Материалы для доменного производства Для производства чугуна

Материалы для доменного производства

Для производства чугуна, стали и цветных металлов используют - руду - флюсы - топливо -огнеупорные материалы. Руда. В природе большинство металлов находится в виде химических соединений (окислов, силикатов, карбонатов, сернистых соединений), входящих в состав различных минералов, образующих горные породы. Промышленной рудой называют горную породу, из которой при данном уровне развития техники целесообразно извлекать металлы или их соединения. Руда состоит из минералов, содержащих металл и пустую породу, в состав которой входят различные примеси ( Si. O 2, Al 2 O 3, Ca. O, Mg. O) Руды обычно называют по одному или нескольким металлам, которые в них содержаться. Например, железные, медные, алюминиевые, медноникелевые, железомарганцевые и т. д.

РУДЫ Богатые Содержат 45. . . 50% и более железа Бедные С малым содержанием добываемого Ме (их обогащают) Обогащение состоит в удалении из руды части пустой породы. В результате получают концентрат – продукт с повышенным содержанием добываемого металла по сравнению с рудой. Использование концентрата позволяет улучшить технико-экономические показатели работы металлургических печей.

Железные руды содержат железо в различных соединениях Магнитный железняк (магнетит), содержащий магнитную окись железа Fе 3 О 4, добывают в виде плотных кусковых пород (55… 60 % железа). Пустая порода - Si. O 2. Красный железняк (гематит) содержит Fе 2 О 3 и имеет красноватый цвет (55… 60 % Fе). В нем пустая порода содержится в виде Si. O 2 и известняка Са. СО 3 Бурый железняк содержит гидраты окислов железа 2 Fе 2 О 3 · ЗН 2 О и Fе 2 О 3·Н 2 О (37…. 55 % Fе). Шпатовые железняки содержат Fе. СО 3 (~ 30 … 40 % Fе).

Марганцевые руды применяют для выплавки ферросплавов с 10 … 82 % Мn, а также передельных чугунов, содержащих до 1 % Мn. Марганец в рудах содержится в виде окислов и карбонатов: Мn. О 2, Мn 2 О 3, Мn 3 О 4, Мn. СО 3 и др. В рудах обычно содержится не более 22 … 45 % Мn. Хромовые руды используют для производства феррохрома, металлического хрома и огнеупорных материалов - хромомагнезитов. Хромовые руды содержат сложные соединения хрома - хромит (Fе. О, Сг 2 О 3), магнохромит (Мg, Fе) Сг 2 О 4 и др. В рудах обычно содержится около 40% Сг 2 О 3. Комплексные руды используют для выплавки природно-легированных чугунов. Это железомарганцевые руды, содержащие, кроме железа, до 20% Мn (Атасуйское месторождение), хромоникелевые руды с 37 - 47% Fе, до 2% Сг, до 1% Ni (Халиловское месторождение), железованадиевые руды, содержащие до 0, 17 - 0, 35% V.

Топливо. Основными видами топлива, применяемого в металлургических печах, являются: - кокс, - природный газ, - мазут, а так - же доменный или колошниковый газ. Относятся к неспекаючимся материалам Кокс получают в коксовых печах сухой перегонкой при температуре 1000… 1200 °С (без доступа воздуха) каменного угля коксующихся сортов. Природный газ содержит 90 … 98 % углеводородов (СН 4 и С 2 Н 6) и до 1 % азота. Теплота его сгорания 33 … 50 МДж/кг. Мазут - тяжелый остаток, крекинга нефти. Он содержит 84 … 88 % С, 10… 12 % Н 2, небольшое количество серы и кислорода.

Флюсы. окислы пустой породы железных руд, температура плавления которых значительно выше развиваемых в доменной печи (А 12 О 3 – 2040 °С, Са. О – 2570 °С, Мg. О - 2800 °С). Однако при определенном количественном соотношении этих окислов образуются легкоплавкие соединения - шлаки, имеющие температуру плавления ниже 1300 °С и обладающие хорошей текучестью при 1450 … 1600 °С. Шлаки, образующиеся в доменной печи, должны содержать определенное количество основных окислов (Са. О, Мg. О). Это необходимо для удаления серы из металла, в который она может переходить из кокса и железной руды при плавке. Шлак кислый, если в его составе преобладают кислотные окислы (Si. O 2, Р 2 Оз), основной, если в его составе преобладают основные окислы (Са. О, Мg. О, Fе. O и т. д. ).

Огнеупорные материалы. В современных металлургических агрегатах процессы плавки происходят при высоких температурах. Поэтому внутреннюю облицовку (футеровку) металлургических печей и ковшей для разливки металла делают из огнеупорных материалов, способных выдерживать нагрузки при высоких температурах, противостоять резким изменениям температур, химическому воздействию шлака и печных газов. Огнеупорными называют материалы, способные противостоять высоким температурам, не расплавляясь при определенных условиях испытания. Огнеупорность материала определяется в °С Огнеупорные материалы применяют в виде кирпичей ( динасовый из кварцевого песка кирпич, магнезитовый из магнезитового порошка кирпич, доломитовый кирпич, шамотный кирпич) разных размеров и форм, а также порошков и растворов, необходимых для заполнения швов между кирпичами при кладке печей