Исходные материалы для получения чугуна, подготовка их к плавке. Производства чугуна: исходные материалы, устройство доменной печи, технология плавки чугуна, продукты доменной плавки

Производство чугуна. Исходное сырье для производства чугуна

Металлургия-это наука о промышленных способах получения металлов и их сплавов. Это одна из древнейших наук. Еще в 4-3 в. до н.э. люди начали выплавлять металлы (медь, олово, свинец). Отраслями металлургической промышленности являются черная, цветная металлургия и машиностроение. Черная металлургия- одна из важнейших отраслей тяжелой промышленности. Она снабжает машиностроение и металлообрабатывающие производства основным сырьем, а строительство- одним из базовых конструкционных материалов.

Главными продуктами черной металлургии являются черные металлы: чугун и сталь. Черные металлы- это сплавы в основном железа и углерода, но они могут содержать и другие элементы: кремний, марганец, фосфор, серу. В случае если содержание в железном сплаве углерода не превышает 2%, то сплав называют сталью, в случае если содержание углерода от 2% до 6%, то сплав называют чугуном.

Черная металлургия в Приднестровье представлена Молдавским металлургическим заводом (ММЗ), осуществляющим выпуск стали и разнообразных видов мелкосортного проката. В качестве сырья используется металлолом, поступающий преимущественно из-за пределов Приднестровья. Строительство завода начато в 1980 году и завершено в 1985 году. В течение 80-х годов предприятие тесно сотрудничало с металлургическими предприятиями СНГ. Распад СССР нарушил сложившиеся связи и значительно сузил рынок сбыта продукции завода. Выход на зарубежные рынки обусловил крайне важно сть реконструкции предприятия с целью повышения конкурентоспособности продукции. За последние годы ММЗ приобрел значительный авторитет и опыт работы с потребителями проката в самых разных странах мира. Это нашло выражение в постоянном увеличении доли экспорта в суммарном производстве стали и проката.

Исходными материалами для производства чугуна являются руды, топливо и флюсы. Основным видом сырья являются железные руды, которые представляют из себягорные породы, содержащие главным образом химические соединения железа с кислородом, и пустые породы, состоящие из окислов кремния, алюминия, кальция, магния и др.

Ценность железной руды определяется содержанием в ней железа, степенью восстановимости, видом и составом пустых пород, содержанием вредных примесей. С повышением содержания железа в исходном сырье снижаются затраты на подготовку руды, увеличивается производительность доменных печей, уменьшается расход кокса. Это в конечном итоге ведет к снижению стоимости выплавки чугуна.

Экономичность процесса плавки зависит также от степени восстановимости оксидов железа, содержащихся в руде. при использовании трудновосстановимых руд возрастает удельный расход топлива и увеличивается длительность плавки. Наличие в руде вредных примесей (серы, фосфора и др.) обусловливает ухудшение качества получаемого чугуна, крайне важно сть дополнительных затрат по их удалению.

Промышленное значение имеют следующие виды руд :

1) магнитный железняк , содержащий 45-70% железа в виде оксидов двух и трехвалентного железа. В руде мало вредных примесей, обладает магнитными свойствами, трудно восстанавливается;

2) красный железняк с 55-60% железа в виде оксида двухвалентного железа, практически без вредных примесей, легко восстанавливаемый;

3) бурый железняк ,35-50% железа в виде кристаллогидрата оксида железа, значительное содержание вредных примесей, легко восстанавливается;

4) шпатовый железняк , содержание железа в виде карбоната составляет 30-45%.

Железные руды, кроме основного компонента͵ содержат никель, ванадий, кобальт и др.
Размещено на реф.рф
элементы. При плавке они переходят в чугун, легируют его и улучшают физико-химические свойства.

Источником тепла для рас плавления руды служит топливо. Оно участвует также в химических реакциях, протекающих в доменной печи. В качестве топлива используются кокс и природный газ. Природный газ- эффективный заменитель кокса. Его расширение способствует более рациональному использованию кокса, уменьшению его расхода, что существенно сказывается на снижении себестоимости чугуна, так как стоимость газа значительно ниже стоимости кокса.

Флюсы входят в число сырых материалов при выплавке чугуна и представляют из себяминеральные вещества, добавляемые в шихту для снижения температуры плавления пустой породы и удаления в виде шлака ненужных компонентов (золы, серы, пустой породы). Вид флюса зависит от вида оксидов, содержащих в руде. В случае если они кислые то в качестве флюсов- известняк, доломит, основной мартеновский шлак, в случае если больше базовых оксидов то в качестве флюсов используется кремнезем, кварц и др.

Руда, топливо и флюсы, взятые в определенных дозах (по массе), называются шихтой.

Производство чугуна. Исходное сырье для производства чугуна - понятие и виды. Классификация и особенности категории "Производство чугуна. Исходное сырье для производства чугуна" 2014, 2015.

Исходными материалами для производства чугуна являются руды, топливо и флюсы. Основным видом сырья служат железные руды, содержащие химические соединения железа с кислородом и пустые породы из глинозема (Al 2 O 3), оксидов кальция и магния (СаО, MgO) и др.

Ценность железной руды определяется содержанием в ней железа. Наличие вредных примесей (серы, фосфора и др.) обусловливает ухудшение качества получаемого чугуна и необходимость дополнительных затрат по их удалению.

В Украине добываются железные руды: красный железняк (Fe 2 O 3) с содержанием железа 55-60% (Криворожское месторождение) и бурый железняк (2Fe 2 O 3 3H 2 O) с содержанием железа 35-50% (Керченское месторождение).

Железные руды кроме основного компонента содержат никель, ванадий, кобальт и другие элементы, которые при доменной плавке переходят в чугун, легируют его и улучшают физико-химические свойства.

Источниками тепла для расплавления руды служит топливо – кокс, который получают из коксующихся углей путем их нагрева в специальных печах до 1000-1100 градусов без доступа воздуха. Кокс также участвует в химических реакциях производства чугуна.

В число сырых материалов при выплавке чугуна входят флюсы – минеральные вещества, добавляемые в шихту для снижения температуры плавления пустой породы и удаления в виде шлака ненужных компонентов (золы, серы, пустой породы).

Руда, топливо и флюсы, взятые в определенных дозах (по массе), называются шихтой. Для получения высококачественного чугуна необходима соответствующая подготовка шихтовых материалов. Подготавливаемая к плавке руда должна иметь требуемый состав и определенный размер кусков (20-40 мм), поэтому крупные куски подвергают дроблению, а мелкие и пылевидные фракции – окускованию. При низком содержании в руде железа её подвергают обогащению (бедные железные руды Криворожских ГОКов) в основном путем магнитной сепарации в сочетании с обжигом и флотацией.

В настоящее время более 25% железных руд проходят предварительную подготовку к плавке с тем, чтобы в доменную печь поступало железорудное сырье определенной крупности, равномерного химического состава, с высоким содержанием железа и хорошей восстановимостью. Чем тщательнее подготовлена руда к плавке, тем ниже расход топлива и выше качество чугуна.

Основными видами подготовки железных руд являются обогащение руд и окускование рудной мелочи. Наиболее распространенные способы окускования – агломерация и производство окатышей (окомкование). Агломерация руд заключается в том, что в шихту вводят флюсы и другие полезные добавки и путем сжигания топлива в слое спекаемого материала получают пористый, прочный и хорошо восстанавливаемый в доменной печи материал – офлюсованный агломерат. С развитием способов обогащения руд и увеличением удельного веса концентрата в общем объеме сырья начал применяться новый способ подготовки руды – окомкование. Сущность процесса состоит в окатывании частиц исходной шихты и последующем обжиге полученных окатышей размером 25-30 мм, которые содержат 70-95 % железа, однородны по составу и имеют высокую механическую прочность.

