 |
Продукты доменного производства
|
|
|
|
Основным продуктом доменного производства является чугун, остальные – побочные.
1.Передельный чугун – используется как исходный продукт для получения стали в конверторах и мартеновских печах. Такой чугун содержит 3,8 – 4,4%С, 0,3-1,2% Si, 0,2-1% Mn, 0,15-0,2% P, 0,02-0,07% S. Подразделяется на:
1. коксовый М1, М2, М3, Б 1, Б 2.
2. фосфористый МФ1, МФ2, МФ3.
3. высококачественный ПВК1, ПВК2, ПВА.
2. Литейный чугун – применяется после переплава в плавильных печах для отливки чугунных изделий. Состав чугуна: 1,25 – 4,75% Si, 0,5-1,3% Mn, до 0,05%S, до 1,2% P. По содержанию фосфора делится на 4 класса. По содержанию кремния на 6 марок.
3. Ферросплавы – используют при выплавке сталей для раскисления и легирования. К ним относятся: зеркальный чугун (10-25% Mn), ферромарганец (70-75% Mn), ферросилиций (9-13% Si).
В доменных печах из руд некоторых месторождений выплавляют природнолегированный чугун, содержащий хром, ванадий, никель и т.п.
4.Доменный шлак – используют для получения строительных материалов (цемент, щебень, шлакобетон). Состав шлака: 36 –40% SiO, 8-18% Al O, 40-46% CaO, 2-10% MgO, 2-3% MnO, 0,2-0,5% FeO, 1,5-2%S. Шлак, чаще всего, подвергают грануляции – мокрой и полусухой для получения мелкозернистого продукта. При мокрой грануляции шлак сливают в воду, а при полусухой шлак гранулируют пароводяной средой.
5.Доменный или колошниковый газ – идет на нагрев воздуха в воздухонагревателях. Теплота сгорания газа 3600-3900 КДж\м (850-950 ккал\м).
6.Колошниковая пыль – содержит 45-50% Fe и ее используют при
агломерации.
Интенсификация доменного плавки
Увеличение выплавки чугуна может осуществляется за счет ввода в строй новых доменных печей и повышения производительности действующих, которое достигается:
1. Использованием крупных, более совершенных, доменных печей,объемом 5000 м3 и более, с широким применением автоматизации и механизации процессов.
|
|
|
2. Улучшением подготовки шихтовых материалов: обогащение руды, применение агломерата и окатышей, что уменьшит расход кокса, повышение качества кокса увеличит выплавку чугуна.
3. Повышением давления газа на колошнике – снижается скорость движения газа по домне и тем самым реакции идут более полно, что приводит к ускорению восстановления. При повышении давления газа на одну десятую атмосферы производительность печей увеличивается в среднем на 1%, а экономия кокса на 0,1%.
4. Вдуванием в горн природного газа, угольной пыли, воздуха обогащенного кислородом, приводит к снижению расхода кокса. При обогащении дутья кислородом до 25-26% суточная производительность печи повысится на 14-15%.
5. Комплексной механизацией и автоматизацией процессов.
Производство стали
Сталь – железоуглеродистый сплав, содержащий до 2% углерода. Кроме углерода сталь содержит в небольших количествах постоянные примеси: Mn, Si, S, P. Сталь отличается от чугуна более низким содержанием углерода.
Главной целью сталеплавильного производства является удаление содержащихся в чугуне избыточных примесей с помощью окислительно-восстановительных процессов, протекающих в сталеплавильных агрегатах. Сталь производят: 30-40% конвертерным способом, 50-60% мартеновским и 5-10% электросталеплавильным.
Классификация сталей
Свойства сталей, выплавляемых в различных агрегатах, разнообразны и зависят от большого числа факторов: химического состава, способа и технологии выплавки, способа разливки, наличия вредных примесей, технологии обработки давлением, термообработки и т.п.
По способу производства – стали различают следующим образом: бессемеровская, томасовская, кислородно-конвертерная, мартеновская, электросталь, тигельная, сталь электрошлакового переплава, сталь, получаемая в вакуумных, индукционных и дуговых печах.
|
|
|
По назначению:
- конструкционные – применяются для изготовления деталей машин, станков, металлоконструкций и каркасов зданий;
- инструментальные – для изготовления резцов, штампов, фрез, мерительного инструмента и т.д.
- Стали специального назначения:
- нержавеющие, жаропрочные, трансформаторные, шарикоподшипниковые, броневые, рельсовые и т.д.
По качеству (отличаются содержанием вредных примесей S и P):
- стали обыкновенного качества,
- качественные,
- высококачественные.
По химическому составу:
- углеродистые (низко-, средне-, высоко-.), легированные (низко-, средне-, высоко-).
Химические процессы сталеплавильного производства
В сталеплавильных печах кислород наиболее быстро окисляет железо, концентрация которого значительно превышает концентрацию других элементов в сплаве:
2Fe + O2 → 2FeO + Q
Образующаяся закись железа FeO хорошо растворима, как в металле, так и в шлаке и играет роль основного носителя кислорода.
Кремний, марганец, углерод и другие примеси стали, обладают более высоким сродством к кислороду, чем железо, и поэтому они отбирают кислород у железа, восстанавливая его. Окисление примесей идет за счет газообразного кислорода, а также закиси железа по реакции:
Si + O2 → SiO2 + Q
Mn + O → MnО + Q
C + O → CO + Q
Si + 2FeO → SiO + 2Fe
Mn + FeO → Mn + Fe
C + FeO → CO + Fe
Все эти реакции идут легко за счет большого количества кислорода и перемешивания. Окисление углерода имеет наиболее важное значение: достижение его заданного значения определяет продолжительность плавки. Кремний окисляется практически полностью. Марганец окисляется примерно на 70%. Фосфор удаляется путем ошлаковывания (перехода в шлак).
P + 5FeO + 3CaO = P2O5 3CaO + 5 Fe + Q
За всю плавку в шлак переходит до 95-98% фосфора шихты. Сера удаляется значительно хуже, чем фосфор, до 50% остается в чугуне.
FeS + CaO = CaS + FeO.
Удаление серы затруднено наличием в шлаке (до 20%) закиси железа. Поэтому для получения стали в кислородном конвертере применяют чугун с ограниченным содержанием серы (до 0,07%).
|
|
|
