Доменный процесс производства чугуна кратко
«`html
Доменный процесс производства чугуна
Доменный процесс — это металлургический процесс, в котором железосодержащие материалы (руда, агломерат, окатыши) плавятся с использованием кокса в качестве топлива и флюсов (известняк, доломит) для удаления примесей. Конечным продуктом доменного процесса является чугун.
Сырье для производства чугуна
Железорудные материалы
- Железная руда
- Агломерат
- Окатыши
Топливо
- Кокс
Флюсы
- Известняк
- Доломит
Технология доменного процесса
Доменный процесс проводится в доменной печи, которая представляет собой крупный цилиндрический агрегат, высотой более 100 метров и диаметром до 12 метров. Печь выложена огнеупорными материалами и имеет несколько зон:
Зона колошника
Верхняя зона печи, куда загружают шихтовые материалы (железорудные материалы, кокс, флюсы). Здесь происходит предварительный подогрев материалов и выделение летучих веществ из кокса.
Зона распара
Зона, в которой происходит разложение кокса и выделение оксида углерода (CO). Оксид углерода поднимается вверх по печи и взаимодействует с окислами железа, восстанавливая их до металлического железа.
Зона шлакообразования
Зона, в которой происходит взаимодействие известняка и доломита с пустой породой железорудных материалов. Образующийся шлак всплывает на поверхность расплавленного железа.
Зона горна
Зона, в которой происходит дальнейшее восстановление окислов железа до металлического железа и сбор расплавленного чугуна и шлака в нижней части печи.
Выпуск чугуна и шлака
Чугун и шлак периодически выпускают из печи через специальные отверстия — летку для чугуна и шлаковую летку. Чугун скапливается в так называемой чугуновозной чаше, а шлак — в шлаковозном ковше.
Химические реакции в доменной печи
В доменной печи происходят сложные химические реакции, основными из которых являются:
Восстановление окислов железа
- Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2
- Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2
- FeO + CO → Fe + CO2
Образование шлака
- CaCO3 → CaO + CO2
- CaO + SiO2 → CaSiO3
- MgO + SiO2 → MgSiO3
Характеристика чугуна
Чугун — это сплав железа с углеродом (содержание углерода более 2,14%). В зависимости от способа производства и химического состава различают:
Серый чугун
Содержит графит в виде пластин или чешуек. Обладает хорошими литейными свойствами.
Белый чугун
Содержит углерод в виде цементита. Имеет высокую твердость и хрупкость.
Ковкий чугун
Получают из белого чугуна путем длительного термического отжига. Обладает высокой прочностью и вязкостью.
Применение чугуна
Чугун широко используется в различных отраслях промышленности:
- Машиностроение
- Строительство
- Железнодорожный транспорт
- Сантехническая промышленность
«`