Технология выплавки чугуна

Доменная печь (рис. 7.1) представляет собой шахтную печь круглого сечения, заключенную в металлический цельносварной корпус толщиной 25-30 мм в верхней и 35-50 мм в нижней части. Изнутри печь выложена (футерована) огнеупорным кирпичем.

Современная доменная печь состоит из колошника, шахты, распара, заплечиков и горна. В верхней части печи на колошнике установлен засыпной аппарат 1, служащий для засыпки шихтовых материалов, и газоотводные трубы 2, по которым отводится доменный газ.

Нижняя часть – горн имеет цилиндрическую форму. В верхней части горна расположены фурмы 3, через которые в печь подаются подогретый до 1000-1200 градусов воздух и природный газ. Нижняя часть горна, в которой собирается чугун и шлак, называют лещадью. Выше ее находится летка 5 для выпуска чугуна, а на высоте 3-3,5 м шлаковая летка 4. Обе летки забиваются огнеупорной массой, а перед выпуском чугуна пробиваются.

Сущность доменного процесса заключается в восстановлении оксидов железа, что обеспечивается непрерывным взаимодействием опускающихся шихтовых материалов и восходящего потока горючих газов, образующихся при горении кокса в горне.

При нагревании шихты происходит удаление влаги и разложение карбонатов, а оксиды железа под действием газов СО, Н 2 и твердого углерода кокса постепенно превращаются в железо по схеме F 2 O 3 , F 3 O 4 , FeO, Fe.

Основной и важнейший процесс в горне доменной печи – сжигание углерода кокса. В результате горения кокса выделяется необходимое для процесса тепло, образуются восстановительные газы и освобождается объем, что способствует движению шихты сверху вниз. В доменной печи железо восстанавливается почти полностью. Постоянно контактируя с доменным газом и раскаленным коксом, губчатое железо, восстановленное из кусков агломерата, окатышей или руды, постепенно насыщается углеродом. При 1135 градусах в железе может растворяться 4,3% углерода.

Науглероживание железа, т.е. насыщение его углеродом, в основном, происходит в области заплечиков печи. Здесь образуются капли сплава FeC, которые струйками стекают в горн печи. При движении вниз жидкий металл соприкасается с кусками раскаленного кокса, происходит растворение углерода в железе, концентрация углерода повышается до 3,5-4,5%. Кроме углерода в расплав железа переходят восстановленные частично кремний, марганец, фосфор и сера. Этот многокомпонентный сплав железа назван чугуном. В зависимости от состава шихты в чугуне могут быть также хром, никель, ванадий, титан, медь и мышьяк.

Выпуск продуктов плавки производится раздельно: чугуна – через каждые 1,5-2 часа, шлака – 1 час. Чугун выпускается в чугуновозные ковши и транспортируется для разлива в чушки или для дальнейшей переработки в сталеплавильные цехи. Доменная печь работает непрерывно в течение 10-12 лет, после чего подвергается капитальному ремонту.

Материальный баланс доменной плавки

Составление материального баланса плавки основывается на фундаментальном законе химии – законе сохранения вещества, открытом М.В. Ломоносовым, согласно которому масса всех веществ, вступающих в реакцию, равна массе всех продуктов реакции.

Для проектируемых печей при составлении баланса пользуются данными, полученными в расчетах шихты, колошникового газа и дутья. Баланс обычно сходится с небольшой неувязкой порядка 0,5–1,0 %. В качестве примера ниже представлен материальный баланс доменной плавки:

Задано, кг

Агломерата 130,0

Окатышей 615,0

Кокса 480,5

Дутья 1700,3

Природного газа 95,2

Итого 4021,0

Получено, кг

Чугуна 1000,0

Шлака 420,0

Газа сухого 2461,0

Влаги и пыли 73,0

Влаги восстановления 67,0

Итого 4021,0

Продукция доменного производства

Основным продуктом доменного производства является чугун – сплав железа с углеродом (2-4,5%) и другими элементами (марганцем, кремнием, фосфором, серой и др.). Все виды чугуна, выплавляемые в доменных печах, по назначению делятся на передельный, литейный и специальный чугун.

Около 85% всего выплавляемого чугуна приходится на передельный (белый) чугун, в котором содержится 3,2-4,5% С, 0,3-1,2% Si, 0,2-1% Mn, 0,15-0,2% P и 0,02-0,07% S. Такой чугун отличается повышенной твердостью, хрупкостью и поэтому используется для производства стали.

Литейный (серый) чугун характеризуется повышенным содержанием кремния (до 4%), обладает хорошими литейными свойствами и применяется для изготовления различных деталей. Разновидностью литейных чугунов является природно-легированные чугуны, получаемые из руд, содержащих ванадий, хром, никель и др. Такие чугуны являются хорошим конструкционным материалом.

Специальные чугуны – это сплавы с высоким содержанием одного или двух неосновных их компонентов. Так, ферросилиций содержит более 13% кремния, ферромарганец до 75% марганца. Эти доменные ферросплавы применяют для раскисления и легирования сталей.

В результате плавки, кроме чугуна, получаются некоторые побочные продукты: шлак, доменный газ и колошниковая пыль. Доменный шлак – это сплав пустой породы, флюсов и золы кокса, он используется как строительный материал. Из него изготавливают шлакобетонные блоки, шлаковату. Большая часть шлака гранулируется и служит сырьем для изготовления цемента. Доменный газ после очистки его от пыли используется в доменном цехе в воздухонагревателях и для работы воздуходувных машин. Колошниковая пыль улавливается и используется при производстве агломерата.

Маркировка чугунов.

Серые чугуны маркируют буквами СЧ (серый чугун) и цифрами (например, СЧ12, СЧ15, СЧ18, СЧ21, СЧ23, СЧ24, СЧ32, СЧ36, СЧ40), показывающими среднее временное сопротивление при растяжении (кгс/мм 2). Например, чугун марки СЧ12 имеет q в ≥12 кгс/мм 2 (120МПа), СЧ40- q в =40 кгс/мм 2 (400 МПа).

Высокопрочные и ковкие чугуны маркируют соответсвенно буквами ВЧ и КЧ и цифрами (например, ВЧ40-10, ВЧ45-5, ВЧ50-2,5, КЧ30-6, КЧ33-8, КЧ35-10, КЧ37-12, КЧ45-6, КЧ50-4, КЧ56-4, КЧ60-3), при этом первые две цифры указывают на средний q в, а следующие на относительно удлиненные.

Специальные чугуны имеют обозначения в маркировке, указывающие их значение. Например, антифрикционные (А) чугуны АСЧ-1, АСЧ-2, АКЧ-1, АВЧ-1 предназначены для работы в паре с термообработанным (нормализованным или закаленным) валом, АСЧ-3, АКЧ-2 и АВЧ-2 – в паре с сырым (в состоянии поставки) валом.

Жаростойкие чугуны маркируются буквами ЖЧ, цифрами показывающими в процентах среднее содержание основного (Cr, Si, Al) легирующего элемента (например, ЖЧХ-20, ЖЧХ-22).

Основные направления в совершенствовании доменного производства .

