| Основные химические производства. Производства металлов
.
|
Производство чугуна
.
Чугун-это сплав железа с углеродом и другими примесями (кремнием, марганцем, фосфором, серой)Массовая доля углерода в чугуне превышает 1,7%. Его выплавляют в доменных печах, в неё загружают шихту-смесь сырьевых материалов, которая состоит из железной руды, топлива и флюсов. В качестве топлива чаще всего используют металлургический кокс.
Сначала сгорает кокс, образуя оксид углерода (4). При этом развивается высокая температура, поскольку сгорание кокса -экзотермическая реакция:
Оксид при высокой температуре легко восстанавливает железо.
Образуется металлическое железо (губчатое) в твердом состоянии. Оно постепенно опускается в более горячую часть печи, поглощает углерод и другие элементы, образуя чугун.
Чугун плавится и стекает в горн.
В доменную печь вместе с рудой попадает и пустая порода, содержащая SìО2 и другие вещества. Все эти примеси - тугоплавки и могут закупорить печь. Чтобы удалить их из печи, переводят их в легкоплавкие соединения(шлак), с помощью флюсов.
Чугун и шлак собираются в нижней части доменной печи-горне. Их периодически выпускают из печи.
Из чугуна отливают различные изделия, детали сложной конфигурации.
Чугун имеет особенность: при затвердевании он не сжимается, а расширяется.
Чугун, применяемый для отливки изделий, называется литейным. Из литейного чугуна изготавливают станины машин, маховые колеса, плиты, решетки, художественные изделия.
Производство стали.
Сталь-
это ковкий сплав железа с углеродом и другими примесями (металлами, неметаллами). Массовая доля углерода в стали не превышает 1,7 %.
Сталь получают из чугуна и железного лома.
Процесс выплавки стали принципиально отличается от доменного процесса:
сложные процессы.
Кислород, содержащийся в руде и поступающий с воздухом в печь для сжигания топлива, окисляет углерод и значительное количество железа:
2С+О2=2СО
2
Fe
+
O
2=2
FeO
Образовавшийся оксид железа
FeO
, а также оксиды железа, содержащиеся в металлоломе, при высокой температуре взаимодействуют с кремнием, марганцем, и другими примесями ,содержащимися в чугуне:
Образовавшиеся оксиды взаимодействуют с флюсами, добавляемыми в печь в процессе выплавки стали, и образуют шлаки. Для удаления оксида железа (2),еще остающегося в стали, в расплавленную сталь добавляют раскислители (марганец, ванадий титан)
Оксиды, образующиеся при этом, переходят в шлак.
В процессе получения сталей в них вводят легирующие добавки, используя для этого кобальт, ванадий, хром ,вольфрам, титан и др.)Это дает возможность получать стали с повышенной прочностью ,коррозионной стойкостью, с повышенной изностойкостью.
Используют несколько способов выплавки стали:
· Кислородно-конвертерный
· Мартеновский
1.
2.
время Производство этим способом сокращается.
3.
При электротермическом способе, известном с 1880 г., в качестве сырья чаще всего используется металлом, к которому добавляют немного чугуна. Окисление углерода, фосфора и других примесей осуществляется в основном также кислородом и оксидами железа, содержащимися в металлоломе. Электропечи дают возможность достигать более высокой температуры расплава, чем другие печи, поэтому данный способ чаще всего применяют для получения сталей, легированных тугоплавкими металлами.
| 
