Реферат

на тему:

“ВИРОБНИЦТВО ЧАВУНУ”

ПЛАН

Сировина для виробництва чавуну

Технологічна система виробництва чавуну

Продукція домної печі

Показники роботи домнової печі та шляхи їх поліпшення

ВИРОБНИЦТВО ЧАВУНУ

Для виробництва чавуну необхідно мати сировину (руда, флюси), паливо, обладнання (для підготовлення сировини, варіння та розливання чавуну), вогнетриви, воду та електричну енергію.

1. Сировина для виробництва чавуну

Залізні руду. Основною сировиною для виробництва заліза та сплавів на його основі (чавунів, сталей)

Залізною рудою називають корисні копалини, які містять залізо у вигляді оксидів або солей, з'єднаних породою.

У рудах міститься 23-70% заліза, решта - порода, яка складається з кварцитів, пісковиків глини. Цінність руди визначається вмістом заліза, хімічною природою та властивостями породи, відновною: здатністю заліза з його сполук та наявністю шкідливих домішок. Чим вищий вміст заліза в руді, тим менші затрати на її збагачення, вища продуктивність домнових печей, менші витрати палива, а в кінцевому результаті менша собівартість чавуну. Використання легковідновних руд скорочує час варіння чавуну та відповідно зменшує витрати палива, що також позначається на собівартості чавуну.

Наявність у рудах шкідливих домішок (фосфору та сірки) погіршує властивості чавуну. Для зменшення кількості шкідливих домішок потрібні додаткові затрати, а це впливає на собівартість чавуну.

У природі є понад 20 мінералів із великим вмістом заліза, проте промислове значення мають лише деякі.

1. Магнетний залізняк (магнетит) - мінерал чорного кольору, має магнетні властивості, незначну кількість шкідливих домішок (фосфору, гірки), але трудно відновлюється. У руді міститься 45-70% заліза у вигляді оксиду Fe3O4.

2. Червоний залізняк (гематит) - мінерал чорного кольору. Залізе в руді міститься у вигляді безводного оксиду (Fe2O3). Порівняно з магнетним залізняком вміст заліза дещо менший і становить 55-60%. Руда практично не містить шкідливих домішок, легко відновлюється. Це найпоширеніший вид залізної руди.

3 Бурий залізняк на відміну від червоного містить 35-50% заліза і у вигляді водного оксиду (nFe2O3mH2-O). Руда містить значну кількість домішок, легко відновлюється.

4. Шпатовий залізняк (болотна руда) містить 30-40% заліза у вигляді карбонату заліза (FeCO3).

5 Залізисті кварцити містять залізо у виглядi оксидів (Fe2O3) і (Fe3O4). Вміст заліза малий 30-40%. Залізисті кварцити дуже трудно збагачуються тому їх почали використовувати не так давно. Порода складається із сполук сіліцію.

У залізних рудах крім' основного компонента, яким є залізо, містяться нікель, кобальт, ванадій та інші хiмічні елементи. Під час розплавлення руди ці елементи переходять у чавун, легують його і тим самим поліпшують фізико-механічні властивості. Такі елементи, як Р і S, погіршують властивості чавуну.

Для виробництва чавуну крім залізних руд використовують відходи: чавунний брухт, брак, отриманий у процесі виготовлення виробів литтям тощо.

Флюси Для вилучення з шихти залишків породи, попелу, жужелиці та частково сірки використовують спеціальні .речовини, які називають флюсами (нім. «Flьsse»). Вибір флюсів залежить від складу породи. Порода залізних руд в основному складається з кислих оксидів, таких як SiO2 тому в процесі отримання чавуну роль флюсів виконує вапняк або доломіт.

Паливо У процесі виробництва чавуну використовують дерев-не вугілля, кокс, природний і домновий гази, а останнім часом практикують використання подрібненого вугілля.

До палива, як і до руди, ставлять певні вимоги: велика міцність відсутність крихкості, оскільки дрібні кусочки палива перешкоджають руху пічних газів і сповільнюють процес відновлення заліза зі сполук.

Після згоряння палива залишається попіл (після згоряння деревного вугілля) або жужелиця (після згоряння кам'яного вугілля). Якісним вважається таке паливо, після згоряння якого залишається їх менше. _ Паливо повинно містити якомога меншу кількість шкідливих домішок (фосфору, сірки тощо). Під час згоряння палива домішки (деякі повністю, інші частково) переходять у чавун. Крім того, паливо має бути дешевим оскільки вартість палива позначається на собівартості чавуну.

У процесі варіння чавуну паливо є не лише джерелом теплової енергії, а й відновлює залізо з його сполук, а також навуглецьовує відновлене залізо, і таким чином утворюється чавун.

З усіх видів палива, які в наш час використовуються для отримання чавуну, першість належить коксу. Кокс у середньому містить 10-13% жужелиці та 0,5-2% сірки.

Природний газ уперше у світовій практиці впроваджено на Дніпропетровському металургійному заводі в 60-х роках XX ст. Він не містить шкідливих домішок і після згоряння не залишає твердих решток, що має місце під час згоряння твердого палива: деревного вугілля, коксу. Чавун, отриманий із використанням природного газу, якісніший.

Домновий газ - це побічна продукція, яку отримують в процесі варіння чавуну. Після очищення від пилу, який містить залізо та сполуки сірки, домновий газ використовують для нагрівання різних типів печей. Порівняно з коксом і природним газом це дешевий вид палива. Відповідно це позначається також на собівартості чавуну та інших видів продукції.

Деревне вугілля використовують в незначній кількості, а до 1709 p., коли англієць: Абрахам Дербі вперше використав кокс, це був основний "1"-єдиний - вид палива. Чавун, отриманий із використанням деревного вугілля, дуже якісний, але і дуже дорогий.

Певну кількість руди, палива та флюсу називають шихтою.

2. ТЕХНОЛОГІЧНА СИСТЕМА ВИРОБНИЦТВА ЧАВУНУ

Чавун варять у печах-домнах, які є складовою частиною одного з елементів технологічної системи виробництва чавуну.

В агрегаті кожного елемента відбуваються певні фізико-механічні або фізико-хемічні процеси, внаслідок яких сировина перетворюється на чавун.

Для підвищення продуктивності домнових печей, зменшення витрати палива та поліпшення якості чавуну руду