Производство чугуна

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:

1. пламенные,
2. электропечи,
3. 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.