Вывод: в данном вопросе мы рассмотрели основные материалы для производства чугуна. Второй учебный вопрос. Подготовка руды и выплавка чугуна

Перед плавкой железные руды подвергают специальной обработке с целью увеличения содержания железа в шихте (смесь всех компонентов), повышения ее однородности по размерам кусков (дробление) и химическому составу.

Обогащение руды. Увеличение содержания железа в руде достигается различными способами обогащения: промывкой руды водой, что позволяет отделить часть песчано-глинистой породы; гравитацией (отсадкой), основанной на отделении руды от легкой пустой породы при пропускании под напором воды через дно вибрирующего сита, на котором слоем лежит руда. Магнетитовые руды обогащают способом магнитной сепарации, основанной на различии магнитных свойств железосодержащих минералов и частиц пустой породы. Обогащенная руда называется – концентрат.

Для улучшения процесса плавки обогащенную руду (концентрат) перерабатывают в кусковые материалы агломерацией или окатыванием.

Агломерация заключается в спекании руды (40…50 %), известняка (15…20 %), возврата мелкого агломерата и кокса при температуре 1300…1500 С в специальных агломерационных машинах. При этом из руды удаляется часть примесей, разлагаются карбонаты и образуется пористый офлюсованный материал  агломерат. Применение офлюсованного агломерата позволяет повысить производительность доменных печей на 10…25 % и уменьшить расход кокса на 10…20 %.

Окатывание заключается в окусковании тонко измельченных, пылеобразных концентратов рудная пыль). Для этого концентрат, флюсы и топливо увлажняют и загружают во вращающуюся наклонную чашу (гранулятор) или в пустотелый барабан, где и образуются окатыши-шарики диаметром 25…30 мм. Готовые окатыши высушивают и обжигают при 1200…1350 С. Использование окатышей, как и агломерата, улучшает доменную плавку, повышает производительность доменной печи, уменьшает расход топлива.

Выплавка чугуна

Чугун выплавляют в доменных шахтных печах, выложенных из огнеупорного кирпича (шамот) и заключенных в металлический кожух из листовой стали толщиной до 35 мм, Современная доменная печь имеет высоту до 35 м с полезным объемом до 5000 м³. Домна – печь непрерывного типа, время службы – 5 – 10 лет.

Устройство и работа доменной печи. Для выплавки чугуна в домну загружают шихту  смесь определенного соотношения руды, топлива и флюсов. Отдельные порции шихты  колоши из бункера 2 с помощью вагон-весов 1 (рис. 1) подаются вагонетками 3 по скиповому подъемнику (на вновь строящихся печах  по конвейеру) в засыпной аппарат 4. Из засыпного аппарата шихта поступает в доменную печь через колошник 5 в шахту 6. Шихта загружается в домну периодически по мере сгорания топлива и выпуска чугуна и шлака.

Самая широкая цилиндрическая часть домны называется распаром 7. Ниже него находятся суживающиеся заплечники 8 и горн 9, ограниченный лещадью 10. В нижней части горна расположены лётки для выпуска чугуна и шлака. Для поддержания горения топлива (кокса) в доменную печь через фурмы (16…20 штук) под давлением вдувается нагретый до 1000…1200 С воздух.

Крупным усовершенствованием доменного процесса является обогащение воздушного дутья кислородом (до 30 %), а также использование в качестве топлива природного газа.