Исходные материалы для получения чугуна, подготовка их к плавке
Исходными материалами чтобы получить чугун в доменных печах являются металлические руды, флюсы и топливо.
Рудой именуется природное минеральное сырье, содержащее металлы (либо их соединения) количестве и в виде, пригодном для их промышленного применения. Руды воображают совокупность минералов.
Минералы, которые содержат необходимый металл, именуются рудными, а остальные — безлюдной породой.
Заблаговременно вычисленное в определенном соотношении количество загружаемых в доменную печь материалов (руда, флюсы и топллво) именуется шихтой.
Металлические руды. Земная кора содержит около 5,1% железа в составе разных химических соединений.
Самый распространенными соединениями железа являются окислы — соединения железа с кислородом (имеющие основное значение), сульфиды — соединения железа с серой и шпаты — углекислые соединения железа.
Промышленное примейение имеют красные железняки, бурые железняки, магнитные и шпатовые железняки .
Главным рудным минералом красного железняка есть гематит — окись железа (Fe203). Безлюдными породами являются в основном кварц, состоящий преимущественно из (SiOa), и кальцит (СаС03), время от времени с глинистыми примесями (А1203 • 2Si02 • 2Н20 и др.).
В наибольших месторождениях гематитовых руд среднее содержание железа образовывает 51—66% (чистый гематит содержит 70% Fe). Цвет руды от ярко-красного до темно-красного.
В СССР главными месторождениями красного железняка являются следующие. Криворожское месторождение — главной бассейн южной металлургической базы, Курская магнитная аномалия; Атасусское и Соколовско-Сарбайское месторождения в Казахстане; Коршуновское месторождение в Восточной Сибири.
Главным рудным минералом бурого железняка есть гидрогетит (лимонит) — водная окись железа (Fe203 . /гН20). Безлюдные породы того же характера, что и в красном железняке.
Содержание железа в разных месторождениях колеблется весьма обширно: от 55 до 30% и ниже. Цвет от коричнево-желтого до темно-бурого.
В СССР большими месторождениями бурого железняка являются Керченское, Лисаковское и Аятское (в Казахстане), Липецкое и Тульское.
Рудным минералом магнитного железняка есть магнетит — магнитная закись-окись железа FeO • Fe203 (Fe304). В безлюдных породах присутствуют силикаты (полевые шпаты, граниты и др.), сульфиды, кальциты и др. Содержание железа в богатых магнетитовых рудах колеблется от 50 до 72%.
Цвет- магнетита — тёмный. В СССР промышленные месторождения магнетитовых руд находятся на Урале: горы Магнитная, Высокая, Благодать; в Сибйри (Ангаро-Питский железорудный район) и в других районах.
Рудным минералом шпатового железняка есть сидерит (FeCOg). Шпатовые железняки залегают мраморовидными весами светло-серого и желтовато-белого цвета; они содержат 30— 42% железа.
При обжиге сидерита удаляется углекислый газ (С02) • и образуются небольшие поры, что снабжает при доменной плавке легкую восстанавливаемость. В СССР шпатовые железняки залегают Ц недалеко от Златоуста и в Омутнинском районе Кировской области.
СГ\ По семилетнему замыслу в СССР в 1965 г. будет добыто 230—245 млн. m ^ч металлической руды.
Горючее. Горючее, употребляемое для доменного процесса, должно иметь высокую малую зольность и теплотворную способность, владеть пористостью, прочностью при больших температурах, и содержать вероятно меньше серы, которая частично переходит из горючего в чугун и ухудшает свойства последнего.
В качестве горючего при доменном производстве употребляется в основном каменноугольный кокс и весьма редко древесный уголь.
Флюсы. Для отделения безлюдной золы и породы горючего в доменную печь вводят вещества, именуемые флюсами; эти вещества дают с золой топлива и пустой породой легкоплавкие химические соединения, образующие шлак при плавке.
легкоплавкость и Состав шлаков оказывают громадное влияние на ход доменной состав и плавки чугуна. В составе практически всех руд, а также в золе кокса кислые безлюдные породы (Si02 + А1203) преобладают над главными (СаО + MgO); исходя из этого в качестве флюсов используют значительно чаще известняк (содержащий в основном СаС03) и время от времени доломит (состоящий в основном из СаС03 + MgC03), дающие легкоплавкие соединения с Si02 и А1203.
Подготовка руд к плавке. Для выплавки чугуна руды подвергаются предварительной подготовке.
Уровень качества подготовки руд к плавке ока-зьгоает громадное влияние на ход плавки, качество металла и расход топлива.
Разделение — измельчение больших кусков руды — производится особыми автомобилями — дробилками, наряду с этим стараются взять куски размером 30—100 мм. Мелочь отсеивается при сортировке и грохочении, для выплавки она негодна и употребляется для спекания.
Промывка руды водой используется для отделения безлюдной породы, которая неспешно отмокает и уносится водой.
Обжиг руды производится для удаления воды, частичного выжигания и углекислоты серы, в следствии чего руда очищается и обогащается соединениями железа. Помимо этого, обжиг немагнитной окиси Fe203 создают с целью перевода ее в магнитное соединение Fe304 для возможности применения магнитного обогащения.
Магнитное обогаще н(и е осуществляется в аппаратах, именуемых магнитными сепараторами. Основной частью сепаратора являются электромагниты, служащие для образования магнитного поля, при перемещении руды в котором происходит отделение немагнитных частиц.
Наряду с этим магнитная окись железа (Fe304) притягивается электромагнитами.
Спекание (агломерация) производится с целью окускования небольшой порошкообразной колошниковой пыли и руды; для спекания эти вещества смешиваются с измельченным горючим. Для получения офлюсованного агломерата в агломерационную шихту, не считая топлива и руды, додают измельченный известняк.
Спекание осуществляется при t 1100—1200° на особых агломерационных ленточных автомобилях, где горючее сгорает, в следствии чего изменяется состав шихты: известняк при температуре около 900° разлагается на окись кальция (СаО) и углекислый газ (С02), сера выгорает, окись железа (Fe203) частично восстанавливается до закиси (FeO), которая с SiOa безлюдной породы образует силикат железа Fe2Si04. Данный силикат плавится и связывает другие частицы шихты, наряду с этим и образуются пористые спеченные куски материала, именуемого агломератом.
Для увеличения производительности в -состав шихты доменных печей вводят офлюсованный (самоплавкий) агломерат.
При работе на офлюсованном агломерате уменьшается расход кокса, флюсов и увеличивается производительность печей.
Загрузка в доменную печь каждого из исходных материалов производится отдельными порциями; эти порции именуются колошами.