Важнейшими технико-экономическими показателями работы доменных печей служат коэффициент использования полезного объема (КИПО) и удельный расход кокса. Первый показатель определяется отношением полезного объема печи (м 3) к ее среднесуточной производительности (т). Чем выше производительность печи, тем ниже коэффициент использования полезного объема.

Этот показатель равен в среднем 0,5…0,7, а на некоторых печах доведен до 0,4. Второй показатель – удельный расход кокса – также характеризует экономичность доменного процесса.

Это объясняется тем, что стоимость кокса составляет более половины стоимости чугуна. Снижение обоих показателей дает большой экономический эффект.

Один из путей повышения экономичности производства чугуна – улучшение подготовки шихтовых материалов и интенсификация процесса плавки. Так, применение офлюсованного агломерата позволяет повысить производительность труда на 10…30%, уменьшить расход кокса примерно на 20%. Замена агломерата окатышами дополнительно увеличивает выплавку чугуна на 5…8% и несколько уменьшает расход кокса.

Интенсифицируют плавку повышением давления на колошнике (способствует более равномерному распределению давления газа по сечению печи, более полному восстановлению железа); обогащением дутья кислородом (повышает температуру горения, ускоряет процессы восстановления кремния, марганца); вдуванием в горн природного газа и угольной пыли (уменьшает расход кокса на 10…15%, ускоряет восстановительные процессы).

Большое значение имеет механизация и автоматизация таких процессов как регулирование температуры в рабочем пространстве печи, дозирование подачи шихтовых материалов, воздуха и др. В последние годы для управлений процессом плавки начали применять электронно-вычислительные машины.

Производство чугуна - раздел Химия, Химическая технология Сырьем Для Производства Чугуна Служат Железные Руды, Подразделяющиеся На Четы...

Сырьем для производства чугуна служат железные руды, подразделяющиеся на четыре группы:

Руды магнитной окиси железа или магнитные железняки, содержат 50-70% железа и состоят в основном из минерала магнетита Fе 3 О 4 . Руды магнитной окиси железа трудно восстановимы.

Руды безводной окиси железа (красный железняк) содержат 50-70% железа в виде минерала гематита Fе 2 О 3 . Красные железняки восстанавливаются легче, чем магнитные железняки и обычно содержат малые количества фосфора и серы

Руды водной окиси железа или бурые железняки содержат железо в виде химического соединения его окиси с водой Fе 2 О 3 *nН 2 О и переменного количества адсорбированной воды. Эти руды преимущественно бедные по содержанию железа (25 –50%). Руды загрязнены вредными примесями, и их целесообразно предварительно обогащать.

Руды углекислой соли железа или шпатовые железняки, содержат 30-37% железа в виде минерала сидерита FеСО 3.

Подготовка железной руды к доменной плавке обычно включает процессы дробления, грохочения, сортировки по крупности, усреднения, обогащения. Подготовленная железная руда загружается в доменную печь вместе с углеродсодержащим материалом (коксом) и флюсом.

В н.в около 99% чугуна выплавляется на коксе. Кокс должен быть прочным, пористым и содержать ограниченное количество примесей.

Сгорая в горне доменной печи за счет кислорода дутья, кокс образует газ с высоким содержанием окиси углерода, являющейся восстановителем окислов железа. При сгорании кокса в доменной печи создаются высокие температуры, обеспечивающие необходимые физико-химические процессы и образование продуктов плавки. Флюсы загружают в доменную печь для образования с пустой породой руды и золой кокса легкоплавкого жидкотекучего и легко отделяемого от чугуна шлака, состоящего из силикатов и алюминатов кальция и магния. В качестве флюсов используют не содержащие серы и фосфора карбонат кальция и доломит СаСО 3 * МgСО 3

Доменная печь представляет собой шахтную печь круглого сечения. Железная руда, кокс и флюсы подаются в печь сверху при помощи наклонного подъемника. Образовавшиеся в процессе доменной плавки чугун и шлак, периодически выводятся из горна раздельно через соответствующие летки. Воздух поступает в печь через фурмы, расположенные в фурменной зоне горна. В этой зоне печи создается окислительная атмосфера, и углерод кокса сгорает по реакции:

С + О 2 = СО 2 + 409 кдж

С + СО 2 = 2СО – 165.8 кдж.

Образующийся в горне газ поднимается в верх печи, отдавая тепло шихтовым материалам и взаимодействуя с ними как восстановитель. Наивысшая температура в доменной печи достигает 1800 0 С. По мере опускания шихты от колошника в более горячую зону доменной печи происходят следующие процессы: разложение компонентов шихты, восстановление оксидов железа и других соединений, образование чугуна (обуглероживание железа), шлакообразование и плавление.

Восстановление окислов железа–основная цель плавки. Твердые окислы железа восстанавливаются окисью углерода в следующем порядке: Fе 2 О 3 → F 3 О 4 → FеО → Fе

Восстановление возможно, если прочность связи кислорода с восстановителем больше, чем с металлом.

Восстановление окислов железа окисью углерода протекает по реакциям:

3Fе 2 О 3 (тв) + СО = 2Fе 3 О 4 (тв) + СО 2 + 63.1 кдж

Fе 3 О 4 (тв) + СО = 3FеО (тв) + СО 2 – 22.4 кдж

FеО (тв) + СО = Fе (тв) + СО 2 + 13.2 кдж.

Шлакообразование происходит одновременно с восстановлением железа из его окислов. Процесс шлакообразования влияет на состав и качество чугуна и на работу печи в целом. Температура плавления смеси пустой породы и флюсов должна быть 1250-1350 0 С. Для достижения этой температуры необходимо иметь определенное соотношение СаО, МgО, Аl 2 О 3 и SiО 2 в шихте. Плотность расплавленного шлака меньше, чем чугуна, поэтому он накапливается в горне над расплавленным чугуном. Для предупреждения перехода FеО в шлак необходимо повышать основность шлака (избыток СаО). Повышенная основность шлака необходима также и для удаления серы, фосфора из металла.

Чугун делится по применению на литейный, передельный и специальный.

Литейный чугун предназначен для изготовления чугунных изделий методом литья. Он содержит 2-4% кремния и 0.3% фосфора. Чугуны, содержащие никель, ванадий, хром, называются легированными и применяют для специального литья.

Передельный чугун предназначается для производства стали. В зависимости от способа передела чугуна в сталь различают: бессемеровский, мартеновский, томасовский чугуны Мартеновский чугун перерабатывается на сталь в мартеновских печах, бессемеровский – путем продувки расплавленного чугуна воздухом в конверторе с кислой футеровкой, томасовский чугун переделывается в сталь в конверторах с основной футеровкой.

13.9.3. Производство стали .

Передел чугуна в сталь заключается в уменьшении количества углерода путем его окисления, в возможно более полном удалении серы и фосфора и в доведении в стали до нужных пределов содержания кремния, марганца и др. элементов.

Окисление углерода можно осуществлять двумя методами: продувкой кислорода через расплавленный чугун - конверторный способ и добавлением в расплавленный чугун твердых окислителей (железной руды, окалины и др.) – мартеновский способ.

