1. Металлургическое топливо и огнеупорные материалы

Топливо. Его основными горючими компонентами являются углерод и водород, нередко в виде углеводородов и других соединений. О К негорючей части относятся азот, влага, зола. В топливе часто Находится сера — вредная примесь, которая может переходить в металл, ухудшая его качество.

Важнейшей характеристикой топлива является его теплотворность — количество тепла, выделяющееся при полном сгорании единицы топлива. Кроме того, при оценке качества топлива учитывают температуру его воспламенения, зольность и другие характеристики.

Основными видами металлургического топлива являются кокс, мазут, а также газы — природный (естественный), доменный (колошниковый) и коксовый.

Кокс — главное топливо при выплавке чугуна в доменных печах и в. Его используют также при агломерации, в цветной металлургии и т. д. Кокс представляет собой твердую пористую спекшуюся массу, получающуюся из коксующихся каменных углей после удаления из них летучих веществ в специальных печах путем пиролиза, т. е. разложения при прокаливании измельченного угля без доступа воздуха при 950—1100° С в течение 15—18 ч.

Мазут широко применяется для отопления мартеновских и многих нагревательных печей. Он представляет собой жидкий остаток при переработке нефти — после возгонки из нее бензина, керосина и других легких фракций. Достоинства мазута — высокая теплотворная способность, отсутствие золы при сжигании, простота регулирования горения.

Природный газ — высококалорийное дешевое топливо. В последние годы он находит в металлургии все возрастающее применение. Он состоит в основном из метана СН4 (92—98%) его теплотворная способность не менее 34 МДж/м (8000 ккал/м ). Начавшееся сравнительно недавно применение природного газа позволило значительно интенсифицировать процессы плавки в доменных и мартеновских печах, значительно повысить их производительность, уменьшить расход дорогостоящего кокса в производстве чугуна.

Основные огнеупорные материалы — магнезитовые, доломитовые и др. с высоким содержанием MgO, aO. [c.19]

Магнезитовый кирпич содержит 90—95% MgO, его огнеупорность 2000—2400° С. Магнезитовый порошок используют для футеровки подины, откосов мартеновских и других печей, изготовления тиглей для индукционных печей и т. П.

Хромомагнезитовый кирпич содержит 65—70% MgO.и до 30% СГ2О3 и имеет огнеупорность не ниже 2000° С. В отличие от магнезита он обладает высокой термостойкостью, и широко применяется для изготовления сводов мартеновских печей и т. п.

Нейтральные огнеупорные материалы — шамот, углеродистые и другие материалы.

Шамот — наиболее распространенный огнеупорный материал в металлургии. Он содержит 50—60% Si02 и 30—45% AlaOg и имеет относительно невысокую огнеупорность (1580—1750° С), но является наиболее дешевым огнеупорным материалом. Шамотные кирпичи применяют для кладки доменных печей, футеровки сталеразливочных ковшей и т. д.

2, Особенности подготовки сырья в цветной металлургии

Требования к подготовке шихтовых материалов. Цветная металлургия является одной из наиболее материалоемких, а также топливо- и энергоемких отраслей промышленности. По этой причине качественная подготовка исходного сырья к металлургической переработке оказывает решающее влияние на конечные технико-экономические показатели металлургического передела. В металлургическую переработку, как правило, поступает не один конкретный металлсодержащий материал, а смесь разных сортов рудного сырья с флюсами и оборотами. Смесь поступивших в переработку материалов (без топлива) называется шихтой. Различают две группы подготовительных операций механическую и химическую подготовку. Химическая подготовка сводится к обжигу или агломерации (спеканию) исходных рудных материалов. Окускование мелких материалов осуществляют методами скатывания, брикетирования, агломерации (спекания) или комбинацией этих методов. Процесс агломерации. При химической подготовке шихты основным процессом, применяемым в цветной металлургии, является агломерация, при которой так же, как и в черной металлургии, используется мелкий кокс, а для отопления зажигательных горнов используется природный газ или мазут. Особенностью процессов агломерации в цветной металлургии является использование окисленных руд или сульфидных шихт.

Окускование рудных материалов методом агломерации по сравнению с грануляцией и брикетированием является значительно более дорогим способом. Однако этот метод обеспечивает хорошую химическую и термическую подготовку шихты к плавке, что, как отмечалось, оказывает существенное влияние на работу плавильных аппаратов и улучшение их технико-экономических показателей. Агломерирующий обжиг как. Шихта для агломерации в этом случае состоит из концентратов, оборотного агломерата и каменноугольной мелочи. Цель агломерации в этом случае — окусшвание шихты за счет ее спекания и удаление части серы. Основными элементарными стадиями агломерирующего обжига при этом являются следующие сушка шихты, термическое разложение высших сульфидов (пирротина, халькопирита, пентландита), окисление части сульфидов железа, расплавление легкоплавких компонентов шихты за счет теплоты окисления сульфидов и углеродистых материалов, спекание шихты при охлаждении расплавленной фазы. При этом агломерат является хорошо термически подготовленным материалом для последующей электроплавки в руднотермических печах.