Техноекологія доменного виробництва

Особливості процесу і склад викидів доменної печі.

Основним продуктом доменної плавки є чавун, а побічними - шлак і доменний (колошниковим) газ. У середньому при згорянні 1 т сухого коксу утворюється 3400 м³ доменного газу з середньою теплотою згоряння 3,96 МДж/м^3. Пил і газоподібні викиди з доменних печей утворюються в результаті складних фізичних і хімічних процесів. Вважають, що з доменним газом з печі виносяться пил, внесена з шихтою (утворилася при дробленні шихтових матеріалів, в основному коксу), і пил, що з'явилася при терті стовпа шихти в самій доменної печі.

Чавун - сплав заліза з вуглецем з вмістом більше 2,14% (точка евтектичного перетворення на діаграмі станів ). Вуглець в чавуні може міститися у вигляді цементиту і графіту . Залежно від форми графіту та кількості цементиту, виділяють: білий, сірий, ковкий і високоміцні чавуни. Чавуни містять постійні домішки ( Si , Mn , S , P ), а в деяких випадках також легуючі елементи ( Cr , Ni, V , Al і ін.) Як правило, чавун крихкий.

Рис. хх. Современный доменный цех: 1 — доменная печь; 2 — чугунная лётка; 3 — чугуновозы; 4 — газоотводы; 5 — литейные дворы; 6 — воздухонагреватели; 7 — дымовая труба; 8 — воздухопроводы холодного и горячего дутья; 9 — пункт управления; 10 — пылеуловитель; 11 — аппараты тонкой газоочистки; 12 — скиповой подъёмник; 13 — бункерная эстакада; 14 — газопроводы грязного и чистого газа; 15 — лифт; 16 — агломерационная фабрика.

Рис.хх Доменная печь

Рисунок 3.2 – Розріз доменної печі

Рис.ххх Доменный цех ПАО "ЕВРАЗ ДМЗ им. Петровского"

Види чавуну

Білий чавун. У білому чавуні весь вуглець знаходиться у вигляді цементиту. Структура такого чавуну - перліт , ледебурит і цементит . Таку назву цей чавун отримав через світлого кольору зламу.

Сірий чавун. Сірий чавун це сплав заліза, кремнію (від 1,2 - 3,5%) і вуглецю, що містить також постійні домішки Mn, P, S. У структурі таких чавунів більша частина або весь вуглець знаходиться у вигляді графіту пластинчастої форми. Злам такого чавуну через наявність графіту має сірий колір.

Ковкий чавун. Ковкий чавун одержують тривалим отжигом білого чавуну, в результаті якого утворюється графіт хлопьевідний форми. Металева основа такого чавуну: ферит і рідше перліт. Ковкий чавун одержують термообробкою з білого чавуну. Він отримав свою назву через підвищену пластичності і в'язкості (хоча обробці тиском не піддається). Ковкий чавун володіє підвищеною міцністю при розтягуванні і високим опором удару. З ковкого чавуну виготовляють деталі складної форми: картери заднього моста автомобілів, гальмівні колодки, трійники, косинці і т. д.

Маркується ковкий чавун двома літерами і двома числами, наприклад КЧ 370-12. Літери КЧ означають ковкий чавун, перше число-межа міцності (в МПа) на розрив, друге число - відносне подовження (у відсотках), що характеризує пластичність чавуну.

Високоміцний чавун. Високоміцний чавун має в своїй структурі кулястий графіт, який утворюється в процесі кристалізації. Кулястий графіт послаблює металеву основу не так сильно як пластинчастий, і не є концентратором напружень.

Половинчастий чавун. У половинчастому чавуні частина вуглецю (більше 0,8%) міститься у вигляді цементиту. Структурні складові такого чавуну - перліт, ледебурит і пластинчастий графіт.

Класифікація

Залежно від змісту вуглецю сірий чавун називається доевтектичних (2,14-4,3% вуглецю), евтектичним (4,3%) або заевтектичних (4,3-6,67%). Склад сплаву впливає на структуру матеріалу.

Залежно від стану і змісту вуглецю в чавуні розрізняють: білі і сірі (за кольором зламу, який обумовлюється структурою вуглецю в чавуні у вигляді карбіду заліза або вільного графіту), високоміцні з кулястим графітом, ковкі чавуни , чавуни з вермікулярним графітом . У білому чавуні вуглець присутній у вигляді цементиту , в сірому - в основному у вигляді графіту .

У промисловості різновиди чавуну маркуються таким чином:

1. передільний чавун - П1, П2;

2. передільний чавун для виливків (передільної-ливарний) - ПЛ1, ПЛ2,

3. передільний фосфористий чавун - ПФ1, ПФ2, ПФ3,

4. передільний високоякісний чавун - ПВК1, ПВК2, ПВК3;

5. чавун з пластинчастим графітом - СЧ (цифри після букв «СЧ», позначають величину тимчасового опору розриву в кгс / мм);

6. антифрикційний чавун

   1. антифрикційний сірий - АЧС,

   2. антифрикційний високоміцний - АЧВ,

   3. антифрикційний ковкий - АЧК;

7. чавун з кулястим графітом для виливків - ВЧ (цифри після букв «ВЧ» означають тимчасовий опір розриву в кгс/ м і відносне подовження (%);

8. чавун легований зі спеціальними властивостями - Ч.