Вопрос 1
Для производства чугуна, стали и цветных металлов используют руду, флюсы, топливо и огнеупорные материалы.
Промышленная руда – горная порода, из которой при данном уровне развития техники, целесообразно извлекать металлы или их соединения. Например в настоящее время целесообразно извлекать металлы из руд, если содержание их в руде составляет: железа не менее 30-60%, меди 3-5%, молибдена 0,005-0,02%.
Руда состоит из минералов, содержащих металл или его соединения, и пустой породы (т.е. различных примесей). Руды называют по одному или нескольким металлам, входящим в их состав. Например, железные, медные, медно-никелевые и т.д.
В зависимости от содержания добываемого металла, руды бывают богатые и бедные.
Для производства чугуна используют железные руды.
Вопрос 2
Флюсы – материалы, загружаемые в плавильную печь для образования легкоплавкого соединения с пустой породой руды или концентратом и золой топлива. При выплавке чугуна в доменных печах флюсом является известняк СаСО3 или доломитизированный известняк, содержащий СаСО3и МgСО3, так как в шлаки должно входить определенное количество основных оксидов (СаО и МgО). Это необходимо для удаления серы из металла, в который она переходит из кокса и железной руды при плавке.
Кокс – топливо. Его получают на коксохимических заводах в коксовых печах сухой перегонкой без доступа воздуха при температуре 1000оС каменного угля коксующихся сортов.
Огнеупорные материалы применяют для изготовления внутреннего облицовочного слоя (футеровки) металлургических печей и ковшей для расплавленного металла. Огнеупорные материалы способны выдержать нагрузки при высоких температурах, противостоять резким изменениям температур, химическому воздействию шлака и печных газов. Огнеупорность материала определяется температурой его размягчения. По хим. свойствам огнеупорные материалы разделяют на кислые (содержат большое количество кремнезема SiO2, например кварцевый песок – 95%SiO2, динасовый кирпич, огнеупорность которых 1690-1700оС), основные (содержат основные оксиды - СаО, МgО; магнезитовые, кирпич и металлургический порошок, магнезитохромитовый кирпич, огнеупорность которого более 2000оС) и нейтральные (содержат большое количествоAl2O3 иCr2O3; хромомагнезотовые , высокоглиноземные, шамотные, например шамотный кирпич, содержащий 50-60%SiO2и 30-40%Al2O3.
Вопрос 3
В доменную печь загружают руду, флюсы и топливо (шихту). Подготовка руд к доменной плавке осуществляется для повышения производительности доменной печи, снижения расхода кокса и улучшения качества чугуна. Цель этой подготовки состоит в увеличении содержания железа в шихте и уменьшении в ней вредных примесей – серы, фосфора, повышение её однородности по кусковатости и хим. составу.
Типы подготовки: дробление и сортировка руд, обогащение руды, окускование, агломерация, окатывание.
Вопрос 4
Чугун – сплав железа с углеродом (содержанием обычно более 2,14%)
Чугуны содержат постоянные примеси (Si, Mn, S, P), а в некоторых случаях такжелегирующие элементы (Cr, Ni, V, Alи др.).
Сущность процесса получения чугуна заключается в восстановлении оксидов железа, входящих в состав руды, оксидом углерода, водородом и твердым углеродом, выделяющимся при сгорании топлива в печи.