Procesul de obținere a fierului din minereurile de fier se numește furnal.
- minereuri de fier (minereu de fier magnetic, rosu, maron și spar + minereuri de fier complexe pentru îmbunătățirea fontei)
- combustibil - cocs - combustibil + încălzirea spațiului cuptorului la temperatura dorită; asigură recuperarea oxizilor de fier. Înlocuirea parțială a cocsului cu gaz sau combustibil este posibilă
- fluxuri - calcar de calciu sau calcar dolomitizat conținând CaCO3 și MgCO3. deoarece principalele oxizi (CaC, MgO) care sunt necesare pentru îndepărtarea sulfului din metal trebuie să intre în zgură. Acestea includ o cantitate minimă de impurități nocive.
Producția de fontă într-un furnal constă în reducerea fierului din oxizi de minereu de fier. Pentru a separa impuritățile conținute în (prelucrare a produselor de cărbune) minereu și cocs, care au nevoie să fie topit, dar punctul de topire acestea sunt mult mai mari decât chuguna.Ee redus prin introducerea unor fluxuri (mlastini), cel mai adesea - calcar.
Încărcarea, încărcată de sus în furnal, care conține minereu de fier, cocs și fluxuri, se mișcă treptat în jos și cade în zone cu încălzire mai mare. În partea inferioară a cuptorului, temperatura crește la 1.600 ° C Aici, fluxul de fontă lichidă și zgură. Un zgură mai ușoară se acumulează peste fontă. Zgură și fontă sunt descărcate periodic și trimise pentru prelucrare ulterioară.
Fumat în furnal, aerul încălzit la 700 ... 800 ° C, asigură arderea cocsului cu formarea monoxidului de carbon (CO), care preia oxigenul din oxizi de fier. La o temperatură de circa 1000 ° C, se produce carburizarea fierului redus și transformarea sa în fontă:
O stâncă și fluxuri goale suferă, de asemenea, anumite transformări și trec în zgură. Aerul de azot, CO și CO2 formează un gaz de furnal, îndepărtat din cuptor prin conducta de gaz prin țeavă.
În materialele de încărcare există substanțe care dau impurități utile de fier (mangan, siliciu) și nocive (sulf, fosfor). Sulful poate fi îndepărtat din fontă cu o zgură foarte volatilă și o temperatură ridicată a procesului. Fosforul nu poate fi îndepărtat din fontă. Pentru a vă asigura că fonta nu conține fosfor, încărcătura trebuie să nu conțină P205.
39 Proiectarea și funcționarea schemei de furnal
Orele, fluxul (fluxul) și cocsul sunt încărcate în furnal de sus, cu straturi alternante. Pe măsură ce cocsul arde și straturile de mai jos sunt topite, toată masa din cuptor este coborâtă treptat, toate porțiunile noi de materiale sunt încărcate de sus. Arderea într-un cuptor este menținută de aer, care este suflat la o presiune de aproximativ 1,5 atm, preîncălzită la 800-900 °. Aerul este încălzit în încălzitoare speciale (denumirea învechită "Cowper"), care este un turn rotund cu o carcasă din oțel și o zidărie interioară din cărămizi refractare cu canale verticale.
Gazele care părăsesc cuptorul de furnal conțin o cantitate semnificativă de monoxid de carbon (CO). Când ardeți, eliberează multă căldură. Gazele sunt curățate de praf într-un dispozitiv special și trimise la un radiator de aer, unde CO arde, încălzind zidaria refractară. Apoi, aerul este pompat în încălzitorul de aer. Trecând prin canalele încălzite ale zidăriei refractare, aerul este încălzit, în timp ce gazele din furnal sunt apoi direcționate către un alt încălzitor de aer. Materialele încărcate în partea superioară a furnalului sunt uscate și încălzite treptat. În zonele inferioare ale cuptorului, oxidul de fier (Fe2O3 sau Fe3O4) conținut în minereu este redus de monoxidul de carbon la oxidul feros (FeO). Mai mult, oxidul feros este redus la fierul pur: în zonele medii și inferioare ale cuptorului de furnal, apar primele bucăți spongioase. Fierul redus, coborât în cuptor, este saturat treptat cu carbon. Carbidul de fier rezultat (Fe3C) se dizolvă în fier la temperaturi ridicate și îl carbonizează, scăzând temperatura de topire a aliajului. Prin urmare, în partea superioară a "umerilor" la t = 1250-1300 °, apar primele picături ale aliajului lichid care se scurg, fiind chiar mai saturate cu carbon și dizolvă o parte din siliciu și mangan. Deci este format. fonta conținând până la 3,5-4,0% carbon și care curge în stare topită până la fundul cuptorului. În același timp, există o reacție între roca sterilă și inundațiile, ca urmare a formării unei zguri lichide, care, de asemenea, curge în jos. Zgura plutește peste fontă, protejându-l de oxidare. Din când în când zgura este turnată prin robinetul de zgură, fonta este eliberată periodic prin robinetul inferior. Astfel, se realizează un proces continuu de topire a fontei. Pentru a obține o tonă de fontă (peredelnogo) este aproximativ cheltuite: minereu de fier 1,6 g, calcar 0,4 tone, minereu de mangan 0,1 tone, cocs de 0,9 tone.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: