Сталь и чугун
Другие рефераты
ПРИЛОЖЕНИЕ (краткое изложение)
ПРОИЗВОДСТВО ЧУГУНА
Сырье: железная руда.
Вспомогательные материалы: кокс (иногда природный газ), воздух,
обогащенный кислородом, флюсы (известняк, доломит).
Основной химический процесс: содержащийся в руде оксид железа (III)
восстанавливается оксидом углерода (II):
[pic]
Кокс сгорает до оксида углерода (IV), при этом выделяется теплота,
необходимая для расплавления железа, шлаков, а также проведения самой
реакции:
[pic]
Оксид углерода (IV) восстанавливается коксом до оксида углерода (II):
[pic]
Побочные процессы: одновременно восстанавливаются оксиды других элементов,
содержащихся в железной руде:
[pic]
Содержащаяся в руде тугоплавкая примесь (оксид кремния) удаляется в
виде шлака взаимодействием с оксидом кальция:
[pic]
Оксид кальция образуется при разложении известняка или доломита:
[pic]
Особенности технологического процесса: чугун получают в специальных
печах — домнах. В верхнюю часть домны (колошник) подают последовательно
сырье и вспомогательные материалы, в нижнюю (горн) продувают противотоком
воздух, предварительно нагретый в регенераторе за счет сжигания
колошникового газа. Производство непрерывное (однако засыпание шихты и
выпуск чугуна производятся периодически), используются теплота реакции и
принцип противотока.
Основной продукт: чугун.
Состав: сплав железа, содержащий более 2,5% С; 0,3—5% Si; до 1% Mn;
0,1% S и 0,2% Р, иногда легирующие металлы (Аl, Сr, Ni и др.).
Свойства: самый дешевый металлический материал, обладает хорошими
литейными и антифрикционными свойствами, износостойкостью, способностью
гасить вибрации. Различают передельный, литейный и легированный чугун.
Легированный чугун отличается жаростойкостью и коррозионной стойкостью.
Применение: передельный чугун — для производства стали; литейный — для
изготовления поршней, цилиндров, тормозных барабанов, шестерен, деталей
автомобилей (задний мост, картер, ступицы и др.); легированный — для
изготовления дверец мартеновских печей, колосников, деталей паровых котлов,
печной арматуры, футерованных плит, газотурбинных установок.
Побочные продукты: шлак, колошниковый газ.
Утилизация побочных продуктов: шлак используют при производстве гравия,
щебня, цемента, шлаковой ваты, колошниковый газ — для обогрева
воздухонагревателей.
ПРОИЗВОДСТВО СТАЛИ
Сырье: чугун, металлолом, оксиды железа.
Вспомогательные материалы: воздух, обогащенный кислородом, добавки
(например, оксид кальция, ферромарганец).
Основной химический процесс: содержащиеся в жидком чугуне элементы
(углерод, кремний, марганец, фосфор и сера) окисляются кислородом:
[pic]
Образовавшийся оксид железа (II) тоже принимает участие в окислении
примесей:
[pic]
Оксиды кремния и фосфора с известью образуют шлак:
[pic]
Побочные процессы: для удаления образующегося оксида железа (II)
добавляют ферромарганец (так называемый раскислитель):
[pic]
Оксид марганца (II) переходит в шлак:
[pic]
Особенности технологического процесса:
1) кислородно-конверторный способ. Окисление примесей проводят в
специальных аппаратах— конверторах продуванием воздуха через расплавленный
чугун (нижнее дутье) или кислорода над расплавом (верхнее дутье);
2) мартеновский способ. Примеси окисляют в мартеновских печах,
пропуская предварительно нагретый в регенераторах воздух и топочные газы
над расплавленным чугуном. Производство периодическое.
Основной продукт: сталь.
Состав: сплав железа, содержащий менее 2% С, 0,35% Si, 0,6% Mn, 0,06%
S, 0,07% Р, легирующие металлы (Со, Cr, Ni, W, A1 и др.).
Свойства: высокая прочность, пластичность, свариваемость,
жаростойкость, износостойкость.
Применение: конструкционные материалы, в строительстве, производстве
труб для газо- и нефтепроводов, деталей машин и механизмов (оси, шестерни,
пружины, коленчатые валы), аппаратов и деталей в химическом машиностроении.
Побочные продукты: шлак, отходящий газ.
Утилизация побочных продуктов: шлак, содержащий фосфор, используют в
качестве минеральных удобрений.
Новейшим направлением в производстве стали является прямое
восстановление железной руды водородом, природным или генераторным газом,
минуя доменные процессы. При этом получают губчатое железо, состав которого
в отличие от доменного чугуна очень близок к стали. Мартеновский способ в
настоящее время также устарел. Гораздо более прогрессивными являются
конверторный и электроплавильный. Происходит бурное развитие технологии
непрерывной разливки стали благодаря ее исключительно высокой
эффективности. Основными направлениями экономического и социального
развития до 2000 г. предусмотрено увеличить выплавку конверторной стали и
электростали в 1,3—1,4 раза, разливку стали непрерывным способом не менее
чем в 2 раза и выпуск металлических порошков более чем в 3 раза.
| |  скачать работу |
Другие рефераты
| 