В обоих способах углерод окисляется до окиси и двуокиси углерода, а такие примеси, как кремний и марганец в значительной степени переходят в шлак в виде SiО 2 и МnО. Для удаления серы и фосфора необходимо держать в шлаке избыточное количество окиси кальция. Различают кислые и основные методы передела чугуна в сталь. Кислые методы применяют для чугунов, содержащих мало фосфора и серы. В мартеновском способе кислые и основные методы передела чугуна в сталь осуществляются в мартеновских печах. При конверторном способе кислый метод передела чугуна в сталь называется бессемеровским , основной же метод носит название томасовского . Жидкий чугун заливают в конвертор, представляющий собой сосуд, изготовленный из листовой стали, сюда же через сопло вдувается кислород под давлением. Конвертор имеет приспособление для его вращения. Заливка чугуна производится через горловину. После заливки чугуна включается дутье. При продувке кислорода через расплавленный чугун в первый период окисляется железо.

2Fе + О 2 = 2FеО + 518.8кдж

Образовавшаяся закись железа взаимодействует с кремнием и марганцем по реакциям:

Si + 2 FеО = 2Fе + SiО 2 + 369.6 кдж

Мn + FеО = Fе + МnО + 126.4 кдж

Окислы примесей всплывают и переходят в шлак. Металл при этом разогревается, и температура его достигает 1600 0 С. Продолжительность этого периода 3-4 мин. Он называется периодом шлакообразования. Во втором периоде происходит взаимодействие закиси железа с углеродом:

С + FеО = Fе + СО – 75 кдж.

В третьем периоде в результате понижения концентрации углерода в металле окисление его замедляется, усиливается окисление кремния, марганца и железа. По окончании продувки сталь еще не готова, так как в ней присутствует FеО, что делает ее красноломкой и хладноломкой. Для восстановления FеО в конвертор или ковш при разливке стали добавляют раскислители – зеркальный чугун или ферросилиций. Фосфор, содержащийся в чугуне, переходит, в сталь. Недостатком бессемеровского способа является повышенная потеря металла вследствие окисления железа до FеО, переходящего в шлак. Однако высокая производительность конвертора, отсутствие расхода топлива и сравнительная простата обслуживания обусловили преимущественное развитие в производстве стали конверторного способа как более экономичного.

Томасовский способ отличается от бессемеровского в основном тем, что фосфор, содержащийся в чугуне, при продувке кислорода через расплавленный чугун вначале окисляется в Р 2 О 5 , которая взаимодействует далее с известью, добавляемой в конвертор, и материалом футеровки конвертора.

Мартеновский способ дает возможность передела чугуна различного состава. Потери металла незначительны. В н.в. около 80% стали выплавляется в мартеновских печах. Однако, мартеновский способ менее выгоден, чем конверторный; строительство мартенов обходится дороже, чем конверторов.

Выплавка стали в электрических печах применяется для получения высококачественных углеродистых и специальных сталей. Преобладающее количество электростали выплавляется в дуговых печах. В электрических печах легко достигается температура 2000 0 С и выше, что позволяет выплавлять тугоплавкие стали и вести процесс на сильноосновных шлаках, позволяющих более полно удалять серу и фосфор из стали.

Свойства стали в значительной степени определяются ее составом, в частности, содержанием углерода. В технически чистом железе содержится до 0.02% углерода. Такое железо обладает высокой пластичностью. С увеличением содержания углерода повышается твердость и прочность стали и одновременно понижается ее пластичность. Марганец, содержание которого в сталях составляет от 0.2 до 1.0% и выше, повышает твердость и прочность стали и одновременно понижает пластические свойства. Кремний повышает предел прочности стали. Никель, хром, вольфрам, молибден, ванадий, кобальт, титан и некоторые другие металлы вводятся в сталь для придания ей особых свойств. По химическому составу сталь подразделяют на углеродистую и легированную. По назначению сталь делится на конструкционную, инструментальную и сталь с особыми свойствами (нержавеющая, кислотоупорная, жаропрочная и др.) Сера, фосфор и растворенные газы являются вредными примесями в сталях.

Процессами прямого получения железа называются способы получения губчатого железа, металлизированного сырья, литого железа или стали непосредственно из железорудного сырья, минуя доменный процесс. Существующие методы прямого получения железа подразделяются:

1) По физическому состоянию получаемого продукта, и соответственно по температуре процесса на:

Получение губчатого железа и металлизированных окатышей при температуре ниже температуры плавления пустой породы;

Получение крицы, т.е. слипшейся массы губчатого железа при температуре плавления пустой породы с образованием шлака;

Получение жидкой стали при температурах выше температуры плавления железа.

2) По природе используемого восстановителя на:

Использование твердых восстановителей;

Использование газообразных восстановителей (СО, Н 2)

3) По состоянию слоя обрабатываемого сырья и, соответственно, по конструкции применяемого оборудования на:

Восстановление в плотном неподвижном слое;

Восстановление в плотном подвижном слое;

Восстановление во взвешенном слое;

Восстановление в кипящем слое.

Из этих методов наибольшее распространение получили процессы получения губчатого железа и металлизированных окатышей из высококачественных руд восстановлением в шахтных печах газообразными восстановителями.

Конец работы -

Эта тема принадлежит разделу:

Химическая технология

Федеральное государственное образовательное учреждение... высшего профессионального образования... Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

11. 2 Основные закономерности гомогенных процессов 12.1 Характеристика гетерогенных процессов 12 Гетерогенные процессы 12.1 Характеристика гетерогенных процессов

Окружающая среда
Первоисточник удовлетворения материальных и духовных потребностей человека – природа. Она же представляет и среду его обитания – окружающую среду. В окружающей среде выделяют природ

Производственная деятельность человека и ресурсы планеты
Условием существования и развития человечества является материальное производство, т.е. общественно – практическое отношение человека к природе. Разнообразные и гигантские масштабы промышленного пр

Биосфера и ее эволюция
Окружающая среда – это сложная многокомпонентная система, компоненты которой соединены между собой многочисленными связями. Окружающая среда состоит из ряда подсистем, каждая из которых вк

Химическая промышленность
По назначению производимой продукции промышленность подразделяется на отрасли, одной из которых является химическая промышленность. Удельный вес химической и нефтехимической отраслей в общем произв

Химическая наука и производство
3.1 Химическая технология – научная основа химического производства Современное химическое производство представляет многотоннажное, автоматизированное производство, основ

Особенности химической технологии как науки
Химическая технология отличается от теоретической химии не только необходимостью учитывать экономические требования к изучаемому ею производству. Между задачами, целями и содержанием теоретической

Связь химической технологии с другими науками
Химическая технология использует материал целого ряда наук:

Химическое сырье
Сырье – один из основных элементов технологического процесса, который определяет в значительной степени экономичность процесса, выбор технологии. Сырьемназываются природные материал

Ресурсы и рациональное использование сырья
В себестоимости химической продукции доля сырья достигает 70%. Поэтому весьма актуальна проблема ресурсов и рационального использования сырья при его переработке и добыче. В химической промышленнос

Подготовка химического сырья к переработке
Сырье, предназначенное для переработки в готовую продукцию, должно удовлетворять определенным требованиям. Это достигается комплексом операций, составляющих процесс подготовки сырья к переработке.

