Содержание
- 2. Металлургия - наука о промышленных способах получения металлов и сплавов. Задачей металлургии является получение металлов и
- 3. Разрез (а) и профиль (б) рабочего пространства доменной печи: I – колошник; II – шахта; III
- 4. Доменная печь относится к агрегатам шахтного типа и служит для выплавки чугуна из железной руды. Шахта
- 5. Верхняя цилиндрическая часть рабочего пространства печи (колошник) предназначена для распределения загружаемых в печь шихтовых материалов, которые
- 6. В состав доменного цеха, кроме доменных печей, входят рудный двор, устройство для подачи шихты в печи,
- 7. Физико-химические процессы в доменной печи Для физико-химических превращений материалов в верхних горизонтах доменной печи основную роль
- 8. В твердом состоянии восстанавливающееся в доменной печи железо в виде губки частично науглероживается по реакциям: 1)
- 9. В большой степени происходит в доменной печи восстановление марганца. В агломератах марганец присутствует в основном в
- 10. Фосфор – вредная примесь железных руд находится в них главным образом в виде P2O5· 3СaO. Восстановление
- 11. В условиях доменной плавки основным способом десульфурации, т.е. удаления серы из металла, является образование сульфида кальция
- 13. Скачать презентацию
Металлургия - наука о промышленных способах получения металлов и сплавов. Задачей
Металлургия - наука о промышленных способах получения металлов и сплавов. Задачей
Чугун - железоуглеродистый сплав, содержащий более 2,14 % углерода. В нем всегда присутствуют кремний (до 4 %), марганец (до 2 %), фосфор и сера. Чугун выплавляют из железной руды. Основные железные руды: красный железняк - гематит, окись железа Fe2О3 (70 % Fe); магнитный железняк - магнетит (Fe3О4 ) 72,4 % Fe.
В доменную печь загружают железную руду и флюс. Доменные флюсы необходимы для удаления из доменной печи тугоплавкой пустой породы руды и золы топлива.
Флюс обеспечивает получение шлака с необходимым химическим составом, что в значительной мере определяет состав и физические свойства чугуна. В качестве флюсов используют известняк СаСО3.
Разрез (а) и профиль (б) рабочего пространства доменной печи: I
Разрез (а) и профиль (б) рабочего пространства доменной печи: I
Доменная печь относится к агрегатам шахтного типа и служит для выплавки
Доменная печь относится к агрегатам шахтного типа и служит для выплавки
Правильное соотношение размеров частей печи создает оптимальные условия доменной плавки и обусловливает рациональный профиль печи. При таком профиле обеспечиваются следующие важнейшие условия доменного процесса: 1) плавное и устойчивое опускание шихтовых материалов; 2) наиболее выгодное распределение встречного газового потока; 3) успешное развитие процессов восстановления и образования чугуна и шлака. Рабочее пространство доменной печи состоит из колошника, шахты, распара, заплечиков и горна.
Верхняя цилиндрическая часть рабочего пространства печи (колошник) предназначена для распределения загружаемых
Верхняя цилиндрическая часть рабочего пространства печи (колошник) предназначена для распределения загружаемых
В состав доменного цеха, кроме доменных печей, входят рудный двор, устройство
В состав доменного цеха, кроме доменных печей, входят рудный двор, устройство
Доменный процесс является непрерывным металлургическим процессом, характеризующимся постоянными условиями на различных горизонтах печи.
Однако доменный процесс идёт в закрытом пространстве большой высоты и объёма, что уменьшает возможности управляющих воздействий и увеличивает их инерционность.
В шихте находятся карбонаты (известняк, MnCО3, FeCО3). Наиболее прочный из них- известняк (CaCO3), который будет разлагаться по реакции; СаCО3 = СаO+CO2. в крупных кусках интенсивно разлагается лишь при >10000С с поглощением тепла.
Физико-химические процессы в доменной печи
Для физико-химических превращений материалов в верхних горизонтах
Физико-химические процессы в доменной печи
Для физико-химических превращений материалов в верхних горизонтах
Основными физико-химическими процессами в доменной печи являются восстановительные процессы, определяющие цель доменной плавки.
Процесс восстановления оксидов железа монооксидом углерода СО, как и водородом имеет три стадии (от высшего оксида к низшему);
1) 3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2 +Q
2) Fe3O4+CO=3FeO+CO2 -Q
3) FeO+CO=Fe+CO2 +Q
Восстановление Fe2O3 начинается при сравнительно низких температурах (400-5000С) в верхней части шахты печи. По мере опускания рудных материалов повышаются температура и содержание СО в доменных газах; при этом создаются условия для окончательного восстановления железа. Эти процессы заканчиваются в нижней части шахты печи при температурах около 900-9500 С.
Восстановление твердым углеродом называется прямым восстановлением. Оно происходит при температурах выше 950-10000С (зона распара печи) по реакции FeO + C = Fe + CO – Q.
В твердом состоянии восстанавливающееся в доменной печи железо в виде губки
В твердом состоянии восстанавливающееся в доменной печи железо в виде губки
Карбид железа Fe3С хорошо растворяется в твердом железе и постепенно образуется сплав железа с углеродом. С увеличением содержания углерода температура плавления сплава значительно понижается и достигает минимального значения 11470С при 4,3%. В зонах печи с высокими температурами – обычно в нижней части шахты – начинается плавление сплава. Жидкий сплав – чугун, стекая вниз, омывает куски раскаленного кокса и дополнительно интенсивно науглероживается. В нем также растворяются восстановленный марганец, кремний, сера и другие примеси. Конечный состав чугуна устанавливается в горне. При этом большое значение имеют состав, свойства и количество шлака.
В большой степени происходит в доменной печи восстановление марганца. В агломератах
В большой степени происходит в доменной печи восстановление марганца. В агломератах
Кремний находится в пустой породе руды и в золе кокса в виде свободного кремнезема SiO2 или в виде силикатов (SiO2·2СaO и др.).
Восстановление кремния происходит из кремнезема SiO2 по реакции:
SiO2 + 2С = Si + 2СО – Q.
Эта реакция протекает с поглощением тепла при температурах не ниже 14500 С. Поэтому для выплавки чугуна с повышенным содержанием кремния необходимо значительно увеличивать расход кокса и применять высокотемпературное дутье, обогащенное кислородом.
Фосфор – вредная примесь железных руд находится в них главным образом
Фосфор – вредная примесь железных руд находится в них главным образом
Сера – особенно вредная примесь в чугуне (а также в стали). Основное количество серы вносит кокс, часть – железная руда. В доменной печи 10-20% серы удаляется в виде соединений. Остальная часть серы переходит в чугун и в шлак в виде сульфидов FeS, CaS и др. Сульфид железа FeS хорошо растворяется в чугуне.
В условиях доменной плавки основным способом десульфурации, т.е. удаления серы из
В условиях доменной плавки основным способом десульфурации, т.е. удаления серы из
Сульфид кальция CaS нерастворим в чугуне и находится в шлаке. Наиболее интенсивно эта реакция протекает при прохождении капель чугуна через слой шлака.
Из этой реакции следует, что одним из основных условий удаления серы из металла является достаточное количество извести CaO в шлаке. Удалению серы способствует высокая температура в горне; с нагревом уменьшается вязкость шлака, что улучшает диффузию сульфидов и способствует восстановлению FeO.