Главная страница | Контакты | Случайная страница Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Доменное производство чугуна

Существует два способа производства чугуна: доменное (высокотемпературное) и недоменное (низкотемпературное).

Доменное производство чугуна получило название от названия оборудования: плавка чугуна осуществляется в доменных печах.

Домна – печь шахтного типа. Шахтой называется оборудование, когда высота намного превышает диаметр. Домны достигают высотой до 40 метров.

Производство непрерывное в течение 10-12 лет. Максимальная температура в печи достигает 1750°С.

Принцип действия домны – противоток: движение шихты и воздуха идёт противотоком (рис. 8.1): шихта падает вниз, воздух продувается вверх.

Химическая реакция, лежащая в основе производства – восстановление углеродом (углетермия):

Этапы доменного производства:

I этап:

Сверху в печь засыпается сырьё в виде шихты (рис. 8.1).

Шихта – это смесь в требуемых количествах трёх необходимых для плавки компонентов: 1) руда; 2) топливо (восстановитель); 3) флюсы.

Рудой для получения чугуна является железняк (магнитный, бурый и т.д.). Самая богатая железом руда – магнитный железняк (Fe до 69%). Она состит из минерала магнетита Fe₃O₄ и пустых пород. Количество железа в красном железняке (содержит минерал гематит Fe₂O₃) – 62%, в буром железняке (содержит минерал лимонит nFe₂O₃·mH₂O) – 30-50%.

Топливом в доменном производстве может быть уголь, кокс или метан. Кокс – это продукт спекания каменных углей.

Флюсы – материалы для облегчения образования шлаков, например, песок, известняк.

II этап:

Кислород или воздух, подогретый до температуры 1000°С, подаётся противотоком шихте из нижней части печи вверх.

III этап:

В результате противотокового движения (шихта двигается вниз, а воздух/кислород – вверх), происходят следующие процессы:

а) горение топлива: ,

б) восстановление Fe из оксида:

,

в) восстановление примесей, которые содержались в руде:

;

IV этап:

Получение продуктов доменного производства: чугуна и шлака.

Шлак – продукт сплавления пустых пород и примесей.

Выпуск чугуна происходит через соответствующее отверстие каждые 2 часа; выпуск шлаков – каждый час. Отверстие для выпуска шлака находится выше отверстия для выпуска чугуна, т.к. шлак легче чугуна и он плавает на поверхности жидкого металла.