Замена пищевого сырья не пищевым и растительного минеральным.
Успехи органической химии позволяют производить ряд ценных органических веществ из разнообразного сырья. Так, например, этиловый спирт, используемый в больших количествах в производстве синтетическ

Использование воды, свойства воды
Химическая промышленность - один из крупных потребителей воды. Вода используется почти во всех химических производствах для разнообразных целей. На отдельных химических предприятиях потребление вод

Промышленная водоподготовка
Вредное влияние примесей, содержащихся в промышленной воде, зависит от их химической природы, концентрации, дисперсного состояния, а также технологии конкретного производства использования воды. Вс

Использование энергии в химической промышленности
В химической промышленности протекают разнообразные процессы, связанные или с выделением, или с затратой, или с взаимными превращениями энергии. Энергия затрачивается не только на проведение химиче

Основным источником энергии, потребляемой химической промышленностью, являются горючие ископаемые и продукты их переработки, энергия воды, биомасса и ядерное топливо. Энергетическая ценность отдель

Технико-экономические показатели химического производства
Для химической промышленности, как отрасли крупномасштабного материального производства, имеет значение не только технологии, но и тесно связанный с ней экономический аспект, от которого зависит но

Структура экономики химической промышленности
Важное значение для оценки экономической эффективности имеют и такие показатели как капитальные затраты, себестоимость продукции и производительность труда. Эти показатели зависят от структуры экон

Материальные и энергетические балансы химического производства
Исходные данные для всех количественных расчетов, производимых при организации нового производства или оценке эффективности действующего основываются на материальных и энергетических балансах. Эти

Понятие о химико-технологическом процессе
В процессе химического производства исходные вещества (сырье) перерабатываются в целевой продукт. Для этого необходимо осуществить ряд операций, включающих подготовку сырья для перевода его в реакц

Химический процесс
Химические процессы осуществляются в химическом реакторе, представляющем основной аппарат производственного процесса. От конструкции химического реактора и режима его работы зависит эффективность в

Скорость химической реакции
Скорость химической реакции, протекающей в реакторе, описывается общим уравнением: V = K* L *DC L-параметр, характеризующий состояние реагирующей системы; К- конст

Общая скорость химического процесса
Поскольку для гетерогенных систем процессы в зонах реактора 1, 3 и 2 подчиняются различным законам, они протекают с различной скоростью. Общая скорость химического процесса в реакторе определяется

Термодинамические расчеты химико-технологических процессов
При проектировании технологических процессов очень важны термодинамические расчеты химических реакций. Они позволяют сделать заключение о принципиальной возможности данного химического превращения,

Равновесие в системе
Выход целевого продукта химического процесса в реакторе определяется степенью приближения реакционной системы к состоянию устойчивого равновесия. Устойчивое равновесие отвечает следующим условиям:

Расчет равновесия по термодинамическим данным
Расчет константы равновесия и изменение энергии Гиббса позволяет определять равновесный состав реакционной смеси, а также и максимально возможное количество продукта. В основе расчета конс

Термодинамический анализ
Знание законов термодинамики необходимо инженеру не только для проведения термодинамических расчетов, но и для оценки энергетической эффективности химико-технологических процессов. Ценность анализа

Химическое производство как система
Производственные процессы в химической промышленности могут существенно различаться видами сырья и продукции, условиям их проведения, мощностью аппаратуры и т. д. Однако при всем многообразии конкр

Моделирование химико-технологической системой
Проблема масштабного перехода от лабораторного эксперимента к промышленному производству при проектировании последнего решается методом моделирования. Моделированием называется метод исследовани

Выбор схемы процесса
Организация любого ХТП включает следующие стадии: – разработку химической, принципиальной и технологической схем процесса; – выбор оптимальных технологических параметров и установ

Выбор параметров процесса
Параметры ХТП выбираются так, чтобы обеспечить максимально высокую экономическую эффективность не отдельной его операции, а всего производства в целом. Так, например, для рассмотренного выше произв

Управление химическим производством
Сложность химического производства как многофакторной и многоуровневой системы, приводит к необходимости использовать в нем разнообразные системы управления отдельными производственными процессами,

Гидромеханические процессы
Гидромеханическими процессами называются процессы, протекающие в гетерогенных, минимум двухфазных системах и подчиняющихся законам гидродинамики. Подобные системы состоят из дисперсной фазы,

Тепловые процессы
Тепловыми называются процессы, скорость протекания которых определяется скоростью подвода или отвода тепла. В тепловых процессах принимают участие минимум две среды с различными температурами, прич

Массообменные процессы
Массообменными называются процессы, скорость которых определяется скоростью переноса вещества из одной фазы в другую в направлении достижения равновесия (скоростью массопередачи). В процессе массоо

Принципы проектирования химических реакторов
Главная стадия химико-технологического процесса, определяющая его назначение и место в химическом производстве, реализуется в основном аппарате химико-технологической схемы, в котором протекает хим

Конструкции химических реакторов
Конструктивно химические реакторы могут иметь различную форму и устройство, т.к. в них осуществляется разнообразные химические и физические процессы, протекающие в сложных условиях массо-и теплопер

Устройство контактных аппаратов
Химические реактора для проведения гетерогенно–каталитических процессов называются контактными аппаратами. В зависимости от состояния катализатора и режима его движения в аппарате, они делятся на:

Характеристика гомогенных процессов
Гомогенные процессы, т.е. процессы, протекающие в однородной среде (жидкие или газообразные смеси, не имеющие поверхностей раздела, отделяющих части системы друг от друга), сравнительно редко встре

Гомогенные процессы в газовой фазе
Гомогенные процессы в газовой фазе широко применяются в технологии органических веществ. Для осуществления этих процессов органическое вещество испаряется, и затем его пары обрабатываются тем или и

Гомогенные процессы в жидкой фазе
Из большого числа процессов, идущих в жидкой фазе, можно отнести к гомогенным процессы нейтрализации щелочи в технологии минеральных солей без образования твердой соли. Например, получение сульфата

Основные закономерности гомогенных процессов
Гомогенные процессы, как правило, идут в кинетической области, т.е. общая скорость процесса определяется скоростью химической реакции, поэтому закономерности, установленные для реакций, применимы и

Характеристика гетерогенных процессов
Гетерогенные химические процессы основаны на реакциях между реагентами, находящимися в разных фазах. Химические реакции являются одной из стадий гетерогенного процесса и протекают после перемещения

Процессы в системе газ- жидкость (Г-Ж)
Процессы, основанные на взаимодействии газообразных и жидких реагентов, широко используются в химической промышленности. К таким процессам относятся абсорбция и десорбция газов, испарение жидкостей

Процессы в бинарных твердых, двухфазных жидких и многофазных системах
К процессам, идущим с участием только твердых фаз (Т-Т), обычно относят спекание твердых материалов при их обжиге. Спекание– это получение твердых и пористых кусков из мелких порошк

Высокотемпературные процессы и аппараты
Повышение температуры влияет на равновесие и скорость химико-технологических процессов, происходящих как в кинетической, так и в диффузионной области. Поэтому регулирование температурного режима пр

Сущность и виды катализа.
Катализом называется изменение скорости химических реакций или их возбуждение в результате воздействия веществ-катализаторов, которые, участвуя в процессе, остаются по окончании его химически не

Свойства твердых катализаторов и их изготовление
Промышленные твердые катализаторы представляют собой сложную смесь, которая называется контактной массой. В контактной массе одни вещества являются собственно катализатором, а другие служат активат

Аппаратурное оформление каталитических процессов
Аппараты гомогенного катализа не имеют каких-либо характерных особенностей, проведение каталитических реакций в однородной среде технически легко осуществимо и не требует аппаратов специальн

Важнейшие химические производства
В н.в. известно свыше 50000 индивидуальных неорганических и около трех миллионов органических веществ. В производственных условиях получают лишь незначительную часть открытых веществ. Собственно

Применение
Высокая активность серной кислоты в сочетании со сравнительно небольшой стоимостью производства предопределило большие масштабы и чрезвычайное разнообразие ее применения. Среди минеральных

