие высокими литейными свойствами. Каждый класс литейных чугунов JIK состоит из 6 марок, различающихся по содержанию кремния. В чугуне ЛКО самое высокое содержание кремния (3,25- 3,75 % ), в каждой последующей марке на 0,5 % меньше. Литейные чугуны делятся также на группы по содержанию марганца и серы.Доменные ферросплавы. К ним относятся ферромарганец с 70-75 % Мп, ферросилиций СИ 10 с 9-13 % Si и СИ 15, содержащий не менее 13 % Si, и зеркальный чугун с 10-25 % Мп и < 2 % Si.

Шлаки содержат 35-40 % SiCh; 8-17 % АЬОз; 40- 46 % СаО, 2-10 % MgO и другие вещества. Выход шлака составляет 300-600 кг/т чугуна, т.е. за сутки в доменной печи производительностью 6000 т чугуна образуется от 1800 до 3600 т шлака.

Доменный шлак является ценным сырьем для промышленности стройматериалов. Из него делают цемент, вяжущие-вещества, растворы и бетоны, шлаковую пемзу, вату, стеновые материалы, брусчатку, шлаковый щебень. Ежегодно перерабатывают 75 % всех шлаков. В перспективе должна быть полная переработка шлаков и постоянное использование старых шлаковых отвалов.

Колошниковый газ. Поскольку в газе содержится до 30 % СО, то он является топливом, которое используют после очистки от пыли. Количество колошникового газа в 2,5 раза по массе превышает количество чугуна. Теплота сгорания составляет 3600-3900 кДж/м3. При работе доменной печи на комбинированном дутье с применением природного газа содержание водорода в колошниковом газе возрастает до 6-8, а иногда до 12 %, при этом теплота сгорания возрастает до 4200 кДж/м3. Около 30-35 % колошникового газа используется в доменном цехе для обогрева насадок воздухонагревателей. Остальной газ используется в прокатных и термических цехах и на теплоэлектроцентрали.

Колошниковая пыль. Вынос пыли составляет от 10 до 80 кг/т чугуна, т. е. в сутки, например, на печи объемом ~2700 м3 выносится до 300-400 т пыли, из которых улавливается ~65%. Пыль содержит 38-50 % Fe и 8-14 % С, она направляется на фабрики окомкования доменной шихты.

37, 38. Процессы твердофазного восстановления железа.

Этот процесс получил название металлизации, а получаемый продукт название металлизированного. По степени металлизации понимают процентное содержание железа в продукте например: 85% железа – это продукт для доменного производства; 85-95% продукт для сталеплавильного производства; 98% продукт для производства железного порошка, для порошковой металлургии, хорошо развито в Китае.

Процессы металлизации проходят при t=1000-1200 градусов, т.е когда железо находится в твёрдой фазе – процесс твердофазного восстановления. Этот материал напоминает пористую губку и его часто называют губчатым железом и оно в основном используется для производства стали в сталеплавильном производстве. Для восстановления оксидов железа используют уголь (твёрдый восстановитель) или природный газ. Восстановительные газы получают конверсией газообразных углеводородов, либо газификацией твёрдого топлива.

Конверсия может быть: 1) кислородной (воздушной) ; 2) паровой ;

3) углекислотной

Паровая и углекислотная конверсии требуют затрат тепла. Конверсию осуществляют в специальных аппаратах с использованием катализатора.

Газификация твёрдого топлива осуществляется по следующим реакциям:1) ; 2) ; 3) .