Условия работы и назначение детали "шатун"

Кокс служит источником теплоты, а также используется для получения восстановителя — оксида углерода (II). Флюсы превращают пустую породу в легкоплавкие соединения — шлаки. Например, для связывания песка добавляют карбонаты, в случае же содержания в пустой породе известняков в состав флюсов вводят песок: SiO2 + СаСO3=CaSiO3+CO2

Домну загружают через колошник исходными материалами (чередующимися слоями кокса и железной руды, смешанной с флюсом). Горение и необходимая температура поддерживаются вдуванием через специальные отверстия в горне горячего воздуха. Производительность домны повышается примерно на 1/3 при вдувании воздуха, обогащенного кислородом, т.е. при применении кислородного дутья. В верхней части горна, где температура достигает 1500°С, происходит интенсивное сгорание кокса в струе вдуваемого воздуха, нагретого до 600-800°С: С+O2=СО2 Оксид углерода (IV), проходя через раскаленный кокс, превращается в оксид углерода (II): СO2+С=2СО Оксид углерода (II) постепенно восстанавливает руду. При температуре 450-500°С из оксида железа (III) Fe2O3 образуется оксид железа (II-III) Fe3O4: 3Fe2O3+СО=2Fe3O4+СO2 а при температуре примерно 700°С оксид железа (II) восстанавливается до свободного металла: FeO+CO=Fe+CO2 Наряду с оксидом углерода (II) при высоких температурах в восстановлении оксида железа участвует и кокс: FeO+С=Fe+CO Восстановление железа из руды заканчивается примерно при 1100°С. При этой температуре частично восстанавливаются кремний, марганец и фосфор и их соединения, содержащиеся в руде в виде примесей. Эти процессы можно выразить уравнениями: SiO2+2С=Si+2CO MnO+С=Mn+СО Са3(РO4)2+5С=2Р+3СаО+5СО Сера, содержащаяся в исходных материалах в виде соединений (CaSO4, FeS2 и др.), частично превращается в сульфид железа FeS, хорошо растворимый в чугуне. Восстановленное железо постепенно опускается вниз и, соприкасаясь с раскаленным коксом и оксидом углерода (II), образует карбид железа (цементит): 3Fe+С=Fe3C 3Fe+2СО=Fe3C+СО2 При этом температура плавления науглероженного железа понижается до 1200°С. Расплавленное железо растворяет в себе углерод, цементит, кремний, марганец, фосфор, серу и образует жидкий чугун. Жидкий чугун и шлак стекают в горн, причем шлак, как более легкий, собирается над чугуном, предохраняя его от действия кислорода. Чугун и шлак выпускают через отверстия, расположенные на разных уровнях. Выходящий из домны газ называется колошниковым, или доменным. Он содержит около 30% оксида углерода (II), азот, оксид углерода (IV) и используется для накаливания специальных сооружений — доменных воздухонагревателей (кауперов), в которых подаваемый в домну воздух подогревается до 600-800°С.

Сталь выплавляется в печах трех видов — в мартеновских регенеративных печах, бессемеровских конверторах и электропечах. Мартеновская печь, в отличие от доменной, не действует непрерывно. Главная ее часть — ванна, куда через окна специальной машиной загружают необходимые материалы. Ванна специальными ходами соединена с регенераторами, которые служат для нагрева горючих газов и воздуха, подающихся в печь. Нагревание происходит за счет продуктов горения, которые время от времени пропускаются через регенераторы. Поскольку их несколько, то работают они по очереди и по очереди нагреваются. Мартеновская печь может выдавать до 500 т стали за одну плавку (см. рис. 27).

Шихта мартеновской печи весьма разнообразна: в ее состав входят чугун, металлолом, руда, такие же флюсы, как и в доменном процессе. Как и в доменном процессе, при выплавке стали воздух и горючие газы