жньої породи (що складається в основному з SiO 2 і Al 2 O 3 ), міститься в руді і золи від спалювання палива в розплавлений стан. Ці компоненти, сплавляючись один з одним, утворюють доменний шлак, який являє собою суміш силікатів і алюмінатів кальцію.
Доменна піч - споруда з корисним об'ємом печі - 2000 ... 3000м 3 , добової продуктивністю - 5000 ... 7000 т. У піч (рис. 7.1) через пристрій 3 завантажують шихту, а знизу через фурми 7 подають повітря. У міру просування шихти вниз її температура піднімається. Горіння палива відбувається у верхній частині горна поблизу фурм по реакції:
З + Про 2 = СО 2 + q
СО 2 + С = 2СО - q
Відновлення заліза починається в самих верхніх горизонтах печі при 200 ... 400 про С і закінчується при 1000 ... 1100 про З по реакціях:
3Fe 2 O 3 + CO = 2Fe 3 O 4 + CO 2 ↑
Fe 3 O 4 + CO = 3FeO + CO 2
FeO + CO = Fe + CO 2
Відразу ж після відновлення заліза утворюються карбід заліза (цементит).
2Fe + 2CO = Fe 3 C + CO 2
При температурі вище 900 про С відбувається швидке коксування заліза. При 1147 про З починається утворення рідкого чавуну розплавлення порожній породи і флюсів з утворенням шлаків, більш легких ніж чавун. Розплавлений чавун 9 стікає вниз печі, а розплав шлаку 2, як більш легкий, знаходиться зверху чавуну. Чавун і шлак періодично випускають через льотки 1 і 8 у ківш. На кожну тонну чавуну виходить близько 0,6 т вогненно-рідких шлаків.
Чавун надходить до розливних машин для відливання в В«чушкиВ» для переробки в сталь, а шлаки з печі направляють на грануляцію або у відвал.
У доменних печах виплавляють переробні та ливарні, а також спеціальні чавуни, звані феросплавами. Переробні чавуни застосовують для одержання сталі, ливарні - Для різних виливків. Спеціальні (сплави заліза з марганцем - феромарганець, з кремнієм - феросиліцій та ін) застосовують при отриманні стали як раскислители або легуючі добавки.
Сталь - Залізовуглецевих сплав з вмістом вуглецю до 2,14%. Сталь виробляють з передільного чавуну.
При переробці чавуну в сталь окисленням, в сплаві зменшують вміст вуглецю і марганцю, кремнію, фосфору, сірки, які вигорають або переходять в шлак. Сталь отримують в конвертерах, мартенах і електропечах.
Конвертерний спосіб. Сталь отримують шляхом продувки повітря через чавун. Розрізняють кислий і оснГівний способи отримання сталі.
Кислий бесемерівський полягає в тому, що в конвертер, що знаходиться в похилому положенні заливають чавун, переводять його у вертикальне положення і починають продувати повітрям. При цьому протікають реакції окислення. Спочатку кисень реагує з залізом:
2Fe + O 2 = 2FeO
Далі закис заліза В«віддаєВ» свій кисень кремнію, марганцю і вуглецю, В«володієВ» великим хімічним спорідненістю до нього.
2FeO + Si = 2Fe + SiO 2
FeO + Mn = Fe + MnO
FeO + C = Fe + CO
При окисленні виділяється велика кількість тепла. Температура в конвертері сягає 1600 ... 1650 про З Після того як вигорятимуть Si, Mn, C, знову починає окислюватися Fe до FeO, тому продувку повітрям припиняють. У сталі залишаються частина закису заліза FeO, погіршуючою механічні властивості сталі. Тому отримання стали закінчують розкисленням, тобто відновленням FeO до Fe. Як розкислювачі застосовують феромарганець, феросиліцій, алюміній і ін
Раскислители відновлюють залізо по реакціях аналогічним вище. Утворені оксиди MnO і SiO 2 переходять в шлак. Чавун повинен містити мінімальну кількість сірки, S і фосфору, P (0,06 ... 0,07%), а кремнію, Si = 0,9 ... 2,0%.
Бесемерівський спосіб характеризується великою продуктивністю і зниженою собівартістю стали, але вона при низьких температурах стає крихкою, тобто для відповідальних конструкцій не годиться. Більш поширений основний спосіб, при цьому отримують якісну сталь з чавуну будь-якого хімічного складу.
Основний спосіб (Томасівський, англ., 1878г.). Томас запропонував отримувати сталь з чавунів, багатих фосфором (Р), шляхом продувки повітрям в конвертерах, для цього в конвертер перед заливкою рідкого чавуну завантажують негашене вапно в кількості 10 ... 12% від маси чавуну. Отримання стали закінчується її розкисленням. Передільний томасовський чавун повинен містити 1,6 ... 2,0% Р і не більше 0,5% Si, оскільки утворений оксид кремнію (SiO 2 ) вступає в хімічну взаємодію з СаО і зменшує кислотність шлаків. Сталь, отримана, за цим способом має ті ж вади. p> Мартенівський спосіб. 1864г. Мартен, побудував регенер...
