Чугун представляет собой соединение железа и углерода, в котором также всегда есть в небольших количествах кремний, марганец, сера и фосфор. Чугун необходим как исходный материал для получения стали.
Печи для плавки чугуна, различаясь по методу нагрева, делятся на:
- пламенные,
- электропечи,
- вагранки.
Способ плавления в вагранках, имея преимущество над остальными, получил наибольшее распространение.
Преимущества вагранки:
- непрерывный процесс плавки,
- небольшое потребление топлива,
- высокий коэффициент полезного действия (40 - 45%),
- более низкая стоимость плавки,
- можно получить производительность 1 до 30 тонн в час.
Исходные компоненты для получения чугуна
Для выплавки чугуна используются железные руды. По своему составу они делятся на несколько видов.
- Красный железняк (гематит), безводная окись железа. Содержит до 70% железа. Самый распространенный вид железной руды в мире.
- Магнитный железняк (магнетит). Содержит до 60% железа.
- Бурый железняк. Минерал содержит водные окислы железа из них до 50% железа.
- Шпатовый железняк. В его состав входит карбонат железа и до 40% железа.
Процесс плавки
При проведении плавки происходят сложные процессы, требующие высоких знаний и практических навыков.
Топливом в процессе плавки служит кокс, получаемый из каменного угля. Частично применяется также газообразное и жидкое топливо наряду с твердым.
Под действием высокой температуры происходят химические реакции, направленные на восстановление железа из окислов и высвобождение его из руды. При температурах намного превышающих 500˚С параллельно с восстановлением железа происходит и его сплав с углеродом. Эти реакции протекают в несколько этапов по мере продвижения исходных материалов по плавильному объему.
Чтобы получить чугун заданного состава, необходимо рассчитать шихту, то есть подобрать исходные материалы и их соотношение по количеству каждого компонента.
Кроме основных процессов в процесс плавки включаются и побочные материалы, находящиеся в руде в виде химических соединений. Они также восстанавливаются из соединений и присоединяются к составу чугуна. Наиболее распространенными из них являются фосфор, сера, кремний и марганец.
Фосфор и сера – вредные примеси для чугуна, поэтому во время плавки применяются способы для их удаления из конечного продукта.
Заключение
Небольшая статья не может содержать достаточно полные сведения о данном сложном процессе. Для получения расширенных сведений по производству чугуна вы можете обратиться на сайт, содержащий подробную информацию со всеми химическими формулами происходящих процессов.
