Восстановление кремния и выплавка кремнистых чугунов.
Сродство кремния к кислороду очень велико, в доменной печи он может восстанавливаться только прямым путем . При температуре около 1500 градусов С , фактически же она протекает при более низкой температуре, что обусловлено присутствием железа и образованием силицидов.
Для повышения степени восстановления Si ( и содержания его в чугуне) необходимо повышать температуру в печи и , следовательно, расход кокса. При выплавке предельных чугунов восстанавливается 2 – 8 % Si , при выплавке литейных чугунов
10 – 25% ( в зависимости от теплового состояния горна ), при выплавке ферросили-ция до 40 – 60% ( достигается высоким расходом топлива, обогащением дутья кислородом ).
Из технико – экономических соображений ферросилиций в доменных печах выплавлять прекратили и значительно сократили производство литейного чугуна .
Восстановление марганца и выплавка марганцовистых чугунов.
Марганец, находящийся в рудах в виде MnO2 , Mn2O3, Mn3O4 , а в агломерате – в виде MnO x SiO2 и ( MnO ) 2 SiO2 , восстанавливается из высших окислов ( с большой упругостью диссоциации ) до оксида марганца одновалентного газами при умеренных температурах ( 200 -500 градусов С). Всстановление же марганца из закиси требует значительного расхода тепла.
При этом часть марганца остается в виде окислов в шлаке , другая часть улетучивается через колошник . При выплавке обычных чугунов степень восстановления марганца составляет 55 – 65%, а при выплавке ферромарганца – 90% ( потери от улетучивания в этом случае 3 – 15%).
Условия максимального извлечения марганца:
1. работа при повышенном расходе кокса;
2. ведение плавки с максимальным нагревом дутья и высоким обогащением его кислородом;
3. высокая основность шлака.
Чугуны с высоким содержанием марганца от 1.75 – 3.5% позволяли проводить дополнительную десульфурацию в ковше и улучшать шлаковый режим в мартеновских печах .
Восстановление других элементов.
Элементы доменной шихты по возрастанию их сродства к кислороду располагаются в следующий ряд: Сu , As, Ni, Fe, P, Zn, Mn, V, Cr, Si, Ti, Al, Mg, Ca. В этом же направлении изменяется (снижается) степень восстановления элементов в печи.
Медь, серебро, фосфор аналогично железу восстанавливаются практически полностью и переходят в чугун: также ведет себя и цинк, но он возгоняется, переходит в газы, отлагается в кладке печи, приводит к ее росту и разрыву кожуха.
V и C2 аналогично марганцу восстанавливаются на 70-80 и 80-90% соответственно , Тi аналогичен Si , но имеет меньшую степень восстановления.
Al , Mn, Ca в доменной печи не восстанавливаются.
Науглероживание восстановленого в доменной печи железа начинается в твердом состоянии при температуре 400 – 600 градусов С . Содержание углерода в железе достигает 0.6 – 1 % . Дальнейшее науглероживание проходит при более высоких температурах твердым углеродом, при этом снижается температура плавления железа и начинается его оплавление при 1250 градусах С , образуются капли чугуна.
Одновременно с науглероживанием железа в него переходят сера, фосфор в малых количествах силициум и марганец .
Окончательное науглероживание происходит при стекании расплавленного железа по раскаленным кускам кокса . Конечное содержание углерода в чугуне зависит от его состава и температуры. Содержание углерода в ферросилиции составляет около 2%; в литейном чугуне – около 4%; в передельном – около 4.5%; в ферромарганце – около 7%.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.