Технологические свойства серной кислоты
Безводная серная кислота (моногидрат) Н2SО4 представляет собой тяжелую маслянистую жидкость, которая смешивается с водой во всех соотношениях с выделением большого количества

Способы получения
Еще в 13 веке серную кислоту получали термическим разложением железного купороса FеSО4, поэтому и сейчас один из сортов серной кислоты называют купоросным маслом, хотя давно уже серная к

Сырье для производства серной кислоты
Сырьем в производстве серной кислоты могут быть элементарная сера и различные серусодержащие соединения, из которых могут быть получена сера или непосредственно оксид серы. Природные залеж

Контактный способ производства серной кислоты
Контактным способом производится большое количесвто серной кислоты, воом числе оллеум. Контактный способ включает три стадии: 1) очистку газа от вредных для катализатора примесей; 2) конта

Производство серной кислоты из серы
Сжигание серы происходит значительно проще и легче, чем обжиг колчедан. Технологический процесс производства серной кислоты из элементарной серы отличается от процесса производства

Технология связанного азота
Газообразный азот представляет собой одно из самых устойчивых химических веществ. Энергия связи в молекуле азота составляет 945 кДж/моль; он обладает одной из самых высоких энтропий в расчете на а

Сырьевая база азотной промышленности
Сырьем для получения продуктов в азотной промышленности являются атмосферный воздух и различные виды топлива. Одной из составных частей воздуха является азот, который используется в процессах полу

Получение технологических газов
Синтез-газ из твердого топлива. Первым из основных источников сырья для получения синтез-газа явилось твердое топливо, которое перерабатывалось в газогенераторах водяного газа по следующим р

Синтез аммиака
Рассмотрим элементарную технологическую схему современного производства аммиака при среднем давлении производительностью 1360 т/сутки. Режим ее работы характеризуется следующими параметрами: темпер

Типовые процессы солевой технологии
Большинство МУ представляет различные минеральные соли или твердые вещества с подобными солям свойствами. Технологические схемы производства МУ весьма разнообразны, но, в большинстве случаев, склад

Разложение фосфатного сырья и получение фосфорных удобрений
Природные фосфаты (апатиты, фосфориты) используют в основном для получения минеральных удобрений. Качество полученных фосфорных соединений оценивают по содержанию в них Р2О5

Производство фосфорной кислоты
Экстракционный методпроизводства фосфорной кислоты основан на реакции разложения природных фосфатов серной кислотой. Процесс состоит из двух стадий: разложение фосфатов и фильтровании образо

Производство простого суперфосфата
Сущность производства простого суперфосфата состоит в превращении природного фторапатита, нерастворимого в воде и почвенных растворах, в растворимые соединения, преимущественно в монокальцийфосфат

Производство двойного суперфосфата
Двойной суперфосфат - концентрированное фосфорное удобрение, получаемое разложением природных фосфатов фосфорной кислотой. Он содержит 42-50% усвояемого Р2О5, в том числе в в

Азотнокислотное разложение фосфатов
Получение сложных удобрений. Прогрессивным направлением в переработке фосфатного сырья является применение метода азотнокислотного разложения апатитов и фосфоритов. Этот метод позв

Производство азотных удобрений
Важнейшим видом минеральных удобрений являются азотные: аммиачная селитра, карбамид, сульфат аммония, водные растворы аммиака и др. Азоту принадлежит исключительно важная роль в жизнедеятельности

Производство аммиачной селитры
Аммиачная селитра, или нитрат аммония, NH4NO3 - кристаллическое вещество белого цвета, содержащее 35% азота в аммонийной и нитратной формах, обе формы азота легко усваиваютс

Производство карбамида
Карбамид (мочевина) среди азотных удобрений занимает второе место по объему производства после аммиачной селитры. Рост производства карбамида обусловлен широкой сферой его применения в сельском

Производство сульфата аммония
Сульфат аммония(NН4)2SО4 – бесцветное кристаллическое вещество, содержит 21.21% азота, при нагревании до 5130С полностью разлагается на

Производство нитрата кальция.
Свойства Нитрат кальция (известковая или кальциевая селитра) образует несколько кристаллогидратов. Безводная соль плавится при температуре 5610С, однако уже при 5000

Производство жидких азотных удобрений
Наряду с твердыми удобрениями применяются и жидкие азотные удобрения, представляющие собой растворы аммиачной селитры, карбамида, кальциевой селитры и их смесей в жидком аммиаке или в концентрирова

Общая характеристика
Больше 90% добываемых из недр земли и вырабатываемых заводскими методами калийных солей используют в качестве удобрений. Калийные минеральные удобрения представляют собой природные или синтетически

Получение хлористого калия
Флотационный способ производства Флотационный способ выделения хлорида калия из сильвинита основан на флотогравитационном разделении водорастворимых минералов калийной руды в среде

Типовые процессы технологии силикатных материалов
В производстве силикатных материалов используются типовые технологические процессы, что обусловлено близостью физико-химических основ их получения. В самом общем виде производство любого силикатног

Производство воздушной извести
Воздушной или строительной известью называется бессиликатный вяжущий материал на основе оксида и гидроксида кальция. Различают три вида воздушной извести: -кипелка (негашен

Процесс производства стекла
Сырьем для производства стекол служат разнообразные природные и синтетические материалы. По их роли в образовании стекла, они делятся на пять групп: 1.Стеклообразователи, создающие основу

Производство огнеупоров
Огнеупорными материалами (огнеупорами) называют неметаллические материалы, характеризующиеся повышенной огнеупорностью, т.е. способностью противостоять, не расплавляясь, воздействию высоких темпера

Электролиз водных растворов хлористого натрия
При электролизе водных растворов хлористого натрия получают хлор, водород и едкий натр (каустическая сода). Хлор при атмосферном давлении и обычной температуре газ желто-зеленого цвета с у

Электролиз раствора хлористого натрия в ваннах со стальным катодом и графитовым анодом
Электролиз раствора хлористого натрия в ваннах со стальным катодом и графитовым анодом дает возможность получать едкий натр, хлор и водород в одном аппарате (электролизере). При прохождении постоян

Электролиз растворов хлористого натрия в ваннах с ртутным катодом и графитовым анодом дает возможность получать более концентрированные продукты, чем в ваннах с диафрагмой. При пропускании

Производство соляной кислоты
Соляная кислота представляет собой раствор хлористого водорода в воде. Хлористый водород – это бесцветный газ, имеющий температуру плавления –114.20С и температуру кипения –85

Электролиз расплавов. Производство алюминия
При электролизе водных растворов могут получаться только вещества, потенциал выделения которых на катоде более положителен, чем потенциал выделения водорода. В частности, такие электроотрицательные

Производство глинозема
Сущность производства глинозема заключается в отделении гидроокиси алюминия от других минералов. Это достигается применением ряда сложных технологических приемов: перевод глинозема в растворимую со

Производство алюминия
Производство алюминия осуществляется из глинозема, растворенного в криолите Nа3АlF6. Криолит, как растворитель глинозема, удобен потому, что он достаточно хорошо растворяет Аl

Металлургия
Металлургия – наука о способах получения металлов из руд и другого сырья и отрасль промышленности, производящая металлы. Металлургическое производство возникло в глубокой древности. Еще на заре раз

Руды и способы их переработки
Сырье в производстве металлов – металлические руды. За исключением небольшого числа (платина, золото, серебро) металлы находятся в природе в виде химических соединений, входящих в состав металличес

