Сущность и особенности производства чугуна. Расщупкин В.П - 19 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СибАДИ | Омск

Составители: 

Рубрика: 

18
По степени убывания кислорода оксиды железа располагаются в ряд:
Fе
2
Оз, Fе
3
O
4
и FеО, содержащие соответственно 30,06; 27,64 и 22,28 % ки-
слорода. Из трех оксидов железа, взятых в свободном состоянии, наиболее
прочным в условиях рабочего пространства доменной печи, а точнее при
температуре выше 570 °С является FеО. Восстановление железа из его ок-
сидов протекает ступенчато путем последовательного удаления кислорода
и в зависимости от температуры может быть изображено двумя схемами:
- при температуре выше 570 °С Fе
2
О
3
→ Fе
3
О
4
→ FеО→ Fе;
- при температуре ниже 570 °С Fе
2
О
3
→Fе
3
O
4
→ Fе.
Ниже 570 °С прочность FеО становится меньше прочности Fe
3
O
4
и
FеО превращается в Fе
3
О
4
и Fе.
В доменной печи восстановление железа из его оксидов протекает в
основном по первой схеме, так как уже через несколько минут после за-
грузки материалов на колошник они нагреваются до температуры выше
570 °С. Большая часть кислорода, связанного в оксиды железа, отбирается
оксидом углерода, поэтому основным восстановителем в доменной печи
является оксид углерода.
Восстановление оксидов железа оксидом углерода при температуре
выше 570 °С идет по реакциям:
3Fе
2
О
3
+ СО → 2Fе
3
О
4
+ СО
2
+ 37,137 МДж;
Fе
2
О
3
+ mСО →3FеО + (m – 1)СО + CО
2
–
_
20,892 МДж;
FеО + nСО →Fе + (n – 1)СО + СО
2
+ 13,607 МДж.
2.4. Образование чугуна и шлака
2.4.1. Науглероживание железа
Восстановленное в доменной печи из руды железо поглощает угле-
род и другие элементы, образуя чугун. Процесс науглероживания железа
начинается с момента его появления в виде твердой губки в зоне умерен-
ных температур. Механизм науглероживания железа сводится к следую-
щему. Свежевосстановленное железо служит катализатором реакций раз-
ложения оксида углерода на сажистый углерод и диоксид углерода. Эта
реакция протекает на поверхности губки. Обладая повышенной химиче-
ской активностью, сажистый углерод взаимодействует с атомами железа и
образует карбиды железа. Науглероживание губчатого железа заметно про-
текает уже при 400–500 °С. По мере науглероживания железа температура
его плавления понижается. Если чистое железо плавится при 1539 °С, то
сплав железа с углеродом, содержащий 4,3 % углерода, плавится при 1135
°С. Однако науглероживание железа в твердом состоянии является лишь

Страницы