Технология конструкционных материалов. Мутылина И.Н. - 13 стр.

       Разложение компонентов шихты протекает различно – в зависимости от ее состава.
Например, при работе на буром железняке разрушаются гидраты окиси железа и разлагается
известняк по реакции: СаСО3=СаО+CO2.
       Восстановление окислов может происходить окисью углерода, углеродом и водоро­
дом. Главной целью доменного процесса является восстановление железа из его оксидов.
       Главную роль в восстановлении оксидов играет окись углерода. Для начала процесса
восстановления необходима температура не ниже 570°С и значительный избыток СО. Соглас­
но теории академика А.А. Байкова, восстановление оксидов железа идет ступенчато по следу­
ющей схеме: Fe2O3 → Fe3O4 → FeO → Fe.
       Образующееся в печи металлическое железо находится сначала в твердом виде (губча­
тое железо), поскольку имеет высокую температуру плавления. В присутствии окиси углеро­
да губчатое металлическое железо постепенно взаимодействует с углеродом по реакции:
3Fe+CO→Fe3C+CO2. Температура плавления этого железа понижается до 1150­1200°С.
Науглероженное железо (1,8­2,0 % С) переходит в жидкое состояние и стекает каплями меж­
ду кусками раскаленного кокса на лещадь печи. Во время перемещения капельки железа до­
полнительно насыщаются углеродом до примерно 3,5­4,0 % С, т.е. до обычного содержания
углерода в жидком чугуне.
       Одновременно с восстановлением и науглероживанием железа происходит восстанов­
ление из шихты других элементов (Mn, Si, P), которые также переходят в чугун. Окислы мар­
ганца MnO2, Mn2O3 и Mn3O4 восстанавливаются газами с выделением тепла. В дальнейшем
MnO восстанавливается до Mn только углеродом с затратой тепла примерно в два раза
большей, чем при восстановлении Fe. Кремний также восстанавливается только углеродом
при высоких температурах по эндотермической реакции.
       Шлакообразование активно развивается при прохождении шихты в области распара
после окончания процессов восстановления окислов железа. Шлак состоит из невосстановив­
шихся окислов SiO2, Al2O3 и СаО (90­95 %), MgO (2­10 %), FeO (0,1­0,4 %), MnO (0,3­3 %),
золы топлива, а также флюса, специально добавляемого в шихту, чтобы обеспечить достаточ­
ную жидкотекучесть шлака при температуре 1400­1450°С.
       Состав шлака зависит от состава пустой породы руды, а также от того, какой чугун по­
лучают в доменной печи.
       Продукты доменной плавки. Продуктами доменной плавки являются чугун, шлаки и
газы, выделяющиеся из доменной печи.
       К основным видам чугуна, выплавляемого в доменных печах, относятся передельный
чугун, литейный чугун и специальные чугуны, например, зеркальный чугун (10­25 % Mn и
примерно 2 % Si) и ферросплавы.
       Передельные чугуны предназначены для производства стали в сталеплавильных агрега­
тах. Различают мартеновский, фосфористый и высококачественный чугуны. Мартеновский
чугун содержит 3,5­4,5 % C; 0,15­0,3 % P и сотые доли % S. Фосфористый – 1­2 % P; 0,32­
0,35 % S; высококачественный – до 4 % C; не более 0,05 % P и не более 0,025 % S.
       В значительных количествах в доменных печах выплавляются и литейные коксовые чу­
гуны, содержащие 3,5­4,6 % С и 0,81­3,6 % Si, и используемые для производства чугунных от­
ливок.

                                              13