- •Часть II «Металлургия и
- •Часть II «Металлургия и
- •Лекция 1. Черная металлургия Доменное производство
- •Общая характеристика железных руд
- •Подготовка руд к плавке
- •Дробление, измельчение и классификация
- •Обогащение
- •Усреднение
- •Лекция 2 Окускование
- •Агломерация
- •Производство окатышей.
- •Промышленные выбросы, образующиеся при подготовке руды, их очистка
- •Получение чугуна
- •Колошниковый газ. Его очистка
- •Доменный шлак, его использование
- •Лекция 3. Производство стали Основные реакции сталеплавильных процессов
- •Удаление газов из стали
- •Шихтовые материалы сталеплавильного производства
- •Лекция 4 Конвертерный способ получения стали
- •Очистка конвертерных газов
- •Очистка конвертерных газов c дожиганием со
- •Очистка конвертерных газов без дожигания со
- •Лекция 5 Мартеновское производство стали
- •Очистка мартеновских газов
- •Очистка сточных вод сталеплавильного производства
- •Утилизация сталеплавильных шлаков
- •Лекция 6. Цветная металлургия
- •Производство меди
- •Подготовка медных руд к плавке
- •Обжиг медного концентрата
- •Получение черновой меди
- •Плавка медных концентратов на штейн
- •Конвертирование медного штейна
- •Лекция 7 Огневое рафинирование черновой меди
- •Электролитическое рафинирование меди
- •Способы регенерации электролита
- •Производство глинозема
- •Производство криолита
- •Лекция 9 Электролитическое получение металлического алюминия
- •Очистка алюминия от примесей
- •Источники пылегазообразования и очистка отходящих газов
- •Переработка и использование бокситовых шламов
- •Лекция 10. Получение цинка
- •Выщелачивание
- •Теоретические основы выщелачивания
- •Схемы и способы выщелачивания
- •Лекция 11 Очистка растворов сульфата цинка от примесей
- •Электроосаждение цинка
- •Плавка катодного цинка
- •Переработка отходящих газов цинкового производства
- •Утилизация и обезвреживание металлургических газов
- •Лекция 12. Литейное производство
- •Литейные материалы и их свойства
- •Основные этапы литейного производства
- •Подготовка шихты и ее плавка
- •Изготовление литейных форм и их сборка
- •Технология изготовления песчано-глинистых смесей
- •Охлаждение и выбивка отливок
- •Лекция 13 Источники пылегазовыделения и очистка газопылевых выбросов
- •Специальные методы литья
- •Лекция 14. Обработка металлов давлением
- •Прокатное производство
- •Сточные воды прокатных цехов и их очистка
- •Методы утилизации окалиномаслосодержащих осадков
- •Лекция 15. Технология гальванических производств
- •Подготовка деталей к нанесению гальванических покрытий
- •Механическая подготовка
- •Обезжиривание
- •Обезжиривание органическими растворителями
- •Химическое обезжиривание
- •Электрохимическое обезжиривание
- •Травление
- •Химическое травление
- •Электрохимическое травление
- •Активирование и промывка деталей
- •Лекция 16. Механизм образования электрохимических покрытий
- •Лекция 17. Цинкование
- •Хромирование
- •Лекция 18. Очистка и обезвреживание сточных вод гальванического производства
- •Обезвреживание циансодержащих сточных вод
- •Обезвреживание хромсодержащих сточных вод
- •Химическое восстановление хрома (VI) с последующим осаждением гидроксида хрома (III)
- •Электрокоагуляционный метод
- •Гальванокоагуляция
- •Обезвреживание нитритсодержащих сточных вод
- •Нейтрализация сточных вод и осаждение тяжелых металлов
- •Доочистка сточных вод гальванического производства
- •Вопросы для самопроверки
- •Рекомендуемая литература
- •Часть II «Металлургия и металлообработка»
Получение чугуна
Основным аппаратом для извлечения железа из железных руд является доменная печь. Общая высота внутреннего пространства печи составляет 25-30 м, а с учетом фундамента и загрузочных устройств может достигать 70 м. Доменная печь относится к типу шахтных печей, то есть ее рабочее пространство вытянуто в вертикальном направлении. Горизонтальное сечение домны – это окружность.
Рис.10 Доменная печь
1 - колошник; 2 - шахта; 3 распар; 4 заплечики; 5 - горн; 6 большой конус; 7 - кольцевая труба для дутья; 8 - фурменный рукав; 9 -фурма для дутья; 10 - чугунная летка; 11 - шлаковая летка; 12 - шлаковый желоб; 13 - колонна шахты; 14 - огнеупорная футеровка; 15 - металлическая защита колошника; 16 - металлический кожух печи; 17 - вертикальный холодильник; 18 - горизонтальные коробчатые холодильники; 19 - кладка горна; 20 - желоб для чугуна и шлака, уходящего при выпуске чугуна; 21 - скимер
В вертикальном сечении домна состоит из 5 зон. Верхняя часть печи, через которую проводят загрузку шихты называется колошник. Основной частью по объему является шахта.
(перегородка для отделения шлака от чугуна); 22 - перевал; 23 -желоб для отвода чугуна; 24 - фундамент печи
Самая широкая часть домны – распар, который через заплечики переходит в регорн. В верхней части заплечиков находятся фурмы для подачи воздуха. В горне находятся отверстия (летки) для слива чугуна и шлака.
Во время доменной плавки идут следующие процессы:
H2Oж → H2Oп
С + O2 → CO2 + Q
CO2 + C → 2CO + Q
3Fe2O3 + CO → 2Fe3O4 + CO2
Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2
FeO + CO → Fe + CO2
CaCO3 → CaO + CO2 - Q
2CaO + SiO2 →2 CaO * SiO2
Домна работает непрерывно, загрузку шихты и слив чугуна и шлака проводят периодически.
В домну через фурмы подается воздух, нагретый до температуры 10000С. Попадая в слой кокса, воздух быстро расходуется на взаимодействие с углеродом кокса и уже на расстоянии 2 м от фурм газ не содержит кислорода. Поскольку горение кокса в доменной печи происходит при недостатке кислорода, конечным продуктом горения является не углекислый газ, а окись углерода. Образовавшийся газ с температурой 20000С поднимается вверх. Нагревая шихту, газ охлаждается и выходит из печи через колошник с температурой 200-3000С. При движении через шихту газ участвует в восстановительных процессах, в результате чего часть СО превращается в СО2.
В результате доменного процесса образуется чугун, который имеет следующий состав:
Fе - 91-94 %; C - 3,5-4,5 %; 1-5 % примеси (соединения серы, фосфора, марганца и т.д.)
Особенностью доменной плавки является то, что чугун скапливается под слоем шлака и шлак является регулятором состава чугуна. Выпуск чугуна и шлака проводится через 1-2 часа.
Выплавляемые в доменной печи чугуны в зависимости от способа дальнейшего использования делятся на 3 группы:
передельные – основное количество. Направляются в сталеплавильное производство;
литейные – используются в литейном производстве. Основной особенностью литейных чугунов является высокое содержание кремния и фосфора. Эти примеси повышают жидкотекучесть.
специальные – используются для определенных целей.