Технология металлов

 

Подготовка железной руды к плавке

фото железной руды подготавливаемой к плавке

Подготовка железной руды к плавке заключается в ее:

  1. дроблении,

  2. сортировке,

  3. обогащении (удалении пустой породы),

  4. спекании (агломерации) мелочи,

  5. усреднении химического состава,

  6. и сортировке по крупности с целью придания руде однородности по химическому составу и физическим свойствам.

Читать продолжение «Подготовка железной руды к плавке»

Топливо в доменном процессе

Топливо играет очень важную роль в доменном процессе. Оно не только служит источником тепла для расплавления руды, по участвует в химических реакциях, протекающих в доменной печи при производстве чугуна.

фото топливо в доменном процессе


Качество топлива характеризуется его теплотворной способностью или калорийностью.

Теплотворной способностью топлива называется количество тепла, выделяемое при сжигании 1 кг твердого, жидкого или 1 м3 газообразного топлива, выраженное в калориях.

Читать продолжение «Топливо в доменном процессе»

Древесный уголь в производстве чугуна

Древесный уголь, который еще в первой половине XVIII в. был единственным видом топлива в доменном процессе, имеет в настоящее время весьма ограниченное применение в производстве чугуна.

Он представляет собою также искусственное твердое топливо, получаемое при обжиге различных древесных пород (березы, сосны, осины).

фото древесный уголь в производстве чугуна

К достоинствам древесного угля как топлива относятся его небольшая зольность (около 2%) и незначительное количество серы; к недостаткам — сравнительно невысокая механическая прочность (наивысшая прочность на раздавливание в поперечном направлении 44 кг/см2 для березового угля) и высокая стоимость.

Читать продолжение «Древесный уголь в производстве чугуна»

Флюсы

Слово «флюс» произошло от латинского слова «флюкс» — поток, жидкость.

Флюсами называются минеральные вещества, добавляемые в шихту доменных печей главным образом с целью понижения температуры плавления пустой породы и удаления золы, серы и пустой породы в виде шлака.

Флюсами в доменном производстве почти всегда являются известняки СаСO3 (углекислая соль кальция).

В химически чистом виде в этой соли содержится 50% СаО и 44% СO2.

Читать продолжение «Флюсы»

Огнеупорные материалы доменных печей

Для постройки доменных и других металлургических печей применяются огнеупорные материалы, обладающие достаточной огнеупорностью (высокой температурой плавления), прочностью и пассивностью при взаимодействии с расплавленными металлами и шлаками.

В зависимости от химического состава различают следующие огнеупорные материалы:

  • кислые огнеупорные материалы — динас;

  • основные огнеупорные материалы — доломит, магнезит и др.;

Читать продолжение «Огнеупорные материалы доменных печей»

Устройство доменной печи

Доменная печь является шихтной печью непрерывного действия. Шихта (руда, флюсы и топливо в определенных соотношениях) загружается через верхнее отверстие печи (колошник) и по мере плавления передвигается вниз к горну печи навстречу поднимающимся вверх газам.

схема устройства доменной печи

На рисунке изображена доменная печь, это вертикальный разрез типовой доменной печи.

Читать продолжение «Устройство доменной печи»

Задувка доменной печи

Доменная печь, вновь построенная или капитально отремонтированная, тщательно просушивается в течение 5–6 суток для удаления влаги из огнеупорной кладки.

После этого начинается загрузка печи шихтой лучшего качества (более прочный малосернистый кокс, кусковая руда).

Прежде всего производится загрузка горна через открытые фурменные отверстия. На лещадь горна кладется некоторое количество кокса, а затем горн до уровня фурм заполняется дровами.

Читать продолжение «Задувка доменной печи»

Основные физико-химические процессы, происходящие в доменной печи

Шихтовые материалы в доменной печи постепенно передвигаются вниз и, встречаясь с газовым потоком при различных температурах, претерпевают соответствующие изменения в составе и свойствах.

При движении материалов в направлении от колошника к горну происходят следующие процессы:

  1. сушка материала;

  2. разложение плавильных материалов;

  3. восстановление железа и других элементов из окислов;

  4. науглероживание восстановленного железа и образование чугуна;

Читать продолжение «Основные физико-химические процессы, происходящие в доменной печи»

Разложение плавильных материалов в доменной печи

Продукты сгорания топлива, поднимаясь вверх навстречу опускающейся шихте, непрерывно нагревают ее. Благодаря этому в различных зонах печи устанавливаются разные температуры.

В верхней части печи при сравнительно невысокой температуре (100—350°) загруженные шихтовые материалы просушиваются и происходит их разложение (выделение химически связанной воды, летучих веществ из горючего, разложение углекислых солей и т.д.).

Восстановление железа из окислов является основной целью доменного процесса и происходит при температуре начиная от 600° и выше.

Читать продолжение «Разложение плавильных материалов в доменной печи»

Науглероживание железа в доменной печи

Восстановленная железная руда насыщается углеродом по реакции:

реакция насыщения углеродом железной руды

Этот процесс наиболее активно протекает при температурах свыше 820—850° и, как показывают прямые опыты по определению количества углерода, уже в нижней части шахты и в распаре количество углерода в железе доходит до 1,0%.

Дальнейшее насыщение углеродом происходит уже в расплавленном состоянии, и его содержание в чугуне составляет обычно 3—4%.

Читать продолжение «Науглероживание железа в доменной печи»