Железные руды: магнезит (45-70% железа) Fe3O4=Fe2O3=FeO; гематит (красный железняк 55-60% железа) Fe2O3; менонит (бурый железняк, осадочная порода, 35-40% железа) 2Fe2O3*3H20 (на востоке РБ) – керченские; шпатовый железняк FeCO3 (30-45% железа); железистые кварциты (силикаты, в которых находится магнетит, имотит 18-50% железа , средний 35-37% железа) находится в районе Курской аномалии; комплексные железные руды (Ni, Co, Cr, Wn, Ti) – Кореличский район, Гродненская область, Столбцевский район Минская область – промышленное значение, могут добываться открытым способом, они легко обогатимы. Обогащение происходит обжигом или платационным способом (вымывание из породы). При обогащении содержание железа повышается до 60%, следовательно производство чугуна, губчатое железо (70-75%) – железистые окаты. Если содержание железа более 70%, то можно исключить доменную металлургию. Основным видом топлива является коксующий уголь.
Кокс – камень серого цвета, имеющий пористую структуру. Сейчас часто используют природный газ. Кроме кокса используют флюсы, следовательно достигается снижением температуры плавления, удаление золы, серы. Измельченная железная руда + кокс + металлолом + флюсы в необходимых количествах = шихта (агломерит), который загружается в доменную печь и для выплавки стали.
Пирометаллургический процесс – это процесс восстановления металлов из руды. FeO + CO = Fe (выпадает в осадок) + CO2 (испаряется) (происходит в печи). При горении образуется высокая температура 1300-1500 градусов по Цельсию, в результате происходит плавление шихты, происходит реакция восстановления, железо восстанавливается.
Современные домены имеют объем 5 тыс. м3, т. кокса, 1,5 тонны руды, 0,5 тонн флюсов, известняков и другие добавки. На 1 тонну готового проката требуется 4-5 тонн угля, 200 м3 воды.
В конце 20 в на 1 тонну чугуна = 7-8 т угля, сейчас – 1,5 тонны. Более современные домены используют 0,6 тонн угля или даже 450 кг, в следствие этого сдвиги в размещение производства.
Электротермический метод восстановления железа. Электролиз производит железо высокого качества. Передельная металлургия – передел чугуна в сталь. Малая металлургия – это цехи, печи по производству черного металла на машиностроительных и химических заводах для собственных нужд (ВРЗ, Гомсельмаш). В РБ производится до 1,5 стали.
Комбинат полного цикла – производство стали, чугуна, проката. Современная доменная печь имеет объем до 5 тыс. м3. В конвертном производстве 350 т. весь сплав; до 6 млн. стальных слитков в год.
Производство чугуна (удаляются сера, фосфор).
Чугун – это слав железа с углеродом, при неполном сгорании кокса в печи часть углерода соединяется с железом, т.е. образуется сплав. Атомы С, Fe образуют единое целое. Содержание С от 1,5-4,3%, если больше, то образуется карбид Железа.
Сталь – это сплав Fe с С с содержанием хрома, Мо, Wn, но в небольших соотношениях. Содержание углерода = 0,7-2,5%. Сталь с содержанием С=0,7% - это почти железо, оно мягкое, ковкое. Чистое железо не подвергается коррозии. Углеродистая сталь идет на изготовление инструментов, мягкая – на детали автомобилей.
Домны – печи для выплавки чугуна.
Центролит – чугунно-литейный завод, изготавливают детали для станков.
Чугун выплавляется из руды в домнах – это шахтная печь высотой до 36 м. Строится она из огнеупорного кирпича, выливается металлическим кожухом. Для отвода газа используются трубы. Верхняя часть домны называется коломником, в нем находится засыпной аппарат и фурмы (газ в них подается под давлением). Ниже коломника находится шахта высотой 21 м, она представляет собой 2 конуса: верхний расширяется к средней части, а другой сужается. Самая широкая часть домны – распар (ширина 15 м), там происходят химические процессы. Ниже распара находится заплечики, самая нижняя часть – горн. Еще ниже, там где осаждаются полученные тела, называются лещи, там находится чугун и шлаки. Отвертка для выпуска чугуна ниже шлаков, и находится в лещинах. В сутки от 6 до 20 раз выпускается чугун, в зависимости от качества. Домна работает круглосуточно. После того, как ее построили, идет задувка. Температура должна быть всегда одинаковой. На 1 тонну чугуна – 30 м3 воды, 5 м3 воздуха. Большая часть чугуна идет для литья, для производства стали (конвекрторый, электросталь, мартеновский способ)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.