Производство меди
Медь – металл, получивший широкое распространение в технике. В чистом виде медь имеет светло-розовый цвет. Температура плавления ее 10830С, температура кипения 23000С, она хор

Химическая переработка топлива
Топливом называют существующие в природе или искусственно изготовленные горючие органические вещества, являющиеся источником тепловой энергии и сырьем для химической промышленности. По природе проц

Коксование каменных углей
Коксование – метод переработки топлив, преимущественно углей, заключающийся в нагревании их без доступа воздуха до 900-10500С. Топливо при этом разлагается с образованием с образованием

Производство и переработка газообразного топлива
Газообразным топливом называется топливо, находящееся в состоянии газа при температуре и давлении его эксплуатации. По происхождению газообразное топливо подразделяется на природное и синтетическое

Основной органический синтез
Основным органическим синтезом (ООС) называется совокупность производств органических веществ относительно простого строения, вырабатываемых в очень больших количествах и используемых в качестве це

Сырье и процессы ООС
Производство продуктов ООС базируется на ископаемом органическом сырье: нефти, природном газе, каменном угле и сланцах. В результате разнообразных химических и физико-химических пре

Синтезы на основе оксида углерода и водорода
Органический синтез на основе оксида углерода и водорода получил широкое промышленное развитие. Каталитический синтез углеводородов из СО и Н2 впервые осуществлен Сабатье, синт

Синтез метилового спирта
Метиловый спирт (метанол) в течение длительного времени получали из надсмольной воды, выделяющейся при сухой перегонке древесины. Выход спирта при этом зависит от породы древесины и колеблется от 3

Производство этанола
Этанол- бесцветная подвижная жидкость с характерным запахом, температура кипения 78.40С, температура плавления –115.150С, плотность 0.794 т/м3. Этанол смешивается в

Производство формальдегида
Формальдегид (метаналь, муравьиный альдегид) – бесцветный газ с острым раздражающим запахом, с температурой кипения-19.20С, температурой плавления –1180С и плотностью (в жидко

Получение карбамидо-формальдегидных смол.
Типичными представителями искусственных смол являются мочевино-формальдегидные смолы, которые образуются в результате реакции поликонденсации, протекающей при взаимодействии молекул мочевины и форм

Производство ацетальдегида
Ацетальдегид (этаналь, укс

Производство уксусной кислоты и ангидрида
Уксусная кислота (этановая кислота) представляет собой бесцветную жидкость с резким запахом, с температурой кипения 118.10С, температурой плавления 16.750С и плотностью

Полимеризационные мономеры
Мономерами называются низкомолекулярные соединения преимущественно органической природы, молекулы которых способны вступать в реакцию друг с другом или с молекулами других соединений с образованием

Производство поливинилацетатной дисперсии
В СССР промышленное производство ПВАД впервые осуществлено в 1965г. Основным способом получения ПВАД в СССР являлся неперывно-каскадный, однако, имелись производства, в которых был принят периодиче

Высокомолекулярные соединения
Большое значение в народном хозяйстве имеют природные и синтетические высокомолекулярные органические соединения: целлюлоза, химические волокна, каучуки, пластмассы, резина, лаки, клеи и т.д. Как п

Производство целлюлозы
Целлюлоза – один из основных видов полимерных материалов. Более 80% древесины, идущей для химической переработки, используется для получения целлюлозы и древесной массы. Целлюлоза, иногда

Производство химических волокон
Волокнами называют тела, длина которых во много раз превышает их очень малые размеры поперечного сечения, обычно измеряемого микронами. Волокнистые материалы, т.е. вещества, состоящие из волокон, и

Производство пластических масс
К пластмассам относят обширную группу материалов, главной составной частью которых являются природные или синтетические ВМС, способные при повышенной температуре и давлению переходить в пластическо

Получение каучука и резины
К каучукам относят эластичные ВМС, способные под влиянием внешних сил значительно деформироваться и быстро возвращаться в исходное состояние после снятия нагрузки. Упругие свойства

К атегория:

Производство черных и цветных металлов

Исходные материалы для получения чугуна, подготовка их к плавке

Исходными материалами для получения чугуна в доменных печах являются железные руды, топливо и флюсы.

Рудой называется природное минеральное сырье, содержащее металлы (или их соединения) количестве и в виде, пригодном для их промышленного использования. Руды представляют совокупность минералов. Минералы, содержащие нужный металл, называются рудными, а остальные - пустой породой.

Заранее рассчитанное в определенном соотношении количество загружаемых в доменную печь материалов (руда, флюсы и топллво) называется шихтой.

Железные руды. Земная кора содержит около 5,1% железа в составе различных химических соединений. Наиболее распространенными соединениями железа являются окислы - соединения железа с кислородом (имеющие главное значение), сульфиды - соединения железа с серой и шпаты - углекислые соединения железа.

Промышленное примейение имеют красные железняки, бурые железняки, магнитные железняки и шпатовые железняки.

Основным рудным минералом красного железняка является гематит - окись железа (Fe203). Пустыми породами являются преимущественно кварц, состоящий в основном из (SiOa), и кальцит (СаС03), иногда с глинистыми примесями (А1203 2Si02 2Н20 и др.). В крупнейших месторождениях гематитовых руд среднее содержание железа составляет 51-66% (чистый гематит содержит 70% Fe). Цвет руды от ярко-красного до темно-красного.

В СССР главными месторождениями красного железняка являются следующие. Криворожское месторождение - основной бассейн южной металлургической базы, Курская магнитная аномалия; Атасусское и Соколовско-Сарбайское месторождения в Казахстане; Коршуновское месторождение в Восточной Сибири.

Основным рудным минералом бурого железняка является гидрогетит (лимонит) - водная окись железа (Fe203 . /гН20). Пустые породы того же характера, что и в красном железняке. Содержание железа в различных месторождениях колеблется очень широко: от 55 до 30% и ниже. Цвет от коричнево-желтого до темно-бурого. В СССР крупными месторождениями бурого железняка являются Керченское, Лисаковское и Аятское (в Казахстане), Липецкое и Тульское.

Рудным минералом магнитного железняка является магнетит - магнитная закись-окись железа FeO Fe203 (Fe304). В пустых породах присутствуют силикаты (полевые шпаты, граниты и др.), сульфиды, кальциты и др. Содержание железа в богатых магнетитовых рудах колеблется от 50 до 72%. Цвет- магнетита - черный. В СССР промышленные месторождения магнетитовых руд находятся на Урале: горы Магнитная, Высокая, Благодать; в Сибйри (Ангаро-Питский железорудный район) и в других районах.

Рудным минералом шпатового железняка является сидерит (FeCOg). Шпатовые железняки залегают мраморовидными массами светло-серого и желтовато-белого цвета; они содержат 30- 42% железа. При обжиге сидерита удаляется углекислый газ (С02) и образуются мельчайшие поры, что обеспечивает при доменной плавке легкую восстанавливаемость. В СССР шпатовые железняки залегают Ц близ Златоуста и в Омутнинском районе Кировской области. СГ\ По семилетнему плану в СССР в 1965 г. будет добыто 230-245 млн. m ^ч железной руды.

Топливо. Топливо, употребляемое для доменного процесса, должно иметь высокую теплотворную способность и малую зольность, обладать пористостью, прочностью при высоких температурах, а также содержать возможно меньше серы, которая частично переходит из топлива в чугун и ухудшает свойства последнего.

В качестве топлива при доменном производстве используется преимущественно каменноугольный кокс и очень редко древесный уголь.

