Доменное производство чугуна

Добыча чугуна базируется на восстановлении железа из оксидов железа и переводе пустой породы в шлак. Главной технологией производства чугуна является выплавка в доменных печах. Чугун выплавляют в большущих доменных печах высотой в Доменное производство чугуна 30 м, а поперечником - до 12 м. Внутренняя часть домны изложена огнеупорным кирпичом, а наружняя облицована железными листами. Сырьем для производства чугуна в доменных печах являются стальные руды, горючее и флюсы. Такую смесь сырьевых материалов Доменное производство чугуна именуют шихтой. Важные стальные руды: магнетит Fе3О4, гематит Fe2О3, пирит FеS2, сидерит FеСО3. В качестве горючего употребляют кокс, который является продуктом переработки каменного угля. Время от времени заместо кокса употребляют природный Доменное производство чугуна газ либо мазут. При помощи флюсов тугоплавкие примеси и пустую породу превращают в легкоплавкие соединения, шлак. В качестве флюсов употребляют известняк СaCO3 и доломит MgCO3.

Восстановления оксидов железа проходит по схеме:

Fe2O Доменное производство чугуна3 → Fe3O4 → FeO → Fe.

Сверху в доменную печь загружают руду, кокс и флюсы. Снизу через фурмы вдувают обогащенный кислородом и нагретый до 600-800 º С воздуха. В нижней части печи сгорает кокс.

С Доменное производство чугуна + О2 = СО2 ↑.

При высочайшей температуре карбон (IV) оксид ведет взаимодействие с коксом. Продуктом реакции является карбон (II) оксид (угарный газ), который играет роль восстановителя в доменном процессе:

СО Доменное производство чугуна2 + С = 2СО.

Шихта равномерно движется вниз, а навстречу движутся нагретые газы. Тем осуществляется принцип термообмена и противотока реагентов.

Образован карбон (II) оксид при температуре 700 º С равномерно восстанавливает металлическую руду до образования Доменное производство чугуна железа:


3Fe2O3 + СО = 2Fe3O4 + СО2 ↑

Fe3O4 + СО = 3FeО + СО2 ↑

FeО + СО = Fe + СО2 ↑.

Восстановленное в доменной печи железо отчасти реагирует с углеродом и угарным газом. Продуктом реакции Доменное производство чугуна является цементит Fe3C:

3Fe + 2CO = Fe3C + СО2 ↑

3Fe + С = Fe3C.

При высочайшей температуре известняк разлагается:

CaCO3 = CaO + CO2.

Образован кальций оксид реагирует с тугоплавкими примесями - кислотными оксидами Доменное производство чугуна пустой породы. Образуются легкоплавкие вещества - шлаки:

СаО + SiO2 = CaSiO3.

Железо равномерно опускается в более жаркую часть печи (распарьте) и растворяет внутри себя до 4% углерода и другие примеси. Появляется чугун - сплав железа с углеродом, карбидом Доменное производство чугуна железа, S, P, Si. Примеси усугубляют качество чугуна.

Чугун плавится и стекает в нижнюю часть горна, а водянистые шлаки собираются на поверхности. Они предупреждают окисление чугуна. Чугун и шлаки выпускают из печи пару Доменное производство чугуна раз в день через особенные отверстия, забитые глиной. Чугун выливается пламенным потоком при температуре 1500 º С.

С доменной печи выходят газы, содержащие до 25% карбон (II) оксида. Их сжигают в особенных аппаратах - кауперах Доменное производство чугуна. Каупер созданы для подготовительного нагрева воздуха, вдувают в печь.

Доменная печь работает безпрерывно. Высочайшая температура в печи поддерживается благодаря экзотермическим реакциям. Временами в печь добавляют новые порции шихты. В одной доменной Доменное производство чугуна печи за день можно сварить более 2000 т чугуна. Работа печи длится в течение пары лет, прямо до полгого ремонта.

По применению чугун делится на три группы: литейный, особый, передельный. С Доменное производство чугуна литейного чугуна отливают самые различные изделия: детали сложной конфигурации, статуи, предметы декора. Добавление магния и других металлов существенно улучшает механические характеристики чугуна, уменьшает его хрупкость. С передельного чугуна выплавляют сталь.

Доменный шлак употребляют для производства Доменное производство чугуна шлакобетона, гравия, щебня и т.п..


dopolneniya-k-pamyatke-po-achs-3.html
dopolneniya-stati-genri-dzhejmsa-10-glava.html
dopolneniya-stati-genri-dzhejmsa-17-glava.html