4.5. Продукты доменного производства

Основным продуктом доменного производства является чугун, побочным  шлак и колошниковый газ.

В доменной печи получают:

передельный чугун  основной вид чугуна, предназначенный для передела чугуна в сталь. Обычный его состав: 4…4,5 % С; 0,6…0,8 % Si; 0,25…1% Mn; до 0,3 % Р и 0,07 % S;

литейный чугун  предназначен для переплава и получения фасонных отливок, отличается повышенным содержанием кремния (2,75…3,25 %);

ферросплавы  сплавы железа с повышенным содержанием других элементов, например ферросилиция (9…13 % Si), ферромарганца (70…75 % Mn), предназначенные для раскисления и легирования стали.

Шлак используется для производства шлаковаты, шлакоблоков, цемента.

Образующиеся в печи газы (СО, СО₂, Н₂, СН₄, N₂ и др.) поднимаются вверх и в зоне колошника отводятся по трубам из печи. Эти газы, называемые колошниковыми, используют в качестве топлива для нагрева воздухонагревателей.

Технико-экономические показатели работы доменной печи:

а) коэффициент использования полезного объема печи

где V  полезный объем печи, м³;

Р  средняя суточная производительность печи, т.

Для отечественных доменных печей КИПО составляет 0,5…0,7;

б) удельный расход кокса

где А  расход кокса за сутки, т;

С  средняя суточная производительность печи, т.

Удельный расход кокса является важным показателем работы доменной печи, так как стоимость кокса составляет около 50 % стоимости чугуна. В нашей стране этот показатель равен 0,5…0,6.

Увеличению выплавки чугуна и уменьшению расхода кокса способствует повышение эффективности обогащения руд, применение офлюсованного агломерата и окатышей.

5. Производство стали

5.1. Сущность процесса

Сталь  это сплав железа с углеродом, содержание углерода в котором 0,006… 2,14 %.

Сталь отличается от чугуна меньшим содержанием углерода, кремния, марганца, примесей серы и фосфора (табл. 1). Исходные материалы для получения стали  передельный чугун и стальной лом (скрап).

Таблица 1

Состав передельного чугуна и низкоуглеродистой стали, %

Материал	C	Si	Mn	P	S
Передельный чугун	4,0…4,4	0,76…1,26	до 1,75	0,15…0,3	0,03…0,07
Сталь низкоуглеродистая	0,14…0,22	0,12…0,3	0,4…0,65	0,05	0,055

Сущностью передела чугуна в сталь является уменьшение содержания углерода и других элементов и перевода их в шлак или газы.

Процесс получения стали является окислительным. Кислород поступает или из атмосферы, или из железной руды, или из других окислителей, либо ванну жидкого чугуна продувают чистым кислородом.

В первую очередь окисляется железо, так как его содержание в чугуне максимально: образуется закись железа FeO. Одновременно с железом

окисляются Si, P, Mn, C и др. Образующийся оксид железа при высоких температурах отдает свой кислород более активным элементам  примесям в чугуне, окисляя их и переводя в шлак при взаимодействии с флюсами. Реакции окисления примесей идут с выделением большого количества тепла. После почти полного выгорания кремния и марганца, когда жидкий металл хорошо разогрет, начинается окисление углерода, что сопровождается некоторым понижением температуры жидкого металла. Когда содержание углерода в жидкой ванне достигает оптимального значения, продувку прекращают, и в ванну вводят раскислители (ферромарганец, ферросилиций или алюминий) для понижения содержания кислорода (который находится в виде закиси железа FeO и охрупчивает металл).