Конспекты лекций «Технология силикатных и строительных материалов»
жүктеу/скачать 1,83 Mb.
|
| Лекция 13-5.4. ЧУГУНЫ.
План: 1.Характеристики черных металлов 2.Классификация по способам производства Производство чугуна - первичный процесс получения черных металлов из природного сырья. Сырье для производства чугуна: железные руды, флюсы и кокс. Наиболее часто используемые железные руды: магнитный железняк ( Fе3О4 ), красный железняк ( Fе2О3 ), бурый железняк ( 2Fе2О3*3Н2О ), шпатовый железняк ( FеСО3 ), которые содержат 30...70 % железа, пустую породу из различных природных химических соединений ( SiO2, Al2O3 и др.), и вредные примеси ( сера, фосфор). Флюсы - известняк СаСО3 или доломит СаСО3*МgСО3, если в пустой породе содержится большое количество кислотных оксидов, кварц, кварцит, песчаник, если в пустой породе имеется повышенное содержание основных оксидов. Флюсы вводятся для понижения температуры плавления пустой породы, для ошлаковывания золы топлива и удаления вредных примесей. Кокс в доменном процессе выполняет роль топлива и восстановителя железа. При его горении выделяется большое количество тепла С + О2 = СО2 + 402 192 Дж. При последующем продвижении в домне снизу вверх СО встречается с кусками раскаленного кокса и восстанавливается его углеродом по реакции С + СО2 = 2СО - 157 920 Дж. Максимальная температура доменного процесса составляет 1900 С. Восстановление железа в домне идет по схеме Fe2O3→Fe3O4→FeO→Fe с образованием губчатого железа. В поры губчатого железа проникает углерод, и железо науглероживается (до 3,5...4 %) по реакции 3Fе + 2СО = Fе3С + СО2 . Далее науглероженный металл расплавляется и стекает в горн доменной печи, при этом происходит его дальнейшее насыщение углеродом за счет соприкосновения с раскаленным коксом. При доменной плавке восстанавливаются также и другие элементы, находящиеся в руде, по следующим реакциям: SiO2 + 2C = Si + 2CO; MnO + C = Mn + CO; Р2О5 + 5С = 2Р + 5СО. Эти элементы, а также часть серы в виде FеS, переходят в чугун. Продукты доменного производства: чугун, накапливающийся в нижней части горна, огненно-жидкие шлаки, как более легкие, собирающиеся поверх чугуна, и доменный газ, выходящий из верхней части домны. ДОМЕННЫЙ ГАЗ - топливо длянужд металлургической промышленности. ДОМЕННЫЕ ШЛАКИ - ценное сырье в промышленности стройматериалов; их используют для производства шлаковой ваты, шлаковой пемзы, шлакопортландцемента, заполнителей для легких бетонов, шлакоситаллов и т.п. ЧУГУН - литейный, передельный и ферросплавы. Передельный чугун составляет 80...90 % всей выплавки, цвет его белый, так как весь углерод связан с железом в Fе С, идет на переделку в сталь. Из белого чугуна, кроме того, получают ковкий чугун путем длительного отжига при высоких температурах, что вызывает частичный распад карбида железа. Ковкий чугун более прочен и пластичен, легче обрабатывается. Литейный чугун серый (СЧ) за счет свободного углерода, который в виде графитовых пластин перерезает металлическую основу чугуна; применяется для конструкций, работающих на сжатие, для санитарно-технических и архитектурно-художественных изделий, плит для пола и др. Модифицированный серый чугун (МСЧ) имеет более высокие механические свойства за счет шаровидной раздробленной формы графита; применяется для отливок ответственных деталей. Механические свойства чугунов. Вид чугуна Предел прочности Предел прочности на растяжение. ПМа на сжатие, МПа СЧ 120...280 280.. .480 МСЧ 280...480 380... 600 Ферросплавы - специальные чугуны,в которых содержание углерода может достигать 5 % и более. Кроме того они содержат повышенное количество кремния и марганца: ферросилиций - Si - 9...13 %, ферромарганец - Mn - 10...25 % или 70...75 %. Применяют их для раскисления и легирования стали. жүктеу/скачать 1,83 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|