 |
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция
Доменный процесс
Горение топлива. В районе воздушных фурм происходит полное сгорание кокса С + О2 = СО2 + Q и природного газа СН4 + 2О2 = CO2+2H2+Q. В фокусе горения температура 1800-2000. °С. Продукты сгорания взаимодействуют с раскаленным коксом СО2 + С(КОКС) = 2СО - Q, H2O(пap) + С(КОКС) = Н2+ СО - Q. Образуется смесь восстановительных газов (СО и Н2), в которых СО - главный восстановитель железа из его оксидов, Q - выделяемое или поглощаемое тепло в процессе химических реакций, в калориях.
Восстановление железа. Восстановителями являются оксид углерода СО, твердый углерод и водород. Восстановление твердым углеродом - прямое, газами косвенное.
Косвенное восстановление происходит за счет окиси углерода в шахте печи по следующим реакциям: ЗFе2О3 + СО = 2Fе3О4 + СО3; Fе3O4 + СО = 3FeO + CO2; FeO +СО = Fe + CO2. В зависимости от условий работы печи окисью углерода (СО) и водородом (Н2) восстанавливается 60 - 80% всего железа. Остальная часть железа восстанавливается твердым углеродом.
Прямое восстановление происходит твердым углеродом при температуре 950 - 1000 °С в зоне распара печи по реакции FeO + Ств = Fe + CO.
В доменной печи железо восстанавливается почти полностью. Потери со шлаком - 0,2 - 1%. Образование металлического железа начинается при 400 - 500 °С (в верхней части шахты печи) и заканчивается при 1300 - 1400 °С (в распаре). В шахте печи наряду с восстановлением железа происходит его науглероживание по реакции 3Fe + 2CO = Fе3С + СО2, и образуется сплав железа с углеродом. С повышением содержания углерода (1,8 - 2%) температура плавления понижается до 1200 - 1150 °С. Стекая каплями в горн, расплав омывает куски раскаленного кокса и дополнительно науглероживается. При стекании сплава в горн в нем растворяются восстановленные Мn, Si, образуя сложный железоуглеродистый сплав - чугун (3,7 - 4% С). Его конечный состав устанавливается в горне и зависит от состава, свойств и количества шлака. Закись марганца МnО восстанавливается только прямым путем твердым углеродом при 1100 °С по реакции МnО + С = Мn + СО. Восстановление кремния из SiO2 происходит по реакции SiO2 + 2С = Si + 2СО при 1450 °С. Фосфор восстанавливается окисью углерода, водородом, а также твердым углеродом.
Значение шлака очень велико, его состав и свойства определяют конечный состав чугуна. В районе распара образуется первичный шлак. При стекании вниз и накоплении в горне шлак существенно изменяет состав: в нем растворяются SiO2, Аl2О3. Для выплавки передельных литейных и других чугунов всегда подбирают соответственные шлаковые составы (исходя из определенных свойств получаемого чугуна). При выплавке передельного чугуна состав шлака следующий: 40 - 50% СаО, 38 - 40% SiO2, 7 - 10% А12O3.
Продукты доменной плавки: передельный чугун, литейный чугун, доменные ферросплавы, шлак, колошниковый газ.
Поиск по сайту: