Металлургия чугуна и стали.

1. Металлургия чугуна.

1.1 Исходные материалы для получения чугуна.

1.2 Устройство доменной печи.

1.3 Доменный процесс

1.4 Продукты доменного производства.

Красный железняк (гематит) - Ре₂О₃. Содержание железа в красных железняках состав­ляет 45 -65 % при малом содержании вредных примесей.

Бурый железняк (лимонит) - Ре₂О₃-Н₂О с переменным количеством гидратнои влаги, со­держание железа 25 - 50 %.

Магнитный железняк (магнетит) - Ре₃О4 (закись — окись железа).

Магнетиты - наиболее богаты железные руды, содержат 40 - 70 % железа.

Для производства чугуна, кроме железных руд, требуются и другие материалы:

Флюсы: вводят в доменную печь для того_;чтобы не допустить «зарастания» рабочего пространства печи и обеспечить плавку пустой породы и золы топлива при необходимой температуре.

Кокс: служит топливом и обеспечивает нагрев печного пространства до необходимой температуры, обеспечивает восстановление оксидов железа.

Колоша — порция шихты.

Перед плавкой руды подготавливают: магнитная сепарация, агломерация. В качестве флюса применяют известняк: флюс применяют для ошлакования пустых по­род и удаление серы из кокса.

В качестве топлива используют каменноугольный кокс, теплоотводная способность которого 30000 кДж/кг.

Огнеупоры - должны обладать высокой стойкостью к перепадам температур, высокой температурой размягчения, постоянством объёма, высокой химической стойкостью.

1.2. Это печь шахтного типа представляет собой металлический кожух, выложенный изнутри шамотом.

1. Колошниковое устройство.

2. Газоотводы.

3. Шахта.

4. Распар.

5. Заплечики.

6. Фурмы.

7. Горн.

8. Летка чугуна.

9. Летка шлака.

10. Лещадь.

1.3. Сверху в низ непрерывным потоком движется шихта.

Снизу вверх через фермы поток газов.

Сущность доменного процесса заключается в восстановлении железа из руды, его науглероживания и ошлакования пустых пород.

По теории А.А. Байкова восстановление железа идет ступенчато.

Fе₂О₃ → Fе₃О₄ → FеО → Fе

3 Fе₂О₃ + СО -» 2 Fе₃О₄ +СО₂ ↑+ Q

Fе₃О₄ + СО = 3 FеО + СО₂ + Q

3 FеО + СО = Fе + СО₂ + Q

3 Fе + 2 СО = Fе₃С + СО₂ - науглероживание.

Продукты доменного производства.

Шлак - шлакообразование активно развивается при прохождение шихты в области распара после окончания процессов восстановления оксидов железа в доменной печи. Шлак состоит из оксидов пустой породы и золя кокса, а так же флюса, специально добавленного в печь, чтобы обеспечить достаточную жидко текучесть шлака при температуре 1400 - 1450° С.

Основным составляющие шлака - кремнезем (30 - 45%), оксид кальция (40 -50%), глинозём (10 - 25%). Состав шлака зависит от породы руды, а также от того, получают ли в доменной печи предельный чугун, литейный чугун, ферросплавы. Шлаки широко используют в промышленности. Из него получают шлакоблоки, шлаковую вату, цемент.

Чугун - важнейший продукт доменной печи. Это сплав железа с углеродом, кремнием, марганцем. В доменных печах главным образом выплавляют предельный чугун, предназначенный для переработки в сталь. В значительных количествах в доменных печах выплавляют и литейные коксовые чугуны, маркируемые ЛК, отличающиеся повышенным содержанием фосфора (0,1 - 1,2%) и обязательно значительным количеством кремния

(0,8 - 3,75%).

Ферросплавы - их иногда выплавляют в отдельных доменных печах. К доменным ферросплавам относятся: ферромарганец с 70 - 75% Мn и зеркальный чугун с 10 -25% Мn и около 2% S.

Одним из главных показателей доменного процесса принято считать коэффициент использования полезного объёма доменной печи (КИПО) равный отношению полезного объёма W(м³) к суточному выпуску чугуна Q_т;

К = W/Q_т —> Чем меньше коэффициент использования полученного объёма доменной печи, тем лучше она работает.