Тема 1. Виробництво чавуну

Існує декілька способів отримання металів з руд: пірометалургійний, гідрометалургійний, електрометалургійний і хіміко-металургійний.

Отримання чавуну в доменних печах відноситься до пірометалургійного способу. Початковим матеріалом при отриманні чавуну є руда, флюси і паливо. Необхідно вивчити види руд, їх хімічний склад, процентний вміст в них заліза, марганцю і інших елементів, а також способи їх підготовки до плавки (сортування, подрібнення, усереднення, збагачення і т. д.).

Слід ознайомитися з флюсами, їх видами, хімічним складом і призначенням; вивчити паливо, що застосовується в металургії; звернути увагу на основний вид металургійного палива – кокс (спосіб отримання, склад, властивості, теплотворна здатність), вживаний в доменних печах, а також природний газ, який широко використовується в металургії.

Необхідно знати схеми пристрою і принцип роботи доменної печі і допоміжних агрегатів. Слід ясно представляти фізико-хімічні процеси, що протікають на різних рівнях доменної печі (шахті, сурмі і т. д.). Знати суть коефіцієнта використання корисного об'єму доменної печі, сучасні величини цього коефіцієнта і інші техніко-економічні показники її роботи, а також мати уяву про шлях інтенсифікації доменного процесу (застосування дуття, збагаченого киснем, підвищеного тиску газів під колошником та ін.). Необхідно знати у повному об'ємі матеріал про продукти доменної плавки (чавун, феросплави, доменний газ і шлак), де і як вони використовуються.

Ознайомитися із способами прямого відновлення заліза з руди і етапами цього процесу.

Питання для самоперевірки

1 Які руди застосовують для отримання чавуну, який їх хімічний склад? Способи збагачення залізняку (залізної руди).

2 Види флюсів, їх хімічний склад, призначення при отриманні чавуну.

3 Перерахуйте види палива, вживаного при виробництві чавуну. Вкажіть теплотворну здатність коксу і природного газу.

4 Вимоги до руд, флюсів і палива при отриманні чавуну.

5 Накресліть схему внутрішнього профілю доменної печі і назвіть її головні зони. Які фізико-хімічні процеси протікають у кожній із зон? Вкажіть корисний об'єм сучасних доменних печей.

6 Назвіть приблизну температуру в різних зонах доменної печі. У яких зонах доменної печі і при яких температурах відбувається процес відновлення заліза з його оксидів? Наведіть хімічні реакції цього процесу.

7 Яким чином і при яких температурах відбуваються насичення заліза вуглецем і отримання чавуну? Процентний вміст вуглецю в чавуні.

8 З якою метою застосовують дуття, збагачене киснем, і підвищений тиск на колошнику?

9 Назвіть продукти доменної плавки і вкажіть галузі їх застосування.

10 Якими показниками характеризується робота доменної печі?

11 Охарактеризуйте способи прямого відновлення заліза з руди. Який з цих способів найбільш перспективний? Назвіть галузі використання губчастого заліза.