принцип на чугун се е променила малко от древни времена. Древните доменните пещи са направени от глина и няколко килограма чугун на ден. Съвременните доменните пещи - най-големите пещи в света - са в състояние да произвеждат на ден до 6000 тона желязо.

Чугун се произвежда от доменната пещ на химична реакция на желязо и манган руди с редуциращи агенти - въглероден окис и въглероден атомна. Тези редуциращи средства са образувани чрез изгаряне на гориво в пещта - кокс, мазут, природен газ и прахообразните въглища. Освен са използвани желязна руда, гориво и други материали, най-вече, потоци. Потоци са необходими за понижаване на точката на топене на скални примеси желязна руда прехвърлени на шлака сяра, фосфор и образуването на пепел и изгаря гориво топим течлива шлака, която се изважда от пещта.

Основни материали за доменни пещи

1) Zheleznyaki - източник на желязо.
2) кокс - гориво и редуктор.
3) варовик - при високи температури се разлага до образуване СаО, който действа като флюс и прехвърля празните силикатни скали в CaSiO3 на шлака.
4) Air - подкрепа изгаряне на кокс от топлината. Премахва някои неметални примеси (силиций, арсен), за да образуват летливи оксиди. Окислява FeO железен оксид в рудата до Fe2 O3. което допринася за опазването на желязна руда. Железен оксид FeO, основни по природа, реагира с SiO2 в FeSiO3 форма шлака. Air прави рудата пореста, което позволява по-равномерно намаляване на желязо.

желязна руда

земната кора съдържа около 50% желязо под формата на оксиди, сулфиди и други съединения - всички около 200 различни минерали. Скали, на които е технически възможно и икономически изгодно да се извличат метални руди нар.

За железни руди включват червени, кафяви, магнитни и сидерит. Тези руди съдържат много железни съединения, от които се извлича и скалните примеси, който е относително лесно да се отделя по време на обработката.

Минерали в железни руди

Основната желязната руда, образуващи минерали са хематит, лимонит и magnentit.

Лимонит - лимонит. Той съдържа железни оксиди под формата на воден тип nFe2 О3 х MH2 О. тренировка Zheleznyaki на - 25-50% желязо.

Магнетит - магнит. Той включва желязо, главно под формата на оксид-железен оксид Fe3 O4. като магнитни свойства. Магнетит - най-богатата желязната руда - съдържащ 40-70% желязо.

Получаване руда за чугун

За нормалната експлоатация на доменни пещи, тя трябва да бъде изтеглен еднократни снимки оптимален размер. Твърде големи парчета руда и други материали нямат време да реагират правилно, а някои от материала ще отидат безсмислено. Твърде малки парченца твърде плътно един до друг, отцепващи необходимите канали за преминаване на газове, което усложнява работата на пещта.

Оптималният размер на парчетата от партидата на 30-80 mm. По-големите парчета са основание за оптимален размер.

От друга страна, когато смачкване материали и извличане на руда, заедно с големи парчета образувани глоби, също не е подходящ за топене. Такива материали okuskovyvayut до желания размер и агломерационни методи търкаляне.

В допълнение към синтероване и подвижния да произвежда обогатен руда. Обогатяване нарича предварителна обработка на руда, без да се променя химичния състав на важни минерали и тяхното състояние на агрегация. Руда, произведени за повишаване на съдържанието на желязо в нея. Когато руда се отстранява от тази голяма част скална маса. Различни методи се използват при обогатяването на полезни: измиване на рудата чрез флотация, тежестта и метод магнитен обогатяване.

Дизайнът на доменната пещ

Доменни пещи е тип вал пещ. Типичният диаметър на домейн е под 8.6 m и височина 20-36 м. голям взрив пещ, японски, има диаметър от 14.9 m. Профилът на доменната пещ и температурата зони е показано на фигура 1.

Фигура 1 - Профил на доменната пещ. Материалите на входа и изхода.
основна химична реакция

доменна пещ

Доменна пещ топене е да се отделят зарежда в горната част на пещта (горната част на пещта) от разредени агломерат и кокс. Те са подредени в слоеве на пещта. Зарядът се загрява от топлината на изгаряне на кокс в горещ въздух, който се вдухва в дъното на доменната пещ. Обвинението постепенно се движи надолу. В резултат на физико-химични взаимодействия на компонентите на заряд и повишаването на газовете в долната част на пещта - ковашки - образува две несмесващи се течни слоеве - на огнище ковашки желязо и шлака - на чугун.

Liquid желязо освободен всеки 2-3 часа, в големи пещи - на всеки час. Шлаката се изпуска от пещта заедно с желязо. Те са разделени с помощта на специални клапани.

Доменна пещ обикновено работи непрекъснато в продължение на няколко години - до 10 години.

Физико-химични процеси в доменната пещ

В доменната пещ едновременно се появят следните процеси:

1) Въглерод изгаряне на гориво и намаляване образуването;
2) разлагане на компонентите на сместа;
3) възстановяване на оксиди;
4) образуване на цементационен желязо и желязо;
5) за образуване на шлака.

Изгаряне на горивото и намаляване на образуването на

горене въглерод гориво протича в долната пещ под въздух Взаимодействие при 1000-1300 ° С с кокс:

Полученият въглероден двуокис се повишава до червено-гореща кокс и взаимодейства с него чрез намаляване реакция за образуване на СО:

Редуциращият СО в присъствието на желязо се разлага чрез реакция с образуването на черен атомен редуктор С:

Намаляване на железни окиси

Основната задача на процеса на пещта взрив - намаляване на желязо от неговите оксиди. Основната роля за намаляване на железен оксид и въглероден играе атомен сажди, които се образуват в резултат на процеса на доменна пещ.

Зони на редукционни реакции и температура в доменна пещ са показани на фигура 2.

Фигура 2 - Възстановяване на железни оксиди
производство на желязо в доменна пещ

Намаляване на железни оксиди е следната последователност:

Основната Редукционната реакция са както следва:

Намаляването на желязо също участва водород, който се генерира от водата, съдържаща се в заряд.

желязо цементацията

желязо цементация се дължи на взаимодействието на твърда гъба желязо с въглерод:

желязо-въглеродна сплав има точка на топене по-ниска от тази на чисто желязо. В резултат на това се образуват капки течното желязо който тече към дъното на огнището (огнище) през слоя от горещ кокс, се обогатява с въглерод.

Образование доменна шлака

Реакциите на образуване на първичен шлака са както следва:

Нежеланите реакции примеси Recovery

В резултат на странични реакции настъпва възстановяване примеси елементи - манган, силиций и фосфор:

По този начин, в доменна пещ, ние получаваме един вид заразен желязо, т.е. желязо, който съдържа големи количества въглероден безплатно и микроелементи - манган, силиций и фосфор.

чугун

Типични химически състав на желязо домен първичен:
Желязо (Fe) = 93,5-95,0%
Силиконовата (Si) = 0,30-0,90%
Сяра (S) = 0,025-0,050%
Манган (Мп) = 0,55-0,75%
Фосфор (Р) = 0,03-0,09%
Титан (Ti) = 0,02-0,06%
Въглероден (C) = 4,1-4,4%

Основно желязо от доменната пещ се претопи стомана. процес при производството на стомана, грубо казано, е да се намали съдържанието на желязо на въглерод и пречистването от прекомерна манган, силиций, фосфор и други примеси.