Principalele direcții ale producției metalurgice
Curs 3. Fabricarea materialelor structurale metalice.
În industrie, metalele pure, aliajele și compușii chimici sunt utilizate pe scară largă.
În minereuri, metalele sunt legate de oxizi, sulfuri, cloruri, silicate sau alți compuși numiți minerale.
Prepararea metalelor din minereuri se realizează prin metode:
• Pyrometalurgia, care are loc la temperaturi foarte ridicate;
• Hidrometalurgia, datorită scurgerii metalelor prin soluții apoase;
• Electrometalurgia, care permite recuperarea metalelor din compuși chimici și rafinarea acestora prin electroliză etc.
Procesele de obținere a aliajelor bazate pe fier (oțeluri și fonte turnate) se numesc metalurgie feroasă. și producerea metalelor neferoase și a aliajelor pe bază de metale neferoase - metalurgia neferoasă.
Minereul de fier, carburantul și fluxurile sunt utilizate pentru topirea fontei în furnale. Minerele de fier conțin fier sub formă de oxizi de Fe3O4 și
Combustibilul pentru topirea cuptorului este cocsul. care este obținut din cărbuni de cocsificare după îndepărtarea substanțelor volatile din ele.
Prelucrarea minereului pentru topirea cuptorului se face pentru a crește productivitatea procesului, pentru a reduce consumul de cocs și a îmbunătăți calitatea fontei. Scopul preparatului este creșterea conținutului de fier în materiile prime și reducerea impurităților, sulfului și fosforului. Prelucrarea minereului include îmbogățirea, aglomerarea sau producerea de pelete metalizate.
În Fig. 3.1 prezintă schema dispozitivului de furnal. În partea superioară a cuptorului, unde este localizat dispozitivul de încărcare 8, încărcătura cu agregate, aglomerat, cocs, fluxuri sau pelete este încărcată cu cărucioarele.
Când se coboară conul mic al dispozitivului de încărcare 8. încărcătura cade în castron, iar când conul mare este coborât, acesta intră în furnal. Un sistem sofisticat de încărcare împiedică evacuarea gazelor din furnal în atmosferă.
Fig. 3.1. Schema dispozitivului de furnal: 1 - robinet din fontă; 2 - robinet de zgură; 3 - tuburi; Zona 4; 5 - fontă; 6 - purtător de zgură; 7 - conducte de evacuare a gazelor; 8 - dispozitiv de încărcare; 9 - fundație; 10 - alimentare cu aer
Pe măsură ce procesele fizice și chimice de topire din încărcătură sunt încălzite și curgate, se formează fontă. Acesta curge până la partea inferioară a cuptorului, de unde este îndepărtată periodic, iar noi porțiuni de încărcare sunt alimentate de sus prin dispozitivul de încărcare în cuptor.
Procesul de topire a fontei începe cu arderea combustibilului. Pentru a face acest lucru, aerul încălzit este suflat prin lănci în partea superioară a cuptorului. Cocsul de carbon, care interacționează cu oxigenul aerului, arde cu eliberarea căldurii.
Se formează un flux de gaz conținând monoxid de carbon CO, dioxid de carbon CO2. hidrogenul H2 și metanul CH4. Aceste gaze, crescând în sus, dau căldură materialelor de încărcare. În sarcina la o temperatură de 570 ° C începe reducerea oxizilor de fier.
Reducerea de fier într-un furnal este efectuată de carbonul de cocs, monoxid de carbon CO și hidrogen H2. Reducerea de fier prin gaze se numește indirectă. iar reducerea fierului cu carbonul solid al cocsului este directă.
Recuperarea fierului din minereu are loc în timp ce sarcina se deplasează în jos și încălzirea sa, de la oxidul superior la cel inferior:
La o temperatură de 1000-1100 ° C, fierul solid redus, care interacționează cu monoxid de carbon și cocs, se dizolvă rapid carbon și topite. Acest lucru se întâmplă la nivelul Bosh și umeri (fig. 3.1). Picăturile de aliaj fier-carbon (fontă), care curge în jos bulgării de cocs, continuă să fie umplut cu carbon 4,3% mangan, siliciu, fosfor, de asemenea, recuperat din minereu la această temperatură.
Manganul și siliciul trec parțial în fontă formată și parțial sub formă de oxizi sunt incluse în compoziția zgurii. O parte din sulf este îndepărtată din gaze atunci când cuptorul este încălzit, în timp ce cealaltă parte a sulfului sub formă de sulf sulfură de fier se dizolvă în fontă. Datorită prezenței unei cantități mari de CaO în zgură, o reacție
FeS + CaO = CaS + FeO
Compusul CaS rezultat (figura 3.1) este îndepărtat în zgură.
Fonta evacuate din cuptor prin 3-4 ore prin orificiu pentru armatura 1 - (. Figura 3.1) de deschidere specială în peretele cuptorului. Zgura este evacuată la fiecare 1-1,5 h printr-o zgură de la robinet 2. Gură de fier Cast este turnat în oale de turnare și zgură - un shlakovoznye bol 6. fonta Cast este transportat în uzinele siderurgice sub formă lichidă sau turnată în matriță pentru a obține lingouri. Din zgură produsă din lână de zgură, ciment și m. Gaze P. Domeniu purificat de praf și este utilizat pentru încălzirea aerului introdus în furnal.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: