- •Основы металлургического производства
- •1. Основы металлургического производства
- •Основные тенденции развития металлургического производства:
- •1.1.Основы теории металлургических процессов
- •1.1.1. Окислительно-восстановительные химические реакции в металлургических процессах
- •Закон действия масс
- •1.1.3. Роль температуры, флюсов, шлаков и огнеупорных материалов в металлургических процессах Роль температуры в металлургических процессах
- •Роль флюсов в металлургических процессах
- •Роль огнеупоров в металлургических процессах
- •1.2. Производство чугуна
- •1.2.1.Подготовка руды к плавке
- •Окускование железорудного сырья
- •1.2.2.Конструкция доменной печи
- •Исходные материалы для получения чугуна
- •1.2.3. Доменный процесс получения чугуна
- •1.2.4. Продукты доменного производства
- •1.1.5. Технико-экономические показатели работы доменной печи
- •1.3. Производство стали
- •Классификация способов получения стали
- •1.3.1. Двухстадийная схема получения стали
- •Получение стали в мартеновской печи
- •Основные технико-экономические показатели производства в мартеновских печах
- •Производство стали в электропечах
- •Устройство дуговой электропечи
- •Технико-экономические показатели
- •Выплавка стали в индукционных печах
- •Производство стали в кислородном конвертере
- •Физико-химические процессы, протекающие при получении стали из передельного чугуна
- •1.3.2. Получение стали методом прямого восстановления
- •1.3.3. Способы разливки стали
- •1.4.Способы улучшения качества металла
- •Внепечная обработка жидкого металла
- •Обработка стали синтетическими шлаками
- •Вакуумирование стали в ковше
- •Продувка аргоном стали в ковше
- •Способы переплавки в специальных печах
- •Электрошлаковый переплав ( эшп )
- •Вакуумно-дуговой переплав
- •Плазменно-дуговой переплав
- •Электронно-лучевой переплав (элп)
Роль огнеупоров в металлургических процессах
Огнеупорные материалы широко используются в металлургии.
Огнеупорные материалы - это минеральные вещества, не разрушающиеся в химическом, физическом отношениях при высоких температурах. Они применяются для футеровки рабочего пространства печи и выполняют следующую роль: тепловая изоляция несущих конструкций печи от высоких температур; препятствуют рассеянию тепла в окружающую среду; формируют химический фон реакционной зоны металлургической печи.
Требования к огнеупорным материалам: должны иметь высокую температуру плавления (Т), большую, чем температуру плавления металлов; обладать достаточной механической прочностью и пониженной теплопроводностью; не вступать в химические реакции с металлом и продуктами металлургических процессов, протекающих в печи, обладать минимальным расширением и иметь определенную пористость. Огнеупорные материалы применяют в виде порошка, кирпичей и фасонных изделий (пробок, стаканов, втулок и т.п.)
По химическим свойствам огнеупорные материалы подразде-ляются на: кислые (динас); основные (доломит, хромомагнезит); нейтральные (шамот).
К кислым огнеупорным материалам относят кварцит и кварцевый песок, содержащие 93…100 % . Из молотого кварцита (93…97% SiO2) изготавливают динасовые кирпичи для выкладки стенок, подины и сводов мартеновских, электрических и других печей. Температура раз-мягчения динасовых кирпичей 1550 ˚С, а плавления 1690…1730 ˚С.
К основным огнеупорным материалам относят обожженный доломит и обожженный или плавленый магнезит. При нагреве сырого доломита до высоких температур (1600 C) образуется обожженный доломит, содержащий 52…58 % СаО и 25…29 % MgO. Он выдерживает нагрев до 1800… 1950 C.
Обожженный магнезит получают путем высокотемпературной обработки сырого магнезита MgCO3. Температура плавления около 2000 C. Повышенными огнеупорным и свойствами обладает плавленный магнезит, получаемый из сырого магнезита путем обжига при температуре выше 2000 C.
Доломитовые и магнезитовые кирпичи широко используются для футеровки плавильных и нагревательных печей.
Большой термостойкостью обладают хромомагнезитовые огнеупорные кирпичи (65…70% MgO и 25 …29 % FeO∙ CrO3 ), используемые главным образом для изготовления подвесных сводов мартеновских печей.
Сведения об огнеупорных материалах приведены в таблице 2.
Таблица 2
Основные характеристики огнеупорных материалов
|
Название |
Хим. состав, % |
Тпл , C |
|
Динас |
SiO2 >= 95 |
1690 ... 1730 |
|
Шамот |
SiO2 50 ... 60 A2O3 30 ...40 |
> 1730
|
|
Магнезит |
MgO 86 ...90 |
> 2000 |
|
Доломит |
MgO 32 ...36 CaO 50 ...56 |
> 2000 |
|
Углеродные блоки |
С>92 |
>3000 |
Шамот выдерживает температуру до 1610…1670 C.
Высокоглинистый шамот (до 40% A2O3) обладает повышенной химической стойкостью и огнеупорностью.
Интенсификация металлургических процессов существенно зависит от стойкости огнеупорных материалов. В настоящее время организовано производство огнеупорных материалов, отличающееся особо высокой стойкостью, к ним относятся смолодоломитовые, карбитокремнистые и другие огнеупорные материалы.