Флюсы. Для отделения пустой породы и золы топлива в доменную печь вводят вещества, называемые флюсами; эти вещества дают с пустой породой и золой топлива легкоплавкие химические соединения, образующие шлак при плавке. Состав и легкоплавкость шлаков оказывают большое влияние на ход доменной плавки и состав чугуна. В составе почти всех руд, а также в золе кокса кислые пустые породы (Si02 + А1203) преобладают над основными (СаО + MgO); поэтому в качестве флюсов применяют чаще всего известняк (содержащий преимущественно СаС03) и иногда доломит (состоящий главным образом из СаС03 + MgC03), дающие легкоплавкие соединения с Si02 и А1203.

Подготовка руд к плавке. Для выплавки чугуна руды подвергаются предварительной подготовке. Качество подготовки руд к плавке ока-зьгоает большое влияние на ход плавки, расход топлива и качество металла.

Дробление - измельчение крупных кусков руды - производится специальными машинами - дробилками, при этом стараются получить куски размером 30-100 мм. Мелочь отсеивается при сортировке и грохочении, для выплавки она непригодна и используется для спекания.

Промывка руды водой применяется для отделения пустой породы, которая постепенно отмокает и уносится водой.

Обжиг руды производится для удаления воды, углекислоты и частичного выжигания серы, в результате чего руда очищается и обогащается соединениями железа. Кроме того, обжиг немагнитной окиси Fe203 производят с целью перевода ее в магнитное соединение Fe304 для возможности применения магнитного обогащения.

Магнитное обогаще н(и е осуществляется в аппаратах, называемых магнитными сепараторами. Основной частью сепаратора являются электромагниты, служащие для образования магнитного поля, при перемещении руды в котором происходит отделение немагнитных частиц. При этом магнитная окись железа (Fe304) притягивается электромагнитами.

Спекание (агломерация) производится с целью окускования мелкой порошкообразной руды и колошниковой пыли; для спекания эти вещества смешиваются с измельченным топливом. Для получения офлюсованного агломерата в агломерационную шихту, кроме руды и топлива, добавляют измельченный известняк.

Спекание осуществляется при t 1100-1200° на специальных агломерационных ленточных машинах, где топливо сгорает, в результате чего изменяется химический состав шихты: известняк при температуре около 900° разлагается на окись кальция (СаО) и углекислый газ (С02), сера выгорает, окись железа (Fe203) частично восстанавливается до закиси (FeO), которая с SiOa пустой породы образует силикат железа Fe2Si04. Этот силикат плавится и связывает другие частицы шихты, при этом и образуются пористые спеченные куски материала, называемого агломератом.

Для повышения производительности в -состав шихты доменных печей вводят офлюсованный (самоплавкий) агломерат.

При работе на офлюсованном агломерате сокращается расход кокса, флюсов и повышается производительность печей.

1. Основные понятия: ткм, металлы и сплавы. Основные свойства металлов и большинство сплавов на металлической основе.
2. Сплавы на металлической основе. Основные понятия: сплав,кристализация, кристалическая решётка. Виды сплавов.
4) Механические свойства. Основные понятия: напряжение, деформация, прочность, пластичность.
5 Особенность механическихсвойст. Коэфициентсовершенсвтокострукции.
6 Механические свойства. Особенности определение твёрдости.
8 Механические свойства. Особенности определения ударной вязкости.
10. Литейные свойства и их особенности.
11) Деформируемость как технологическое свойство. Особенности испытаний на деформируемость.
12) Обрабатываемость резанием. Ее определение.
13) Примеси в сталях. Влияние примесей на свойства сталей.
14) Виды кристаллической решетки железа. Основные виды микроструктуры железоуглеродистых сплавов. Внешний вид микроструктуры различных сталей.
15. Чугуны,их классификация и маркировка. Внешний вид микроструктуры различных видов.
16)Литейное производства
17) Литейное производство. Особенности изготовления отливок в разовые песчаноглинистые формы.
18) Специальные способы литья. Литье в кокиль, литье в оболочковую форму, литье по выплавляемым моделям.
Литьё по выплавляемым моделям
19) Обработка металлов давлением (омд). Основные понятия. Виды деформации (обработки), их особенности.
20) Прокатное производство. Основные характеристики процесса прокатки. Основной инструмент и оборудование.
Классификация процессов прокатки
22) Технология листовой штамповки. Виды, оборудование, основные особенности.
23) Гош – горячая объёмная штамповка. Осадка заготовки(увеличение диаметра за счёт уменьшение длины), штампы бывают открытые и закрытые.
24) Ковка. Основные операции и особенности процесса.
25) Прессование, волочение. Сущность, основные особенности. Технологический процесс прессования и волочения.
26) Сварка.Условия необходимые для образ сварного соединения.Классификация видов сварки.
27) Основные закономерности и особенности ручной дуговой сварки.
28) Основные закономерности и особенности контактной точечной и стыковой сварки.
Принцип работы сварочного трансформатора в контактной сварке
29) Основные закономерности и особенности газокислородной сварки и резки.
30) Обработка металлов резанием. Две группы способов обработки. Рабочие движения при обработке резанием. Основные параметры режимов резания.
31) Токарно-винторезные станки. Назначение основных узлов и частей станка.
32) Режущий инструмент и виды работ, выполняемых на токарно-винторезных станках.
33) Вертикально-сверлильные станки. Виды работ, выполняемых на них.
34) Горизонтально-фрезерные станки. Виды работ, выполняемых на них.
Цветнаяметалургия. Исходные материалы для производвства чугуна. Промышленная руда, горная порода, из который извлекают метлаллы и их соединения(содеражаниеметлаоов в руде должен быть не меньше 30-60% для железо, и 5% для меди, от 0.005 до 0.002 для молибдена). Руда состоит из минералов, содержащих метал и его соединение и пустой породы. Руду называют по одному или нескольким металлом входищим в их состав. Наример. Железные или медноникеливые руды. Флюсы – материалы загружаемые в плавленную печь для образование легкоплавнного соединения с пустой породы руды или концентратором. Шлаковые соединения концентратора и залой топливо. Шлак защищает метал от печных газов и вохдуха. Бывает основным и кислым. Топливо. В металичских печах используют кокс природный газ, мазут, доменный газ. Кокс получают перегонкой при температуре 1000С из угля без доступа кислорода. В коксесодержиться 80-88%. Прочные неспекающиеся топливо, служит так же хим реагентом для восстановления железо из руды.
Железные руды. Магнитный железняк содержит желехо 55-60%. Место рождения соколовскаякурско магнитная аномалия.
Красный железняк. Содержит железо 55-60%. Место рождения кривой рог. Украина. Курско магнитная аномалия.
Бурый железняк. (гидраты оксидловделеза) содержит делезо 37-55%.Место рождения. Керчь. Флюсом служит известняк или доломит. Он необходим для удаления серы из металлов.
Подготовка руд к доменной плавке.
36. Физико-химические процессы происходящие в доменной печи при выплавке чугуна.
Чугун выплавляют в печах шахтного типа доменных печах. Сущность процесс. Заключается в востановление железа в ведение в состав руды оксида углерода, водорода и твёрждого углерода. Выделяющимся при сгорании топлива. При выплавке чугуна решаются зхдчи:
При работе печи шихтовые металлы проплавляясь опускаются. А через загрузочное устройство падают новые порции шихта, чтобы весь полный объём печи а её объём равен 5000 м 3 высота до 35 метров.
Процессы протекающие в доменной печи: