32. Физико-химические процессы при выплавке чугуна.

Чугун выплавляют в печах шахтного типа доменных печах. Сущность процесс. Заключается в востановление железа в ведение в состав руды оксида углерода, водорода и твёрждого углерода. Выделяющимся при сгорании топлива. При выплавке чугуна решаются зхдчи:

Востановление железа из оксидов руды

Оплавление пустой породы руды образававщегося шлака, растворении в нём залы, кокса и удалении его из печи.

При работе печи шихтовые металлы проплавляясь опускаются. А через загрузочное устройство падают новые порции шихта, чтобы весь полный объём печи а её объём равен 5000 м3 высота до 35 метров.

Процессы протекающие в доменной печи:

Горение топливо. Природного газа и кокса взаимодействия с кислородом сгорают. В результате горения выделяется большое количество теплоты, температуры достигает 2000С. Продукт сгорания взаимодействуют с раскалённым коксом. Образовавшейся смесь восстанавлениегазов в которых СО является главным восстановителем железа из его оксидов. Для увеличении производства подаваемый в домницувоздух увлажняется. Что происходит к увеличению содержанию H2. Восстановление оксидов железо начинается при температруе 570С. Восстановление железо происходит по мере движение шихты вниз по шахте и повышение температуры в несколько стадий. Восстановление газами называется косвенным восстановлением. Протекает в верхней части печи при сравнении низких температурах. За счтет СО и H2восстанавливется все оксиды железа до низшего и 40-60% железа. В нижней части доменной печи образуется шлак. В результате сплавливаниеокислов пустой породы, флюсов и залы, топливо. Чугун выпускают из печи каждые 3-4 часа а шлак 1.5 часа. В дальнейшем чугун поступает для переработки стали или разлива. Где он затвердевает в виде слитков массой 45кг. Основным продуктом доменной плавки. Передельныйчгун. Литейный чугун для переплава на машиностроительных заводах. Ферросплавы это сплавы железо с кремением и так далее. Их применяют для раскисления и лигирование стали, побочные продукты доменной плавки шлак и доменный газ.

33. Продукция доменного производства.

Продуктами доменного производства являются чугун, шлак и доменный газ.

Чугун выпускают из доменных печей от 4 до 6 раз в сутки через чугунную летку. Когда чугун выпущен, летку снова закрывают огнеупорной глиной. Для этого применяют специальное приспособление — пневматическую или паровую пушку.

Из доменной печи чугун через летку поступает по желобу в ковш, который помешен на специальной железнодорожной тележке. Жидкий чугун, находящийся в чугуновозных ковшах, может быть использован в жидком виде для производства стали или для отливки чугунных чушек на специальной разливочной машине.

Чугуны, предназначенные для использования в твердом виде на других металлургических и машиностроительных заводах, заливают на разливочных машинах в металлические формы.

Машина состоит из бесконечной цепи, на которой укреплены металлические формы. С одной стороны машины в эти формы заливают жидкий чугун, а на другом конце образовавшиеся чушки чугуна грузят в вагона. В доменных печах выплавляют чугуны и доменные ферросплавы. Больше всего выплавляется передельных чугунов (содержащих 3,5 ÷ 4,2%С; 0,3 ÷ 1,5% Si; 1,5 ÷ 3,5%Mn; 0,03 ÷ 0,05%S), которые идут для производства стали и составляют 80—90%, затем литейных чугунов 8—17% и доменных ферросплавов 2 — 3%.

Для машиностроительной промышленности используются главным образом коксовые литейные чугуны (содержащие 3,5 ÷ 4,2%С; 1,5 ÷ 3,5%Si; 0,1 ÷ 0,5%Р; 0,5 ÷ 1,5%Мn; 0,03%S), в том числе и природно-легированные, содержащие Cr, Ni, Ti, V и другие элементы.

Кроме различных чугунов, в доменных печах выплавляются также  ферросплавы: ферросилиций с 9÷13% Si; ферромарганец c 70 ÷ 80% Мn; зеркальные чугуны с 10 ÷ 25% Мn. Доменные расплавы применяют при плавке стали и различных чугунов для фасонного литья.

На 1 кг сгоревшего кокса в доменной печи образуется около 3-4 м³ газа. Доменный газ при выходе из доменной печи содержит 8 — 50 г/м³ пыли, состоящей из пылевидной руды и истёртого в порошок топлива и флюсов.

Доменные газы для промышленного использования подвергаются очистке: грубой — в сухих очистителях, устанавливаемых около доменной печи; полутонкой — в специальных  мокрых газоочистителях до содержании пыли 0,3—0,5 г/м³ или тонкой до содержания пыли 0,02 г/м³. Последнюю применяют при пользовании газа в двигателях внутреннего сгорания.

Доменные шлаки выпускают в шлаковозные ковши и перевозят для грануляции к специальным установкам, где водой или паром шлак раздробляют до размеров гравия.

Шлаки используют для производства цементов, шлаковых кирпичей, гравия и шлаковой ваты