Технология конструкционных материалов. Мутылина И.Н. - 8 стр.

       Доменное производство возникло в результате развития сыродутного процесса – «пря­
мого» получения железа в твердом состоянии непосредственно из железной руды путем
восстановления ее в низких горнах или шахтных печах (домницах) с помощью древесного
угля. Первые доменные печи в Европе появились в середине XIV в., а в России – около 1630
г., вблизи Тулы и Каширы. На Урале первый чугун получен в 1701 г., а в середине XVIII в.
благодаря развитию уральской металлургии Россия вышла на 1­е место в мире, которое удер­
живала до начала XIX в. До середины XVIII в. единственным топливом в доменном произ­
водстве был древесный уголь. В 1735 г. А. Дерби применил в доменной плавке каменноуголь­
ный кокс.
       Исходными материалами (шихтой) в доменном производстве являются железная и
марганцевая руда, флюсы и каменноугольный кокс, агломерат и окатыши.
       Железная руда. Железо в чистом виде редко встречается в поверхностных слоях зем­
ной коры, из­за большой склонности железа к окислению обычно встречаются окислы железа в
смеси с различными соединениями других элементов. Насчитывается около 200 различных
минералов, содержащих железо. Ведущие ученые в области геологии академики В.И. Вернад­
ский и А.П. Виноградов считали, что в земной коре (до глубины 16 км) содержится примерно
5 % железа в виде окислов, карбонатов, сульфидов и др. соединений. В отдельных местах зем­
ной коры содержание соединений железа еще выше. Наиболее крупные и богатые окисленны­
ми соединениями железа скопления минералов называют месторождениями железных руд.
       К железным рудам относят красный, бурый, магнитный и шпатовый железняки. Эти
руды содержат значительное количество рудного вещества или соединений железа, из кото­
рых оно извлекается, и относительно небольшое количество пустой породы, легко отделяю­
щейся при переработке. Пустой породой в железных рудах чаще всего являются кремнезем,
каолин, реже доломит и магнезит. В рудах обычно содержатся и вредные примеси, которые
осложняют металлургические переделы и, загрязняя основной металл, снижают его свойства.
В железных рудах к вредным примесям обычно относят серу, мышьяк и фосфор.
       Красный железняк (гематит) содержит железо главным образом в виде Fe2O3 – без­
водной окиси железа. Цвет меняется от ярко до темно­красного. Пустой породой в нем обыч­
но бывает кремнезем. Содержание железа в красном железняках по массе составляет 50­60 %
при малом содержании вредных примесей. Красный железняк хорошо восстанавливается в до­
менных печах.
       Бурый железняк (лимонит) содержит железо главным образом в виде водных окис­
лов железа nFe2O3.mH2O. Цвет меняется от коричнево­желтого до темно­бурого. Обычно бу­
рый железняк содержит 30­50 % железа, но кристаллическая вода, удаляемая при плавке, де­
лает руду пористой и легко поддающейся восстановлению. Ее пустая порода состоит из гли­
ны. Бурые железняки многих месторождений содержат значительное количество серы,
фосфора и других примесей.
       Магнитный железняк (магнетит) содержит железо главным образом в виде Fe3O4,
обладающего хорошо выраженными магнитными свойствами. Цвет черный. Пустой породой,
сопутствующей магнетиту, бывают кремнеземистые минералы. Магнетиты являются наиболее
богатыми железными рудами (железа от 40 до 70 %), но восстанавливать их труднее, т.к. они


                                              8