1. Исходные материалы и подготовка их к плавке

Для производства чугуна в доменных печах необходи­мо иметь следующие исходные материалы: железные ру­ды, топливо (если оно твердое) и флюсы. Эти исходные материалы называются шихтой.

Железные руды представляют собой оксиды или карбонаты железа и другие соединения. Руда, образован­ная

• гематитом F₂О₃ называется красным железняком (содержит железа 55...70%),

• магнетитом Fe₃O₄ — маг­нитным железняком (55...60 % Fe),

• гидратами оксидов Fe ₂Оз-пН₂О — бурым железняком (37...55 % Fe).

• Руда, состоящая из сидерита Fe СОз (карбоната железа), назы­вается шпатовым железняком (30...40 % Fe).

• На основе железной соли титановой кислоты FeTiO₃ (ильменита) в сростках с обычным магнетитом образуются титано-магнетитовые руды (36,8 % Fe и 31,8 % Ti).

В состав же­лезных руд входят также и образующие пустую породу оксиды: SiO₂, А1₂Оз, СаО и MgO. Примеси руд делятся на

• полезные (Mn, Cr, Ni, V, W, Mo)

• вредные (в основ­ном Р и S), приводящие к хладно- и красноломкости ме­талла соответственно.

Установлено, что доменный процесс становится раци­ональным при доле железа в шихте не менее 60...61 %. Поэтому подготовка руд к плавке является важнейшим этапом современного металлургического производства. Руды дробят и измельчают(получение кусков оптимальной величины), после чего их сортируют и обогащают.

Обогащение руд осуществляют следующими способа­ми:

• промывкой, (Водой позволяет отделить пустую породу песок. Глину)

• гравитацией.(отсадка – отделение руды от пустой породы при пропускании струи воды через дно вибрирующего сита, на котором лежит руда)

• магнитной сепарацией, (руду подвергают действию магнита)

Продукты обогащения подразделя ются на концентрат (более 60% Fe) и хвосты — отходы с малой долей железа.

Концентрат подвергается окускованию. Результатом первого способа окускования — агломерации — являет­ся кусковой пористый офлюсованный материал — агло­мерат, (шихту состоящую из железной руды 40-50% + известняка 15-20% +возрат мелкого агломерта 20-30% + коксовая мелочь 4-6% + влага спекают в машинах при темпер 1300-1500°С. При этом удаляются вредные примеси (сера ) разлагаются карбонаты и получается пористый отфлюсованный материал.

Окатывания— окатыши (офлю­сованные шарики диаметром 10...15мм).

Шихта из измельченных концентратов, флюса и топлива. Увлажняясь и при обработке во вращающихся барабанах, грануляторах приобретает форму шариков. Их обжигают при темпер 1200 - 1350°С. Использование агломерата и окатышей исключает подачу флюса извесняка в доменную печь при плавке так как он уже там есть.

Основным топливом для доменной плавки служит кокс — продукт сухой перегонки каменного угля коксую­щихся сортов при температурах 900... 110 без доступа воздуха. Как частичные заменители кокса могут быть ис­пользованы природный газ, мазут или пылевидное топ­ливо.

Пустая порода вместе с флюсами образует жид­кий шлак. Флюс придает шлаку необходимые состав и свойства, благодаря чему обеспечиваются заданный ре­жим работы печи и очистка чу­гуна от серы. В качестве флюса используют известняк СаСО₃ или доломитизированный изве­стняк nСаСО₃ * m MgCO₃