Производство чугуна

31.07.2013

Производство чугуна

Чугун это сплав железа и углерода, иногда в его состав может входить марганец, кремень, фосфор, сера и другие элементы.

Исходным сырьем для данного металла может быть железная руда, флюсы или кокс (топливо). Для плавления чугуна используют такие железняки как:

  • красный (Fe2O3);
  •  шпатовый (РеСОз);
  • бурый (Fe2O3-nH2O);
  • магнитный (Fe3O4 и другие.

Важно, чтоб эти элементы содержали 30-70 % железа, пустую природу с составом различных природных веществ и вредных примесей. Кокс используется в качестве топлива. Флюсы (доломит, известняк, песчаники, кварц) понижают температуру плавления пустой породы и переводят золу топлива в шлак. На сегодняшний день основным способом изготовления чугуна называют плавления металла в доменных печах.

Процесс получения чугуна заключается в выделении железа из руд с помощью высоких температур и отделения его из пустых пород руды. Доменные печи, в которых выплавляется чугун, имеют объем до 5000 м3. В сосуд послойно засыпают железную руду, кокс и флюсы. В нижнюю часть печи подается хорошо нагретый воздух, который будет обеспечивать непрерывный процесс сгорания топлива. В процессе сгорания кокса будет выделяться углекислый газ, который постепенно переходит в состояние оксида углерода. Данный элемент положительно влияет на восстановление руды и очистки ее до чистого железа.

В горячей части печи железо будет растворять в себе углевод. Именно на данном этапе будет образовываться чугун, после чего плавится. Расплавленный чугун стекает в специальную емкость, которая находится в нижней части печи. Впоследствии чугун будет попадать на извне по специальным отверстиям. Полученный чугун делится на три основных типа:

  1.  передельный;
  2. специальный или ферросплав;
  3. литейный.

Передельный чугун наиболее распространенный вид данного металла, от общего количества занимает 90%. Такой тип чугуна идеально подходит для переработки в сталь. Ферросплавы характеризуются большим количеством марганца, кремния и других элементов, которые могут выполнять функции раскислителей. Сегодня изготовление ферросплавов в доменных печах экономически невыгодное, поэтому для этого используют электропечи. С литейного чугуна изготавливают литые изделия. Особенностью этого вида можно назвать большое содержание кремния, около 2,75-3,75 %, иногда встречается увеличенное количество фосфора. Именно данные элементы позволяют чугуну легко заполнять формы для литых изделий.