Виробництво чавуну - студопедія

Залізо в чистому вигляді в природі майже не зустрічається. Основне його кількість знаходиться в залізній руді.

Залізна руда - гірська порода, що містить залізо у вигляді хімічних сполук з киснем та іншими елементами (оксидів). До складу залізних руд входять і інші сполуки (домішки) у вигляді кремнезему, глинозему, вапняку, що не містять залізо і що об'єднуються загальним поняттям - порожня порода.

Залізні руди є вихідною сировиною для виробництва чавуну, який в свою чергу є сировиною для отримання сталі.

Агрегатом для виплавки чавуну служить доменна піч шахтного типу безперервно діюча.

Крім залізних руд вихідними матеріалами для доменної плавки є:

Марганцеві руди використовують для введення марганцю в склад чавуну.

Паливо, яке вживається для доменного процесу, повинно мати високу теплотворну здатність і малу зольність, володіти пористістю, міцністю при високих температурах, а також містити як менше сірки, яка частково переходить з палива в чавун і погіршує його властивості.

В якості палива при доменному виробництві використовується кам'яновугільний кокс. которийполучают нагріванням подрібнених кам'яного вугілля без доступу повітря. Для інтенсифікації виплавки чавуну застосовують природний газ і нагріте повітря. що містить кисень. Нагрівання виробляють в спеціальних нагрівальних апаратах - воздухонагревателях.

Для відділення порожньої породи і золи в доменну піч вводять шлакообразующие матеріали - флюси. При сплаві з тугоплавкої порожній породою і золою палива вони утворюють легкоплавкі хімічні сполуки - шлак. Шлак накопичується поверх рідкого чавуну. Як флюси застосовують основні матеріали вапняк, доломіт, кварц, пісковик.

Розраховане в певному співвідношенні кількість завантажених в доменну піч вихідних матеріалів називається шихтою.

Мета доменного виробництва - отримання чавуну із залізних руд в результаті їх переробки в доменній печі.

Під дією високої температури в результаті хімічних процесів утворюється сплав заліза з різними елементами, який поступово насичується вуглецем і перетворюється в чавун.

Чавун - це сплав заліза з вуглецем, який містить вуглецю від 2,14 до 6,67%. Чавун - це первинний продукт, одержуваний з залізної руди. Він використовується, як вихідний матеріал при виплавці сталі, а також для отримання чавунних виливків.

Одним з ефективних напрямків в поліпшенні показників доменного

виробництва є підготовка залізних руд і включає в себе наступні операції:

дроблення - для нормальної роботи доменної печі шматки руди повинні бути середніх розмірів; сортування руди за розмірами; збагачення - це відділення порожньої породи, так як в природі багаті руди зустрічаються рідко; окускование дрібної і пилоподібної руди - агломерація або отримання окатишів.

Доменна піч - плавильний агрегат шахтного типу з витягнутим у висоту робочим простором. Вона складається з наступних частин:

У колошнике знаходиться засипної апарат, за допомогою якого завантажується в певній послідовності сировину.

У шахті відбувається процес відновлення заліза і домішок з оксидів руди.

В районі распара проводиться плавлення пустої породи і флюсів з утворенням шлаку.

У горні на поду збирається чавун і шлак, які періодично спускаються через спеціальні отвори.

Доменний процес - сукупність механічних, фізичних і фізико-хімічних процесів.

Основні процеси доменний печі:

1. горіння палива, від якого залежать теплообмінні, відновлювальні та плавильні процеси визначають весь хід плавки;

2. відновлення заліза з його оксидів в результаті послідовного відщеплення кисню від оксидів руди;

3. коксування заліза - процес поглинання залізом вуглецю та інших елементів (Mn, Si, S, P) з утворенням складного сплаву - чавуну;

4. освіту шлаку - оплавлення пустої породи.

Шихтові матеріали, що завантажуються в доменну піч, в результаті доменного процесу перетворюються в чавун і шлак; чавун - сировина для виробництва сталі і для отримання чавунних виливків, шлак використовується для отримання будівельних матеріалів. Кінцевими продуктами доменної плавки крім чавуну і шлаку є: доменний газ - використовується після очищення від пилу в якості палива; колошниковий пил - використовується при виробництві агломерату.