Чугу́н — многокомпонентный сплав на основе железа с содержанием углерода, в котором
превышает 2,14%. Чугуны содержат
постоянные примеси
(Si, Mn, S, P), а в некоторых случаях
также легирующие
элементы (Cr, Ni, V, Al и др.). Как
правило, чугун хрупок.
Мировое производство чугуна в 2007 составило 953 млн. тонн (в том числе в Китае - 477
млн. тонн). В зависимости от состояния и содержания углерода в чугуне различают: белые и серые (по цвету излома, который обуславливается структурой углерода в чугуне в виде карбида железа или свободного графита), высокопрочные и ковкие чугуны. В белом чугуне углерод присутствует в виде цементита, в сером — в основном в виде графита |
Производство чугуна в доменной печи Верхняя ее половина носит название шахты и заканчивается наверху отверстием
– калашником, которая закрывается подвижной колонкой – кколашниковым затвором. Самая широкая
часть печи называется распаром, а
нижняя часть – горном. Через
специальные отверстия в горне(фурмы)
в печать вдувается горячий воздух или кислород. Доменную печь загружают сначала коксом, а
затем послойно агломератом и коксом. Агломерат – это определенным образом
подготовленная руда, спеченная с флюсом. Горение и необходимая для выплавки
чугуна температура поддерживаются вдуванием в горн подогретого воздуха или
кислорода. Последний поступает в кольцевую трубу, расположенную вокруг нижней
части печи, а из нее по изогнутым трубкам через фурмы в горн. В горне кокс
сгорает, образуя СО2, который, поднимаясь вверх и
проходя сквозь слои наколенного кокса, взаимодействует с ним и образует СО.
Образовавшийся оксид углерода и восстонавливает большую часть руды, переходя
снова в СО2. Процесс восстановления руды происходит
главным образом в верхней части шахты. Его можно выразить суммарным уравнением: Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2 Пустую породу в руде образуют, главным
образом диоксид кремния SiO2. Это
– тугоплавкое вещество. Для превращения тугоплавких примесей в более
легкоплавкие соединения к руде добавляются флюс . Обычно в качестве флюса используют CaCo3. При взаимодействии его с SiO2 образуется
CaSiO2, легко отделяющийся в виде
шлака. При восстановлении руды
железо получается в твердом состоянии. Постепенно оно опускается в более
горячую часть печи – распар - и растворяет в себе углерод; образуется чугун.
Последний плавится и стекает в нижнюю часть горна, а жидкие шлаки собираются на
поверхности чугуна, предохраняя его от окисления. Чугун и шлаки выпускают по
мере накопления через особые отверстия, забитые в остальное время глиной. Выходящие из отверстия печи газы содержат
до 25% СО. Их сжигают в особых аппаратах-кауперах,
предназначенных для предварительного нагревания
вдуваемого в печь воздуха. Доменная печь работает непрерывно. По мере
того как верхние слои руды и кокса
опускаются, в печь добавляют новые их порции. Смесь руды и кокса доставляется
подъемниками на верхнюю площадку печи и
загружается в чугунную воронку, закрытую снизу колошниковым затвором. При
опускании затвора смесь попадает в печь. Работа печи продолжается в течение
нескольких лет, пока печь не потребует капитального ремонта.
|
Доменный цех №2 (шестая доменная печь) Комплекс доменной печи был пущен 6 ноября 1978 г. Она производит пе-редельный чугун для кислородно-конвертерных цехов. Чугун выплавляется из смеси отсеянного от мелочи офлюсованного агломерата и окатышей с ГОКов, с добавлением флюса конвертерного шлака местного производства. Твердое топ-ливо – кокс с коксохима, подачи дутья осуществляется с помощью электровоз-духодувных машин в ТЭЦ. Концентрация кислорода до 30 %. Нагрев до темпе-ратуры 13000С осуществляется в воздухонагревателях (4 шт.). Для очистки ко-лошникового газа от пыли есть пылеуловитель (грубая очистка) и газоочистка (тонкая очистка). Участок шихтоподачи представляет собой приемное устройство и здание бункерной эстакады. Приемное устройство двух путное, а выгрузка материалов производится в подземные бункера. Бункерная эстакада надземная, двух рядная (один – кокс и добавки, второй – агломерат и окатыши). Выдача материалов из бункеров на конвейер осуществляется отдельными порциями, располагающи-мися на ленте конвейера в определенной последовательности, согласно про-грамме загрузки печи. Загрузка печи осуществляется с помощью бесконусного загрузочного устройства. Размеры печи: объем 3200 м3, высота 35 600 мм. Доменная печь имеет 32 воздушные фурмы и 4 чугунные летки, располо-женных на одном уровне. Разливки чугуна осуществляется в ковши емкостью 140 т. Для переработки шлака предусмотрены 2 устройства придоменной гра-нуляции. Мощность печи по шлаку 1 млн. т. в год, по чугуну – 2,6 млн. т. Время плавки 8 часов от загрузки до выхода металла. Для печи предусмотрен 1 ремонт раз в полгода (3-5 суток) . |