Сталь и чугун

ПРИЛОЖЕНИЕ (краткое изложение)

ПРОИЗВОДСТВО ЧУГУНА

Сырье: железная руда.

Вспомогательные материалы: кокс (иногда природный газ), воз­дух, обогащенный кислородом, флюсы (известняк, доломит).

Основной химический процесс: содержащийся в руде оксид же­леза (III) восстанавливается оксидом углерода (II):

Кокс сгорает до оксида углерода (IV), при этом выделяется теп­лота, необходимая для расплавления железа, шлаков, а также про­ведения самой реакции:

Оксид углерода (IV) восстанавливается коксом до оксида угле­рода (II):

Побочные процессы: одновременно восстанавливаются оксиды других элементов, содержащихся в железной руде:

Содержащаяся в руде тугоплавкая примесь (оксид кремния) удаляется в виде шлака взаимодействием с оксидом кальция:

Оксид кальция образуется при разложении известняка или доло­мита:

Особенности технологического процесса: чугун получают в специ­альных печах — домнах. В верхнюю часть домны (колошник) по­дают последовательно сырье и вспомогательные материалы, в нижнюю (горн) продувают противотоком воздух, предварительно нагретый в ре­генераторе за счет сжигания колошникового газа. Произ­водство непрерывное (однако засыпание шихты и выпуск чугуна производятся периодически), используются теплота реакции и прин­цип противотока.

Основной продукт: чугун.

Состав: сплав железа, содержащий более 2,5% С; 0,3—5% Si; до 1% Mn; 0,1% S и 0,2% Р, иногда легирующие металлы (Аl, Сr, Ni и др.).

Свойства: самый дешевый металлический материал, обладает хо­рошими литейными и антифрикционными свойствами, износостой­костью, способностью гасить вибрации. Различают передельный, ли­тейный и легированный чугун. Легированный чугун отличается жаро­стойкостью и коррозионной стойкостью.

Применение: передельный чугун — для производства стали; ли­тейный — для изготовления поршней, цилиндров, тормозных бара­банов, шестерен, деталей автомобилей (задний мост, картер, ступицы и др.); легированный — для изготовления дверец мартеновских пе­чей, колосников, деталей паровых котлов, печной арматуры, футе­рованных плит, газотурбинных установок.

Побочные продукты: шлак, колошниковый газ.

Утилизация побочных продуктов: шлак используют при произ­водстве гравия, щебня, цемента, шлаковой ваты, колошниковый газ — для обогрева воздухонагревателей.

ПРОИЗВОДСТВО СТАЛИ

Сырье: чугун, металлолом, оксиды железа.

Вспомогательные материалы: воздух, обогащенный кислородом, добавки (например, оксид кальция, ферромарганец).

Основной химический процесс: содержащиеся в жидком чугуне элементы (углерод, кремний, марганец, фосфор и сера) окисляются кислородом:

Образовавшийся оксид железа (II) тоже принимает участие в окис­лении примесей:

Оксиды кремния и фосфора с известью образуют шлак:

Побочные процессы: для удаления образующегося оксида желе­за (II) добавляют ферромарганец (так называемый раскислитель):

Оксид марганца (II) переходит в шлак:

Особенности технологического процесса:

1) кислородно-конвертор­ный способ. Окисление примесей проводят в специальных аппаратах— конверторах продуванием воздуха через расплавленный чугун (ниж­нее дутье) или кислорода над расплавом (верхнее дутье);

2) марте­новский способ. Примеси окисляют в мартеновских печах, пропус­кая предварительно нагретый в регенераторах воздух и топочные газы над расплавленным чугуном. Производство периодическое.

Основной продукт:сталь.

Состав: сплав железа, содержащий менее 2% С, 0,35% Si, 0,6% Mn, 0,06% S, 0,07% Р, легирующие металлы (Со, Cr, Ni, W, A1 и др.).

Свойства: высокая прочность, пластичность, свариваемость, жаро­стойкость, износостойкость.

Применение: конструкционные материалы, в строительстве, произ­водстве труб для газо- и нефтепроводов, деталей машин и меха­низмов (оси, шестерни, пружины, коленчатые валы), аппаратов и деталей в химическом машиностроении.

Побочные продукты: шлак, отходящий газ.

Утилизация побочных продуктов: шлак, содержащий фосфор, используют в качестве минеральных удобрений.

Новейшим направлением в производстве стали является прямое восстановление железной руды водородом, природным или генератор­ным газом, минуя доменные процессы. При этом получают губчатое железо, состав которого в отличие от доменного чугуна очень близок к стали. Мартеновский способ в настоящее время также устарел. Гораздо более прогрессивными являются конверторный и электроплавильный. Происходит бурное развитие технологии непрерывной разливки стали благодаря ее исключительно высокой эффективности. Основными на­правлениями экономического и социального развития до 2000 г. пре­дусмотрено увеличить выплавку конверторной стали и электроста­ли в 1,3—1,4 раза, разливку стали непрерывным способом не ме­нее чем в 2 раза и выпуск металлических порошков более чем в 3 раза.

Ковчегин Игорь 9^б

Производство железа

Получение железа из железной руды про

Внимание, отключите Adblock

Вы посетили наш сайт со включенным блокировщиком рекламы!
Ссылка для скачивания станет доступной сразу после отключения Adblock!

Скачать