овлення заліза відбувається за схемою: Fe 2O3 Fe 3O4 FeO Fe. p> Процес цей може бути представлений наступними хімічними рівняннями:
3 Fe 2O3 + CO = 2Fe 3O4 + CO2
2Fe 3O4 + 2CO = 6FeO + 2CO2
6FeO + 6CO = 6Fe + 6CO
Відновлення заліза з його оксидів відбувається під час руху шихти під дією власної маси від верхньої частини печі до нижньої. У нижній частині печі при 900-1100 В° С частина відновленого заліза з'єднується з вуглецем, в результаті чого виходить карбід заліза Fe3C. Цей процес називають: науглероживанием. При температурі близько 1150 В° С починається плавлення науглероженного заліза, і утворився рідкий чавун стікає в горн печі. Сюди ж стікає розплавлений шлак, який як більш легкий матеріал спливає над чавуном. Розплавлені чавун і шлак періодично випускають через спеціальні отвори - чавунну і шлакову льотки, причому спочатку випускають шлак, а потім - чавун. p> Чавун в розплавленому стані подають до розливних машин для відливання в "чушки" або в спеціальних ковшах доставляють у сталеплавильні цехи, де його переробляють в сталь. Рідкий шлак з доменної печі використовують для виробництва шлакової пемзи, гранульованого шлаку, кам'яного лиття або зливають у відвал. Побічним продуктом доменного виробництва є колошникового газ, який застосовують для потреб металургійної промисловості. p> Процес виробництва сталі полягає в зменшенні вмісту наявних у передільного чавуну домішок (вуглецю, кремнію, марганцю, сірки, фосфору). Зазначені домішки при виплавці сталі вигорають або переходять в шлак. Вихідними матеріалами для виплавки сталі є: переробний чавун, сталевий брухт, феросплави, залізна руда і флюси. p> Сучасними способами виробництва сталі є конвертерний, мартенівський і електроплавильний (в електропечах).
За конвертерного способу сталь отримують в печах - конвертерах. Конвертер - сталевий футероване посудину грушоподібної форми, що повертається навколо горизонтальної осі на двох цапфах. У нижній частині конвертера є фурмені отвори для подачі повітря під тиском 0,2-0,25 МПа (ізб.). Рідкий переробний чавун заливають з ковша в конвертер, після чого через фурмені отвори пропускають повітря, збагачене киснем. Під впливом повітря в розплавленому чавуні утворюється оксид заліза FeO, яка реагує з домішками (кремнієм, марганцем, фосфором), утворюючи оксиди, які переходять в шлак або вигорають, а закис заліза при цьому відновлюється до чистого заліза. Цей процес триває всього 15-30 хв, що є великою перевагою даного способу. Ємність сучасних конвертерів досягає 600 т. Цей спосіб виливки стали високопроізводітелен і найбільш економічний. p> конвертерної сталі використовують для виготовлення будівельних профілів, сортовий і листової сталі, дроту і т.д.
В
Рис.2. Схема конвертера
- обертовий грушовидний посудину, 2 - футеровка, 3 - фурмені отвори для подачі повітря; 4 - поворотний механізм
Мартенівський спосіб отримання сталі в даний час найбільш поширений. Мартенівська піч являє собою агрегат, робочий простір якого має форму витягнутої в горизонтальному напрямку камери. Нижню частину камери, що має вигляд ванни, називають подом. Його роблять набивним з вогнетривких матеріалів, а стінки і склепіння печі викладають з вогнетривкої цегли. У верхній частині є канали, що з'єднують робочу камеру з газовими та повітряними регенераторами. Ємність сучасних мартенівських печей до 1000 т.
Твердий або розплавлений чавун з добавкою скрапу (металобрухту) або руди плавиться в мартені за рахунок спалювання палива - суміші колошникового газу або генераторного газу з повітрям. Для підвищення теплового ефекту газ і повітря попередньо нагрівають у регенераторах, застосовують кисневе дуття. Домішки - кремній, марганець і фосфор окислюються закисом заліза FeO, що утворилася в розплаві, переходять в оксиди і видаляються у вигляді шлаку, а закис заліза переходить у чисте залізо. Сірку з розплаву видаляють за допомогою вапняку, що вводиться в якості флюсу. Вуглець за високих температур вигорає. Утворюється в процесі виплавки сталі шлак накопичується на поверхні рідкого металу і його періодично видаляють. br/>В
Рис.3. Схема мартенівської печі 1 - під; 2 - звід, 3 - регенератори
Під час виплавки сталі, триваючої 4 - 8 год, до її складу вводять різні добавки - феросплави, наприклад ферохром, феррованадий, отримуючи тим самим леговану сталь. Хімічний склад розплаву контролюють шляхом систематичного відбору проб для аналізу. Після отримання сталі заданого хімічного складу її випускають у ківш, а з нього розливають по изложницам - чавунним або сталевим формам. p> Мартенівська сталь відрізняється от конвертерної більш високою якістю. Її широко застосовують для виготовлення будівельних конструкцій (ферм, підкранових балок, мостів, рейок тощо), а також для високоміцної арматури. p> Електроплавка - найбільш досконалий спосіб виробництва спеціальних і висок...
