Товароведение и экспертиза строительных материалов. Конобеева А.Б. - 78 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

МичГАУ | Мичуринск

Составители: 

Рубрика: 

78
3.2. Основы производства чугуна и стали
Производство черных металлов из железной руды - сложный про-
цесс, состоящий из двух стадий: выплавки чугуна и переработки чугуна в
сталь.
Производство чугуна. Чугун выплавляют в доменных шахтных печах.
Исходным сырьём для его производства являются железные руды (магнит-
ный, красный и бурый железняк), флюсы (известняк (СаСO
3
) или доломит
(СаСO
3
MgСO
3
) и топливо (кокс). В доменной лечи материалы находятся в
течение 4...6 ч. При выплавке чугуна происходят следующие физико-
химические процессы: горение топлива, восстановление железа из оксидов,
науглероживание железа и образование чугуна и шлака.
На начальном этапе сырьевые материалы (железную руду, флюсы и
топливо) загружают непрерывно слоями в загрузочное устройство – ко-
лошник, а чугун и шлак выпускаются периодически. Для поддержания го-
рения топлива в нижнюю часть печи – горн под давлением 0,150...0,300
МПа подаётся нагретый воздух до 1100... 1300°С, обогащенный кислоро-
дом и углесодержащими добавками (природный газ, мазут). Шихта, опус-
каясь вниз, нагревается и претерпевает в различных температурных зонах
физические и химические изменения. Горение топлива происходит за счет
кислорода воздуха в верхней части горна, по реакции С + О
2
= СО
2.
Угле-
кислый газ, поднимаясь вверх, взаимодействует с коксом и образует оксид
углерода: СО
2
+ С = 2СО. Далее идёт процесс полного восстановления же-
леза из оксидов – основной процесс в плавке чугуна: 3 Fе
2
О
3
+С = 2
Fе
3
О
4
+СО; Fе
3
О
4
+ С = 3FеО + СО; FеО + С = Fе + СО.
Науглероживание железа происходит при температуре выше 900°С
путём проникновения в пористую поверхность восстановленного железа
углерода и образования карбида железа (цементит) по реакции 3Fе+2СО=
Fе
3
С+СО
2
. При дальнейшем повышении температуры выше 1130°С науг-
лероженное железо начинает плавится, образуя жидкий чугун (с темпера-
турой 1400…1450°С), стекающий в горн. Сюда же стекает шлак, образо-
ванный плавлеными пустыми породами и флюсами, и как более легкий ма-
териал всплывает на поверхность чугуна, защищая его от окисления. Затем
шлак выпускают через (шлаковую) летку, расположенную выше уровня
отверстия для выпуска чугуна, а через нижнюю летку выпускают чугун в
разливочные машины для отливки в «чушки» или в специальных ковшах
доставляют в сталеплавильные цехи для переработки в сталь.
Большая часть доменных шлаков (до 75%) служит сырьём для про-
изводства различных строительных материалов — шлаковой пемзы (тер-
мозита), шлаковаты, шлакопортландцемента, шлакоситаллов, гранулиро-
ванного шлака (заполнитель для легких бетонов).
PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
                        3.2. Основы производства чугуна и стали

                Производство черных металлов из железной руды - сложный про-
         цесс, состоящий из двух стадий: выплавки чугуна и переработки чугуна в
         сталь.
                Производство чугуна. Чугун выплавляют в доменных шахтных печах.
         Исходным сырьём для его производства являются железные руды (магнит-
         ный, красный и бурый железняк), флюсы (известняк (СаСO3) или доломит
         (СаСO3 MgСO3) и топливо (кокс). В доменной лечи материалы находятся в
         течение 4...6 ч. При выплавке чугуна происходят следующие физико-
         химические процессы: горение топлива, восстановление железа из оксидов,
         науглероживание железа и образование чугуна и шлака.
                На начальном этапе сырьевые материалы (железную руду, флюсы и
         топливо) загружают непрерывно слоями в загрузочное устройство – ко-
         лошник, а чугун и шлак выпускаются периодически. Для поддержания го-
         рения топлива в нижнюю часть печи – горн под давлением 0,150...0,300
         МПа подаётся нагретый воздух до 1100... 1300°С, обогащенный кислоро-
         дом и углесодержащими добавками (природный газ, мазут). Шихта, опус-
         каясь вниз, нагревается и претерпевает в различных температурных зонах
         физические и химические изменения. Горение топлива происходит за счет
         кислорода воздуха в верхней части горна, по реакции С + О2 = СО2. Угле-
         кислый газ, поднимаясь вверх, взаимодействует с коксом и образует оксид
         углерода: СО2 + С = 2СО. Далее идёт процесс полного восстановления же-
         леза из оксидов – основной процесс в плавке чугуна: 3 Fе2О3+С = 2
         Fе3О4+СО; Fе3О4+ С = 3FеО + СО; FеО + С = Fе + СО.
                Науглероживание железа происходит при температуре выше 900°С
         путём проникновения в пористую поверхность восстановленного железа
         углерода и образования карбида железа (цементит) по реакции 3Fе+2СО=
         Fе3С+СО2 . При дальнейшем повышении температуры выше 1130°С науг-
         лероженное железо начинает плавится, образуя жидкий чугун (с темпера-
         турой 1400…1450°С), стекающий в горн. Сюда же стекает шлак, образо-
         ванный плавлеными пустыми породами и флюсами, и как более легкий ма-
         териал всплывает на поверхность чугуна, защищая его от окисления. Затем
         шлак выпускают через (шлаковую) летку, расположенную выше уровня
         отверстия для выпуска чугуна, а через нижнюю летку выпускают чугун в
         разливочные машины для отливки в «чушки» или в специальных ковшах
         доставляют в сталеплавильные цехи для переработки в сталь.
                Большая часть доменных шлаков (до 75%) служит сырьём для про-
         изводства различных строительных материалов — шлаковой пемзы (тер-
         мозита), шлаковаты, шлакопортландцемента, шлакоситаллов, гранулиро-
         ванного шлака (заполнитель для легких бетонов).


         78

PDF created with FinePrint pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com

Страницы