1. Производство чугуна.

Чугун-железоуглеродистый сплав, содержащий более 2%углерода.Также в нем присутствуют кремний(до 4%), марганец(до 2%), фосфор и сера. Чугун является основным исходным материалом для получения стали.

Исходные материалы для получения чугуна:

1. Железная руда- горная минеральная порода, содержащая металл.

Железосодержащие руды:

1)красный железняк( 55-60% Fe)

2)магнитный железняк(55-60%Fe)

3)бурый железняк( 50-55% Fe)

4)шпаковый железняк( до 40% Fe)

2. Флюсы- вещества, которые используются вместе с рудой для образования легкоплавкого шлака в результате соединения при высокой температуре с пустой породой. Необходимы для удаления из печи тугоплавкой пустой породы и золы топлива. Известняк- CaCO3, MgCO3.

3. Топливо используется как для получения высоких температур при окислении оксидов, так и для восстановления железа и его оксидов. Главное топливо-кокс-твердое топливо, которое получается путем спекания высококачественных коксующихся углей при высокой темп.

Подготовка руд:

1)Для выравнивания размеров руды, она подвергается дроблению. Оно осуществляется в дробилках. После дробления руда классифицируется по размерам. Куски меньше 8 мм используют для агломерации. Остальную руду усредняют по составу и свойствам.

2) Дробленая руда обогащается: удаление густой породы. Используется в основном магнитное обогащение руд.

3) После обогащения руда подвергается агломерации- получение кусков определенных размеров руды.

Шихта-смесь материалов.

Физико-химические процессы:

1)Сгорание топлива. СО+О2=СО2

2)Восстановление железа из оксидов. Правило Байкова: восстановление железа из оксида происходит по направлению от высших оксидов к нижним. FeO+CO=Fe+CO2 Выделенное железо при высоких температурах поглощает углерод и образуется Fe3C(карбид железа, представл-щий структуру получившегося чугуна). 3Fe+C=Fe3C

Кроме железа в состав руды попадают оксиды марганца. Марганец улучшает свойства чугуна,повышает прочность. MnO+C=Mn+CO2

Кремний окисляет раствор в железе, является полезной примесью, повыш жидкотекучесть чугуна. Вредными примесями являются сера и фосфор.

Продукция доменного производства(чугуны):

1)белый чугун

2)ферросплав(сплав железа с различными металлами)

3)доменный шлак(явл исходным продуктом для строит материалов

4)доменный(колошниковый) газ(имеет высокую температуру ,его используют для нагрева производственных помещений

Недостатки: доменный процесс требует много энергии, воды

4. Электродуговая печь - электрическая печь для плавки ме и др мат-ов, в которой использ тепловой эффект эл дуги. Вместимость 0,5-200т В металлургических цехах плавку ведут в основных, а в литейных –в кислых печах. После загрузки шихтовых мат-ов электроды опускают и подключают к источнику тока. между шихтой и электродами образ дуга с Т более 3000 С. Плавление ме и окисление примесей. Во время плавки 2-3 раза сливают шлак, удаляя вредные примеси. Проводят раскисление стали. Легирование неокисляющимися примесями (Ни, Мо) проводят во время плавки, вводя эти элементы с шихтой. Перед выпуском стали производят легирование легкоокисляющимися (хром, титан) примесями, вводя их в виде ферросплавов.

Процесс плавки металла сост из след стадий:

1- подготовка печи, заключается в устранении дефектов, полученных в предыдущих плавках

2- Плавка металла, заключается в полной расплавке шихты, процесс можно ускорить с помощью газовых горелок, вмонтированных в стены плавильного пространства.

3- Окисление, слив шлака, после чего добавка флюсов и других элементов для удаления вредных примесей и получения эффекта кипения

4-Восстановительная стадия- добавка раскислителей которые позволяют вывести кислород, который способствует коррозии металла