5 Образование чугуна

Восстанавливаемое во всем объеме печи железо получается в твердом виде, поскольку температура его расплавления (1535 °С) выше температур, имеющихся в доменной печи; приэтом восстановленное из твердых кусков шихты железо полу чается в виде твердой губки. В условиях избытка углерода и СО губчатое железо растворяет углерод (науглероживает­ся). Этот процесс получает заметное развитие уже при тем­пературах 400-600 °С и заключается в том, что на поверх­ности губчатого железа, являющегося катализатором, про­исходит распад СО (2СО = С_саж+СО_г) и выделяющийся сажис­тый углерод переходит в железо, образуя раствор Fe + С = [С]

или карбид Fe₃C

Fe + 3C=Fe₃C.

П о мере науглероживания температура плавления железа понижается (так температура плавления железа, содержащего 4,3 % С равна ИЗО °С), а само оно опускается в зоны с более высокими температурами. В определенный момент, когда температура плавления науглероженного железа стано­вится равной температуре в печи, железо плавится (пример­но при содержании углерода 2-2,5% и температуре около 1200 °С) и образуются капли жидкого металла, которые стекают в горн между кусками кокса. В жидком виде железо науглероживается еще более интенсивно - при контакте ка­пель с раскаленным коксом и при контакте расплава с кок­сом в горне, происходит растворение углерода кокса в ме­талле: Fe + С_кокс = [С]_ре.

В движущиеся капли металла и отчасти в еще твердое же­лезо в небольших количествах переходят на разных горизон­тах печи другие восстановленные элементы (кремний, марга­нец, фосфор и в некоторых случаях ванадий, мышьяк, хром, никель, медь), а также сера. Этот сплав железа с углеро­дом и другими элементами (чугун) скапливается в горне.

Таким образом, формирование чугуна из твердого восста­новленного железа заключается в его науглероживании, рас­плавлении и растворении в нем других восстановленных эле­ментов (обычно это марганец, кремний, фосфор и сера).

Окончательное содержание углерода в чугуне устанавли­вается в горне; оно не поддается регулированию и зависит от температуры чугуна и его состава.

Марганец и хром, Как карбидообразующие элементы, спо­собствуют повышению содержания углерода в чугуне.

Кремний, фосфор и сера образуют с железом силициды, фосфиды и сульфиды, которые, являясь более прочными со­единениями,чемкарбиджелеза,разрушаютего,способствуятемсамым снижению содержания углерода в чугуне. Увеличе­ние температуры чугуна вызывает повышение содержания уг­лерода в нем.

В ыбор заданий для домашней контрольной работы № 1,2,3

(номер варианта соответствует номеру студента в списочном составе группы

по МДК 01.01 в журнале)

№ ВАРИАНТА	№ ВОПРОСОВ
1	1,44
2	2,43
3	3,42
4	4,41
5	5,40
6	6,39
7	7,38
8	8,37
9	9,36
10	10,35
11	11,34
12	12,33
13	13,32
14	14,31
15	15,30
16	16,29
17	17,28
18	18,27
19	19,26
20	20,25
21	21,44
22	22,30
23	23,24
24	8,29