ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Производство чугуна и стали из "Общая химия 1982" По мере развития техники производства железа постепенно повышалась температура, при которой велся процесс. Металл и шлак стали плавиться стало возможным разделять их гораздо полнее. Но одновременно в металле повышалось содержание углерода и других примесей, — металл становился хрупким и нековким. Так получился чугун. [c.678] Современный высокий уровень металлургического производства основан на теоретических исследованиях и открытиях, сделанных в различных странах, и на богатом практическом опыте. Немалая роль в этом прогрессе принадлежит русским и советским ученым. Так, основоположником теории производства литой стали был П. П. Аносов. Академики А. А. Байков, М. А. Павлов, И. П. Бардин — авторы важнейших теоретических трудов по доменному и сталеплавильному производству. [c.679] В последние годы в нашей стране разработаны и внедрены новые технологические процессы выплавки чугуна и стали. Советские металлурги первыми широко применили природный газ для доменной плавки. У нас раньше, чем в США, были введены в строй современные доменные печи объемом 1300 м , а сейчас действуют печи объемом 5000 м . [c.679] За короткий исторический промежуток времени СССР вышел на второе место в мире по выпуску черных металлов. [c.679] Выплавка чугуна производится в огромных доменных печах, выложенных из огнеупорных кирпичей и достигающих 30 м высоты при внутреннем диаметре около 12 м. [c.679] Разрез доменной печи схематически изображен на рис. 171. [c.679] Доменную печь загружают сначала коксом, а затем послойно агломератом и коксом. Агломерат — это определенным образом подготовленная руда, спеченная с флюсом (см. ниже). Горение и необходимая для выплавки чугуна температура поддерживаются вдуванием в горн подогретого воздуха или кислорода. Последний поступает в кольцевую трубу, расположенную вокруг нижней части печи. а из нее по изогнутым трубкам через фурмы в горн. В горне кокс сгорает, образуя СОг, который, поднимаясь вверх и проходя сквозь слои накаленного кокса, взаимодействует с ним и образует СО. Образовавшийся оксид углерода и восстанавливает большую часть руды, переходя снова в СОг. [c.679] Отдельные стадии процесса показаны в виде уравнений реакций на рис. 172. [c.680] При восстановлении руды железо получается в твердом состоянии. Постепенно оно опускается в более горячую часть печи — распар — и раство-)яет в себе углерод образуется чугун. Лоследний плавится и стекает в нижнюю часть горна, а жидкие шлаки собираются на поверхности чугуна, предохраняя его от окисления. Чугун и шлаки выпускают по мере накопления через особые отверстия, забитые в остальное время глиной. [c.680] Выходящие из отверстия печи газы содержат до 25% СО. Их сжигают в особых аппаратах — кауперах, предназначенных для предварительного нагревания вдуваемого в печь воздуха. [c.680] Доменная печь работает непрерывно. По мере того как верхние слои руды и кокса опускаются, в печь добавляют новые пх порции. Смесь руды и кокса доставляется подъемниками на верхнюю площадку печи и загружается в чугунную воронку, закрытую снизу колошниковым затвором. Прп опускании затвора смесь попадает в печь. Работа печи продоллоется в течение нескольких лет, пока печь не требует капитального ремонта. [c.680] Современная доменная печь — мощный и высокопроизводительный агрегат. В нем перерабатываются огромные количества материалов. В печн объемом 2000 м расходуется около 7000 т агломерата и 2000 т кокса в сутки. При этом получается 4000 т чугуна. Иначе говоря, в большой доменной печи ежеминутно выплавляется около 2,5 т чугуна. [c.681] Существует несколько способов переработки чугуна в сталь. Они основаны на окислении содержащегося в чугуне углерода и примесей и отделении образующихся оксидов в газовую фазу или в шлак. В СССР основная масса чугуна пере45абатывается в сталь мартеновским способом. [c.681] Мартеновский процесс, разработанный французским инженером П, Мартеном, ведут в пламенной отражательной печи. В нее загружают чугун, а также стальной лом, требующий переплавки, и некоторое количество руды. В печь вводятся предварительно нагретые воздух и топливо (в виде газа или распыленной жидкости). При сгорании топлива образуется факел с температурой 1800—1900 °С. Металл и руна плавятся, и в расплав вводят добавки, необходимые для получения стали заданного состава. Выгорание примесей происходит главным образом за счет кислорода воздуха. [c.681] Небольшое количество стали выплавляют в конверторах. Сущность конверторного или, по фамилии изобретателя, бессемеровского метода состоит в продувании струи воздуха через расплавленный чугун. При этом уг.терод и примеси сгорают и удаляются в виде газов или переходят в шлак. Конвертор представляет собой сосуд грушевидной формы, поворачивающийся на горизонтальной оси. Заливка чугуна и выливание готовой стали производятся в горизонтальном положении конвертора, а продувка воздухом — в вертикальном. [c.681] Конверторный метод имеет ряд недостатков по сравнению с. мартеновским. Качество бессемеровской стали ниже, чем мартеновской. Это объясняется тем, что в ходе дутья в металле растворяется заметное количество азота, что обусловливает склонность бессемеровской стали к старению — утрате с течение.м времени пластичности и возрастанию хрупкости. Бессемеровская сталь значительно лучшего качества получается при использовании кислородного дутья. [c.681] Наиболее совершенный промышленный способ получения стали—плавка в электрических печах. Этим способом выплавляют в настоящее время большинство сортов специальных сталей. В электрической печи легко обеспечивается быстрый подъем и точное регулирование температуры в ней можно создавать окислительную, восстановительную или нейтральную атмосферу. Это позволяет получать сталь с наименьшим количеством вредных примесей в то же время заданный состав стали обеспечивается с высокой точностью. [c.681] Поэтому процесс выплавки стали обычно заканчивается ее раскислением— уменьшением количества растворенного в жидкой стали кислорода. Существуют различные способы раскисления стали. Чаще всего применяется добавка к стали небольши.х количеств элементов, активно соединяющихся с кислородом. Обычно в качестве раскислителей применяют марганец, кремний, алюми-. ний, титан. Образующиеся оксиды этих элементов переходят в шлак. [c.682] Хорошо раскисленная сталь застывает спокойно — без газовы-деления — и называется спокойной. При застывании нераскислен-ной или неполностью раскисленной стали из нее выделяются газы, и металл как бы кипит такая сталь называется кипящей. Спокойная сталь лучше кипящей. Однако кипящие стали дешевле и также находят применение. [c.682] Вернуться к основной статье