Цветные металлы и их сплавы.

В настоящее время цветные металлы и сплавы на их основе находят весьма широкое применение. Наибольшее применение получили сплавы на основе меди, алюминия, магния. Указанные металлы в чистом виде в промышленности не применяют, но технически чистые, содержащие наибольшее количество примесей используют достаточно часто.

 

Производство чугуна. Доменная печь.

Доменная печь и вспомогательные устройства составляют, доменное хозяйство. Снаружи доменная печь имеет стальной кожух, выложенный внутри огнеупорным (шамотным) кирпичом. Верхняя часть доменной печи 1 называется колошником. Через колошник загружают шихту с помощью засыпного аппарата 2 и по трубам 3 от­водят колошниковые газы из доменной печи. Вниз от колошника идет самая большая часть доменной печи — шахта 4 заканчивающаяся цилиндрической частью— распаром 5. Под распаром расположе­ны заплечики 6; нижняя часть печи 7 называется горном. Дно горна 8 называется подом.

В верхней части горна расположены фурмы 9 через которые в печь поступает воздух. Ниже фурм имеется шлаковая летка для выпуска шлака, а над подом горна расположена летка для выпуска чугуна. Нагретый воздух подводится к фурмам от кольцевого воздухопровода. В горне печи температура достигает 1750° С. Для предохранения от расплавления горн, фурмы и заплечики охлаждают водой. Полная высота домны достигает 40 м.

Полезный объем печи выбирают, исходя из заданной производительности и коэффициента k использования полезного объема

V_п=kT,

где V_п — полезный объем печи, м³; Т— суточная производительность печи, m.

Рис. Доменная печь и вспомогательные устройства.

Физико-химические процессы, протекающие в доменной печи.

Исходные материалы, подаваемые в доменную печь, - топливо, руда, агломерат, флюсы, а также воздух претерпевают физические и химические изменения. Соответственно с температурными зонами в печи происходят следующие физико-химические процессы: горение топлива, удаление влаги, разложение карбонатов, восстановление железа и других элементов, науглероживание железа, плавление металла, образование и плавление шлака и другие.

Образующаяся окись углерода, поднимаясь вверх печи и встречая на пути рудную колошу, восстанавливает окись железа и при этом вновь превращается в углекислоту.

Суммарный тепловой эффект реакций восстановления окислов железа окисью углерода получается положительным. Поэтому температура газов в области восстановления железа окисью углерода снижается незначительно. Процесс восстановления железа окисью углерода называется косвенным восстановлением: он протекает в нижней части шахты печи. На степень восстановления железа окисью углерода влияют:

1.                 качество руды, ее естественный свойства и характер предварительной обработки;

2.                 температура, при которой идет восстановление;

3.                 состав газов-восстановителей.

Восстановление твердым углеродом железа в основном происходит из закиси железа по реакции:

FeO+C→Fe+CO-Q

Процесс восстановления железа твердым углеродом называется прямым восстановлением. Кроме железа, в доменной печи происходит восстановление из окислов марганца, кремния, фосфора и других элементов за счет твердого углерода топлива.

Кремний восстанавливается из кремнезема, присутствующего в шихте в больших количествах.

Вредной примесью чугуна является сера. Сера попадает в домну с рудой, топливом и флюсами.