Производство чугуна. Железные руды, подготовка руд у плавке (гравитационное, электромагнитное обогащение, магнетизирующий обжиг руд, агломерация, окомкование). Устройство и принцип работы доменной печи, продукты доменного производства.
Чугуном называют железо-углеродистый сплав, содержащий углерода более 2,17 %, кроме того, в чугуне есть примеси в виде кремния, марганца, фосфора и серы. Чугун получают из железных руд, которые подвергаются плавке в доменных печах. Основным материалом необходимым для производства чугуна являются: руда, топливо, флюс. Флюсом называют материал для образования легкоплавкого шлака нужного сплава, в шлак сплавляется пустая порода, зона кокса и различные вредные при меси, снижающее механические свойства. Шлак всплывает на поверхность металла. Основными рудами для производства чугуна являются: красный железняк- окись железа 
, буный железняк 
или 
, магнитный железняк 
(закись железа), шпатовый железняк 
.
Виды обработки руд(подготовка руд к плавке): 1. Гравитационная- идёт помещение на вибрационное сито, т.е. обработка за счёт разной плотности. 2. Электромагнитное- измельчённую руду подвергают действию магнита, притягивающего железосодержащие материалы, отделяя их от пустой породы. 3. Магнетизирующий обжиг руд- руду нагревают до температуры 
с в печах сплавовосстановительной атмосферой с целью перевода слабомагнитной окислы железа в магнитную окисль 
, после этого идёт электромагнитное обогащение. 4. Агломерация- шихту состоящую из железной руды, известняка, возврата мелкого агломерата, коксовой мелочи спекают на агломерационных машинах при температуре 
с. При спекании из руды удаляются вредные примеси и получают агломерат- кусковой пористый офлюсовынный материал.
|
|
5. Окомкование- основана на том, что если поместить заранее смоченную руду в барабаны получится шаровидная форма.
Доменная печь- это вертикальная печь, шахтного типа, процесс плавки непрерывный. Сверху в печь загружают сырые материалы: агломерат, кокс, руду, а в нижнюю её часть через устройство фурма вдувается разогретый газ, полученное при обжиге топливо газы проходят через этот столб шихты, шихта нагревается, восстанавливается и плавится. При работе печи шихтовые материалы, проплавляясь, опускаются, а через загрузочное устройство в печь подаются порции шихты. В верхней части горна находятся фурменные устройства через которые подаётся нагретый воздух 
, в результате из топлива выделяются вещества:
Восстановление оксидов железа 
Тут Fe-губчатое, далее происходит взаимодействие Fe с С и окисью железа, т.е. 
Основные продукты: передельный чугун (мартеновский 
, 
; биссемеровский 
, 
; томасовский Т), литейный ЛКО,ЛК1,ЛК2, ферросплавы.
1-Калашник, 2-шахта,3-распар,4-заплечики,5-горн,6-лещадь,7-воздуховводы,8-фурмы,9-лётка,10-мост
Производство стали. Конверторный способ, кислородно- конверторный способ.
Основыне исходные материала для производства стали: передельный чугун, стальной лом. Чугун и лом помещают в печь, нагревают и подвергают окислению, в результате окислительного процесса в металле уменьшается количество углерода и примесей. Углерод соединяясь с кислородом превращается в окись углерода СО, который удаляется в атмосферу, а также примеси как кремния, марганеца, фосфора, серы и железа образуют окислы которые не расстворяются или малорасстворимы в жидком металле. Образовавшиеся в процессе окисления FeO частично расстворяется в стали, поэтому вводят такие элементы, которые более активны к кислороду чем железо в результате образуются окислы, всплывающее наруже металла. После процесса расскисления сталь разливается в разливочные ковши, а из них в изложнецы в результате получаются слитки.
|
|
Конверторный способ производства чугуна. Конверторный спосою заключается в продувке жидкого чугуна воздухом или кислородом в печи который называется конвертором.
1-листовая сталь,2-огнеупорный материал,3-горловина,5-падина, 4-фурмы, 6- воздушная коробка. Подготовленный к работе конвертор располагается в горизонтальное положение и заполняется чугуном, затем начинается дутьё, образуются оксиды, удаляющиеся в шлак и в атмосферу.
Различают два способа плавки: в конверторе с кислой футировкой(биссимеровский); с основной футировкой. Этапы плавки: 1. Окисление
, 
, 
с выделением тепла. 2. После выгорания кремния и марганца происходит окисление углерода. 3.Ввод раскислителей (ферромарганец,алюминий) 
, 
, 
, 
В биссимеровских конверторах нельзя из металла удалить фосфор и серу, биссимеровская сталь обладает повышенной твёрдостью, применяют для изготовления сварных труб, рельсов и.т.д. Томасовский способ- это процесс переработки высокофосфорных чугунов с основной футировкой, перед началом плавки в конверторы засыпают известь и после этого заливают жидкий чугун, образуется известковистый шлак, который сплавляется фосфор.Этапы:1.Окисление марганца,кремния,железа 2.Выгор углерода 3.Образование известкового шлака 
-фосфорно-кислотный кальций.
|
|
Кислородно-конверторный способ. Металл насыщается воздухом, что повышает его физ.-мех. свойства способствует старению и хладноломкости стали.Улучшение качества стали достигается путём замены воздушного дутья смесью воздуха и кислорода (технический чистый кислород и воздух-сод. 35-40% кислорода),что позволяет снизить содержание азота.
