Доменный процесс

Содержание предмета и его задачи.

Технология металлических сплавов — наука, представляющая собой совокупность современных знаний о способах получения металлических материалов и средствах их физико-химической переработки с целью получения деталей и изделий различного назначения. Наука включает сведения о металлургии черных и цветных металлов, металловедении, литейном производстве, обработке металлов давлением, сварке и резке, обработке металлов резанием, неметаллических материалах.

Исходные материалы для производства чугуна

Для произв-ва чугуна исп. руду,флюсы,топливо,огнеупорные материалы. Промыш-ая руда- это природное минер-ое образование содерж-ее какой-либо Ме или неск-ко Ме кот. эконом-и целесообразно исп-ть. В зависимости от содержания полезного элемента руды бывают богатые и бедные. Основные операции в подготовке руд:1.Дробление 2.Сортировка 3.Обогощение 4.Обжиг 5.Спекание.

Флюс-материал загружаемый в плавильню для образов-я шлаков(Ш). Ш имеет плотность меньшую чем расплавл-й Ме. Ш бывают основные(известняк CaCO₃, доломит CaCO₃*MgCO₃) и кислый (кремнезём SiO₂).

В металлургии исп-ют в основном кокс, мазут, природный газ, доменный газ. Основой топлива явл. углерод при сгорании которого выделяется энергия.

Огнеупорность материала - это способность противостоять не расплавляясь воздействию температуры. По хим-им св-вам огнеупорные материалы делят на кислые, основные, нейтральные. Материалы содерж-ие большое количество кремнезёма- кислые. Материалы содерж-ие основные оксиды- основные (магнезитовый кирпич).

Доменный процесс

Чугуны получают путём восстановления Fe из оксидов содерж-ся в рудах. Для произв-ва чугуна исп-ют: 1.Магнитный железняк (магнетит Fe*Fe₂O₃). Содержит до 70% Fe.Руда прочная и плотная. 2.Красный железняк (гематит). До 60% Fe. Легко измельчаема и восстанавлив-ма. 3.Бурый железняк (летит 2Fe₂O₃*H₂O). Содержит Fe до 50%. 4.Шпатовый железняк (сидерит) до 40% Fe.

Условно процессы разделяют на: 1.Горение топлива; 2.Разлож-ие компонентов шихты; 3.Восстан-ие Fe; 4.Науглероживание; 5.Восстан-ие примесей; 6.Шлакообраз-ие.

1.Вблизи фурм кислород реагирует с углеродом кокса и при этом выдел-ся большое кол-во тепла. Углерод кокса реагирует с образовавш-ся СО₂, кот-ый явл-ся основным восстановит-ым компонентом среды.

2.Разлож-ие компонентов шихты происходит в зависимости от её св-в. При работе на шихте, содерж-ей флюсы и сырую руду в верхней части шахты дом-ой печи разруш-ся гидраты Fe и Al, известняк флюса диссоциирует.

3.В результате взаимод-ия оксидов Fe и CO и C кокса происходит восст-ие железа. Оно начинается при темп-рах 500-570′С и заканчив-ся при 1100-1200′С. Потеря Fe со шлаков 1%. Вост-ие газа наз-ют косвенным, а восст-ие твердого наз-ют прямым. Обычно в домен-ой печи 60-70% восст-ся косвенным путём.

4.Процесс науглерожив-ия протекает с образов-ем цементита(Ц). Ц хорошо раствор-ся в Fe постоянно науглероживая его. В результате образ-ся сплав темп-ра плавления кот-го ниже чем у Fe.

5.Одновр-но с восст-ем Fe происходят процессы восст-ия примесей Si; Mn; P. Весь P

кот-ый попал в печь полностью восстанавливается и переходит чугун.

6.Образов-ие шлака происходит в зоне распара после окончания процессов восстан-ия Fe. Основ-ые составляющие доменного шлака: 30-45%-оксид Si; 40-50%- оксид Са; 10-25%- оксид Al.

Формулы: