Transcript chavun

Добування чавуну
базується на
відновленні заліза із
оксидів Феруму та
переводі пустої
породи в шлак.
Головною
технологією
виробництва чавуну є
виплавка в доменних
печах.
Чавун виплавляють у величезних доменних печах
висотою до 30 м, а діаметром — до 12 м. Внутрішня
частина домни викладена вогнетривкою цеглою, а
зовнішня облицьована стальними листами. Сировиною
для виробництва чавуну в доменних печах є залізні
руди, паливо та флюси. Таку суміш сировинних
матеріалів називають шихтою. Найважливіші залізні
руди: магнетит Fе3О4, гематит Fe2О3, пірит FеS2 ,
сидерит FеСО3. У якості палива використовують кокс,
який є продуктом переробки кам’яного вугілля. Іноді
замість коксу використовують природний газ або
мазут. За допомогою флюсів тугоплавкі домішки та
пусту породу перетворюють на легкоплавкі сполуки,
шлак. У якості флюсів використовують вапняк СaCO3 і
доломіт MgCO3.
завантажувач
шихти
димовий газ
розподілювач
шихти
колошник
шахта
шахта
розпар
горн
заплічики
фурма
фурма
шлаки
чавун
Відновлення оксидів феруму проходить за схемою:
Fe2O3 → Fe3O4 → FeO → Fe.
Зверху в доменну піч загружають руду, кокс і флюси. Знизу через фурми
вдувають збагачене киснем і підігріте до 600-800 ºС повітря. У нижній
частині печі згоряє кокс.
С + О2 = СО2↑ .
За високої температури карбон(IV) оксид взаємодіє з коксом. Продуктом
реакції є карбон(ІІ) оксид (чадний газ), який виконує роль відновника в
доменному процесі:
СО2 + С = 2СО.
Шихта поступово опускається вниз, а назустріч рухаються нагріті гази. Тим
самим здійснюється принцип теплообміну й протитоку реагентів.
Утворений карбон(IІ) оксид за температури 700 ºС поступово відновлює
залізну руду до утворення заліза:
3Fe2O3 + СО = 2Fe3O4 + СО2↑
Fe3O4 + СО = 3FeО + СО2↑
FeО + СО = Fe + СО2↑.
Залізо поступово опускається у більш гарячу частину печі (розпар) і
розчиняє в собі до 4 % вуглецю й інші домішки. Утворюється чавун — сплав
заліза з вуглецем, карбідом заліза, S, P, Si. Домішки погіршують якість
чавуну.
Чавун плавиться та стікає в нижню частину горна, а рідкі шлаки збираються
на поверхні. Вони запобігають окисненню чавуну. Чавун і шлаки випускають
із печі кілька разів на добу через особливі отвори, забиті глиною. Чавун
виливається вогненним потоком при температурі 1500 ºС.
З доменної печі виходять гази, які містять до 25 % карбон(ІІ) оксиду. Їх
спалюють в особливих апаратах — кауперах. Каупери призначені для
попереднього нагрівання повітря, яке вдувають у піч.
Доменна піч працює безупинно. Висока температура в печі підтримується
завдяки екзотермічним реакціям. Періодично у піч додають нові порції
шихти. В одній доменній печі за добу можна зварити понад 2000 т чавуну.
Робота печі триває протягом кількох років, аж до капітального ремонту.
По застосуванню чавун ділиться на три групи: ливарний,
спеціальний, передільний. Із ливарного чавуну виливають
найрізноманітніші вироби: деталі складної конфігурації,
скульптури, предмети декору. Додавання магнію та інших
металів значно поліпшує механічні властивості чавуну,
зменшує його крихкість. Із передільного чавуну
виплавляють сталь.
Ливарний
Спеціальний
Передільний