Глава іі Производство чугуна

Чугуном называется сплав железа с углеродом от 2,14 % до 6,67 %. Кроме того, в чугане имеются постоянные примеси: Si, Mn, S и P.

Чугун получается из железных руд или железоуглеродистых материалов которые подвергают плавке в доменных печах.

В зависимости от состава исходных материалов и условий плавки выплавляют чугун различного состава и назначения:

– передельный чугун, предназначенный для переработки в сталь;

– литейный чугун, используемый на машиностроительных заводах для производства отливок;

– доменные ферросплавы, служащие добавками и раскислителями при производстве отливок и слитков.

§ 1. Материалы, применяемые в доменном производстве

Основными материалами, необходимыми в производстве чугуна, являются руда, топливо и флюсы.

1. Железные руды

Для получения чугуна используют четыре вида железных руд, содержащих железо в различных соединениях.

• Красный железняк – содержит Fe₂O₃. Руда кусковая, пористая, легковосстановимая, чаще всего красного цвета. Добывается на Криворожье, Курском, Ангаро-Питском и др. месторождениях.

• Бурый железняк – содержит Fe₂O₃ · Н₂О. Руда желто-бурого цвета, кусковая, мягкая, порошковая. Добывается: Керченское, Лисаковское, Байкальское.

• Магнитный железняк содержит Fe₃O₄. Руда в виде плотных пород серого цвета. Добывается в Магнитогорском, Курском, Качканарском и др. месторождениях.

• Шпатовый железняк – содержит FeCO₃ . Встречается в виде плотных пород серого цвета – Байкальское месторождение.

Содержание железа в рудах колеблется от 15...16% (Качканарское) до 55…65% (Криворожское и Курское).

Криворожское месторождение занимает площадь около 300 км² . Разработка ведется как закрытым (25 %) так и открытым способами (75 %).

Пустая порода криворожских руд состоит в основном из кремнезема. Содержание серы не превышает 0,05 %, фосфора – не более 0,02…0,04 %.

2. Марганцевые руды.

Железные руды содержат мало марганца, который необходим для выплавки чугуна. Поэтому в шихту добавляют марганцевые руды. Заводы Украины обеспечиваются марганцевыми рудами Никопольского и Чиатурского (Грузия) месторождений.

3. Флюсы.

Флюсы бывают основные – известняк, доломитизированный известняк и доломит, кислые – кварцит, и нейтральные – бокситы.

Так как пустая порода железных и марганцевых руд содержат в основном кремнезем, то и флюсы, применяемые в черной металлургии, в большинстве – основные (известняк).

4. Топливо.

Топливо в доменной печи служит одновременно носителем тепла, восстановителем и разрыхлителем шихты.

В этой связи к нему предъявляются следующие требования:

• высокая механическая прочность, сохраняющаяся при нагревании до высоких температур;

• отсутствие мелких, а тем более пылевидных фракций;

• высокая пористость, обеспечивающая интенсивное горение;

• высокая теплота сгорания;

• низкое содержание золы, серы и фосфора;

• низкое содержание летучих веществ;

• небольшая стоимость.

Основным видом топлива в доменной печи является каменноугольный кокс. Используются также природный газ и мазут.