Розділ 1 ВИРОБНИЦТВО ЧАВУНУ

Чавун — це стоп заліза з вуглецем, у якому масова частка вуглецю становить від 2,14 до 6,67%. Крім заліза й вуглецю, у чавуні завжди є кремній, марганець, фосфор і сірка. Більша частка витопленого чавуну використовується для вироб­ництва сталі й лише незначна частка — для виготовлення відливок.

7.7.7. Вогнетривкі матеріали

Метали витоплюють у сучасних металургійних печах при високих темпе­ратурах. Тому внутрішні стінки печей, а також ковшів та інших пристроїв, призначених для витоплювання та транспортування рідкого металу, викладають вогнетривкими матеріалами, які повинні захищати метал від теплових втрат, здатні витримувати значні навантаження при високих температурах, раптові зміни температур і протистояти хімічній взаємодії з металом, шлаком та пічними газами. Вогнетривкість матеріалу визначається в °С. Вогнетривкі матеріали можуть бути у вигляді цегли, фасонних виробів і порошків. Хімічний склад вогнетривких матеріалів визначає їх властивості й зумовлює поділ на кислі, основні та нейтральні.

Динас належить до кислих вогнетривів і містить 95...97 % SiO₂ [6—7]. Його вогнетривкість становить 1690... 1720 °С. Динасовою цеглою футерують кислі електросталевитоплювальні й мартенівські печі.

До основних вогнетривів належать магнезит, магнезитохроміт, доломіт та інші.

Магнезит містить 91...94 % MgO, має вищу за 2000 °С вогнетривкість. Його застосовують для викладення дна та стін основних мартенівських і електро-витоплювальних печей.

Магнезитохроміт містить близько 45 % MgO і 15...22 % Сг₂О₃ [8], має * вогнетривкість понад 2000 °С й застосовується для викладення склепінь електросталевитоплювальних і мартенівських печей.

Доломіт (35...38 % MgO і 52...58 % СаО) має вогнетривкість в межах від 1800 до 1950 °С.

До нейтральних належать шамот і графітові вогнетриви.

Шамот складається із кремнезему SiO₂ та 30...42 % А1₂О₃, має вогнетрив­кість 1580... 1750 °С [9—10]. Він є найдешевшим серед вогнетривких матеріалів і застосовується для футерування доменних печ€Й,*кавшш для транспортування й розливання металу, повітреобігрі|ачів. -Б БЛ ^г ТЕіСД

Графітовий вогнетрив — графіт на глиняній або смоляній зв'язці. Він має вогнетривкість понад 2000 °С і використовується для викладення дна домен­них печей або електролізних ванн для отримання алюмінію.

1.1.2. Паливо

Для пір о металургійного добування металів із руд потрібна значна кількість тепла, яку отримують від згоряння палива, через перетворення електричної енергії в теплову, а також від екзотермічних реакцій в металургійних печах.

Паливо в металурги є не тільки джерелом тепла, але може брати участь і в хімічних реакціях. До його складу входять горючі речовини (вуглець, водень), негорючі речовини (зола, вода, азот) і шкідливі домішки (сірка, фосфор). Зола

— мінеральна складова палива, що містить оксиди SiO_?, А1_?О₃, CaO, MgO та ін. У високоякісному паливі негорючих речовин та шкідливих домішок дуже мало. Металургійна промисловість використовує тверде, рідке й газоподібне паливо. Найпоширенішим є тверде паливо — кокс.

Кокс отримують шляхом сухої перегонки дрібних зерен вугілля розміром до З млі при температурі 900... 1000 °С без доступу повітря протягом 15... 17 год [1]. Під час цього виділяються коксовий газ і багато цінних хімічних речовин у газоподібному стані, а твердий залишок спікається у міцні пористі грудки — кокс. Він є цінним паливом, яке містить 85...88 % С, 8...12 % золи, до 5 % води, 0,5...2,0 % S, до 0,1 % Р і до 1 % летких речовин. Теплотворна здатність коксу

— близько ЗО МДж/кг.

Представником рідкого палива в металургії є мазут.

Мазут складається із 84...88 % С, 10... 12 % Н_?, 0,7...4 % S і 0,3 % золи [1], має теплотворну здатність 35...45 МДж/кг.

Газоподібне паливо застосовують у сталевитоплювальному й частково в доменному виробництвах. Найбільше значення мають природний, коксовий і доменний гази.

Природний газ містить 90...98 % вуглеводнів типу СН₄, С₂Н₂ і до 1 % азоту, а його теплотворна здатність становить 35...55 МДж/кг.