- •Глава 1.3 образование жидких продуктов доменной плавки
- •Глава 1.3 образование жидких продуктов доменной плавки
- •1.3.1. Образование чугуна
- •По гсту 3132-95 (гост 4832-95)
- •1.3.2. Образование шлака
- •1.3.3. Состав и свойства шлаков
- •1.3.4. Диаграммы состояния шлаковых систем
- •1.3.5. Влияние свойств и количества шлаков на десульфурацию чугуна
- •1.3.6. Внедоменная обработка чугуна и шлака
- •1.3.7. Строение твердых и жидких шлаков
- •82 В.П. Тарасов, п.В. Тарасов
Глава 1.3 образование жидких продуктов доменной плавки
Глава 1.3 образование жидких продуктов доменной плавки
1.3.1. Образование чугуна
Образование чугуна в доменной печи начинается при сравнительно низких температурах. Свежевосстановленное губчатое железо реагирует с сажистым углеродом 3Fe + Cсаж → Fе3С в твердых растворах. Максимальная растворимость С в -Fe составляет 0,02-0,03% в -Fe - до 2%. Взаимная растворимость углерода и железа, кремния и железа в жидком состоянии не ограничена.
В результате растворения С в твердом железе температура его плавления понижается. При содержании С до 2% температура плавления металла понижается с 1535 0С (для чистого Fe) до 1382 0С. Переход сплава из твердого в жидкое состояние происходит и при более низком содержании углерода, например, корольки металла с горизонта на 17 м ниже поверхности засыпи д.п. Vп=2700 м3 ЧерМК содержали 1% С, 0,15% Мn, 0,047 P и 0,079 S.
При движении расплавленной капли металла вниз печи в него переходят Ni, Сu, Со, As происходит дальнейшее науглераживание сплава, как за счет Ссаж так и за счет Ск кокса. Причем содержание углерода довольно быстро повышается до 3-4 % (в распаре, заплечиках). Окончательное содержание углерода в чугуне устанавливается в горне печи. В зонах высоких температур в жидкий чугун переходят восстановленные прямым путем Si, Mn, V, Cr, Ti, N2.
От состава чугуна зависит конечное содержание в нем углерода. Так Мn и Cr образуют прочные карбиды и увеличивают количество С в чугуне. Если в передельном чугуне (0,8-1,2 % Mn) содержание С составляет 4,3-4,5 %, то в зеркальном (до 25 % Mn) - не менее5 %. Кремний, фосфор и сера образуют с железом более прочные, чем Fe3С, соединения FeSi, Fe2Si, FeSi2, FeP, Fe2P, FeS и др. Количество свободного Fe снижается и уменьшается образование его карбидов. Например, в литейном чугуне (3,5 % Si) содержание углерода 3,3-3,5%, а в ферросилиции - до 2%. В табл. 1.8 и 1.9 показаны составы передельного и литейного чугунов. Кроме указанных ГОСТами компонентов в чугунах содержатся микропримеси, общее количество которых может доходить до 0,2%. В чугуне также содержатся газы: кислород, водород и азот. По данным НЛМК в литейном чугуне их содержание составляет 10–4 % (по массе).
Таблица 1.8 Чугун передельный по ГСТУ 3133-95 (ГОСТ 805-95)
Марка чугуна |
Si, % |
Mn, % |
P, % |
S, % |
||||||||||
группы |
классы |
категории |
||||||||||||
I |
II |
III |
IV |
А |
Б |
В |
Г |
I |
II |
III |
IV |
V |
||
П1 П2 |
0,5-0,9 до 0,5 |
0,5 0,5 |
0,5-1,0 |
1,0-1,5 |
– |
0,1 |
|
|
– |
0,01 |
0,02 |
0,03 |
0,04 |
0,05 |
ПЛ1 ПЛ2 |
0,8-1,2 0,5-0,8 |
0,3 0,3 |
0,3-0,5 |
0,5-0,5 |
0,9-1,5 |
0,08 |
|
|
– |
0,01 |
0,02 |
0,03 |
0,04 |
0,05 |
ПФ1 ПФ2 ПФ3 |
0,9-1,2 0,5-0,9 до 0,5 |
1,0 |
1,5 |
2,0 |
– |
0,3-0,7 |
0,7-1,5 |
1,5-2,0 |
– |
0,03 |
0,05 |
0,07 |
– |
– |
ПВК1 ПВК2 ПВК3 |
0,9-1,2 0,5-0,9 до 0,5 |
до 0,5 |
0,5-1,0 |
|
– |
0,02 |
0,03 |
0,04 |
0,05 |
0,015 |
0,02 |
0,025 |
– |
– |
Чугун: П – передельный; ПЛ – передельный легированный; ПФ – передельный фосфористый; ПВК – передельный повышенного качества
Таблица 1.9. Чугун литейный и литейный синтетический