Презентация, доклад по материаловедению Производство чугуна

природе встречаются только в виде соединений, из которых их извлекают различными химическими способами:
1) восстановлением неметаллами (железо восстанавливается углеродом, вольфрам – водородом);
2) восстановлением металлами (титан восстанавливают более активным магнием или бериллием);
3) электролизом растворов и расплавов (так получают алюминий и магний).
Природные руды зачастую бедные, поэтому перед выплавкой их обогащают. В цикле любого металлургического производства происходит постепенное повышение концентрации нужного металла:
Руда Концентрат Металл
30 % металла 70 % металла 100 % металла Итак, задача металлургического производства – восстановление металлов из оксидов и других соединений.

работает
на нагрев кирпичной насадки

распар,
5 – шахта,
6 – колошник,
7 – приёмная воронка,
8 – засыпной аппарат,
9 – воздухонагреватели,
10 – малый конус,
11 – чаша,
12 – наклонный мост,
13 – большой конус,
14 –фурменный пояс,
15 – лещадь,
16 – шлаковая лётка,
17 – чугунная лётка

О2 = СО2 повышает температуру до 2000 С.
Углекислый газ взаимодействует с коксом: СО2 + С = 2СО.
2. Восстановление железа.
Начиная с температуры 600 С, углерод, оксид углерода и водород отбирают кислород у оксидов железной руды, восстанавливая чистое губчатое железо в твердом состоянии:
3Fе2О3 + СО = 2Fe3O4 + СО2;
Fе3О4+ СО = 3FеО + СО2;
FеО + СО = Fе + СО2.
Это косвенное восстановление протекает при температурах 500-900 C.
При температурах 900-1100 С происходит прямое восстановление железа углеродом:
ЗFе2О3 + С = 2Fe3O4 + СО;
Fе3О4 + С = 3FеО + СО;
FеО + С = Fе + СО.
3. Насыщение железа углеродом.
Соприкасаясь с углеродом кокса, железо насыщается углеродом, температура его плавления понижается, чугун плавится, стекает вниз и накапливается в горне печи.
4. Восстановление примесей.
SiO2 + 2С = Si + 2СО; МnO + С = Мn + СО.
5. Образование шлака.
Пустая порода, зола топлива и флюсы образуют легкоплавкое соединение – шлак. Шлак легче чугуна и поэтому располагается на поверхности.

передела его в сталь в конвертерах, мартеновских печах и электродуговых сталеплавильных печах.
Литейный чугун применяется для получения литых деталей.
2. Доменные ферросплавы.
Это сплавы железа с Si, Мn или с другими металлами. Они применяются для легирования и раскисления стали. Например, зеркальные чугуны ЗЧ1, ЗЧ2, ЗЧЗ содержат до 10-25 % Мn.
Доменный ферромарганец Мн6, Мн7 содержит до 70-75 % Мn.
Доменный ферросилиций Си10, Си15 содержит 9-13 % Si и до 3 % Мn.
3. Шлак .
Гранулированный шлак используют для производства цемента, шлаковых строительных кирпичей и блоков, щебня, шлаковаты и других строительных материалов. Применяются также литые шлаковые изделия.
4. Колошниковый газ.
Колошниковый газ содержит значительное количество горючих составляющих (26-32 % CO, до 4 % H2). После очистки от пыли он используется для нагрева воздуха (в воздухонагревателях), а также в качестве топлива в цехах металлургического завода.

Основной показатель эффективности доменного процесса – коэффициент использования полезного объёма печи (КИПО), равный отношению полезного объёма печи в м3 к среднесуточной выплавке чугуна в тоннах. КИПО современных доменных печей приближается к 0,4 м3/т.
Важный показатель доменной плавки – удельный расход кокса на одну тонну выплавляемого чугуна, он составляет 450-550 кг/т.