Kuinka saada valurautaa? Raudan seos, minkä aineen avulla on mahdollista saada valurautaa?

Valurauta - käytetään laajalti eri teollisuudenaloillateollisuusmetalli erinomaisella suorituskyvyllä. Sen saamisprosessi on suhteellisen yksinkertainen eikä sisällä liian monta vaihetta. Tämä materiaali sulatetaan masuuniin - erityisiin uuneihin, jotka ovat jotain suurentunutta koeputken kopiota. Kuinka raaka saadaan, ja puhumme edelleen kaikista yksityiskohdista.

Kaivos- ja jalostamot

Tärkeimmät tuotannossa käytetyt raaka-aineetvalurauta on rautamalmi. Sitä louhitaan louhoksissa maamme eri osissa. Kuten tiedätte, louhittu malmi sisältää suuren määrän erilaisia ​​epäpuhtauksia. On tietysti mahdotonta käyttää sitä valuraudan sulattamiseen niin "raaka" muodossa. Siksi ensimmäisessä vaiheessa se menee erityisyrityksiin - kaivos- ja jalostuslaitoksiin. Täällä jätekivet poistetaan siitä ja murskataan. Sitten puhdas malmi ladataan junavaunuihin ja lähetetään metallurgisiin laitoksiin.

Taajama-prosessi

Tarkastelemme itse asiassa, kuinka raakarauta saadaan jäljempänä. Puhutaan nyt siitä, kuinka malmi on valmis sulattamiseen suoraan metallurgisissa laitoksissa.

Jos käytetään tavallista sulatustamurskattu materiaali, masuunin suorituskyky heikkenee voimakkaasti. Tosiasia on, että tällaisella varauksella on matala kaasunläpäisevyys. Siksi malmille on suoritettava agglomeroitumisprosessi, ennen kuin se ladataan masuuniin.

Tämä menettely suoritetaan erikoistuneissametallurgian laitosten työpajoja ja se on prosessi, jolla sintrataan kiveä tietyn kokoisiksi paloiksi, jotka soveltuvat parhaiten raakaraudan sulattamiseen. Tarttuminen tapahtuu korkeassa lämpötilassa, joka riittää sulattamaan panoshiukkasten pinnan helposti. Tämän seurauksena jälkimmäiset yksinkertaisesti tarttuvat yhteen muodostaen paloja. Tässä tapauksessa malmi on esisekoitettu kivihiilen kanssa. Jälkimmäisen palamisen seurauksena palojen saamiseksi tarvittava lämpötila saavutetaan. Agglomeroitumisprosessia stimuloidaan kuljettamalla ilmavirrat malmikerroksen läpi hiilellä (ylhäältä alas).

Agglomeraatin saamiseksi eivain malmi. Joskus se on valmistettu myös pienistä rautapaloista. Sen seosta minkä aineen avulla voit saada valurautaa, käsitellään jäljempänä. Valanteissa olevaa rautaa ei tietenkään käytetä tämän metallin valmistukseen. Tavallinen romurauta sulatetaan uudelleen valurautaa varten.

Mitä tapahtuu uunissa

Katsotaanpa, kuinka he saavat valurautaamasuuni. Sisäpuolelta tämän muotoinen uuni on vuorattu tiilillä. Sen toiminnan periaate on suhteellisen yksinkertainen. Raakaraudan valmistuksessa käytetään sintterin lisäksi koksia, kalkkia ja sulatetta. Näiden materiaalien seos valmistetaan tietyssä suhteessa. Sitä kutsutaan sitten masuunipanokseksi. Se kaadetaan erityisiin nostimiin ja nostetaan aivan uunin yläosaan.

Koksin syttymiseksi suurihappirikastetun ilman määrä. Se syötetään masuuniin pohjasta erityisten reikien kautta, joita kutsutaan tuyereiksi. Se puhalletaan uuniin erittäin korkeassa paineessa. Tämä on välttämätöntä, jotta ilma tunkeutuu ylhäältä tulevan panoksen kerroksen läpi. Tässä tapauksessa virtaus esikuumennetaan 600-800 asteeseen, muuten lämpötila uunin sisällä laskee.

Latauksen suoristamalla saatu valurauta virtaa alasalaspäin ja noin kerran 40 minuutin välein se vapautetaan ulkopuolelle erityisen reiän kautta, jota kutsutaan hana-aukoksi. Sitten se kaadetaan suurikokoisiin kulhoihin ja kuljetetaan teräksenvalmistusliikkeisiin.

Raudan pelkistys ja kaasuttaminen uunissa

Kaikki masuunit toimivat vastavirtaperiaatteen mukaisesti. Samanaikaisesti niissä tapahtuu vuorotellen seuraavat kemialliset prosessit:

1. Raudan talteenotto. Tämä prosessi tapahtuu peräkkäin ja näyttää tältä: Fe₂oi₃ - Fe₃oi₄ - FeO - Fe. Tässä tapauksessa hiilimonoksidi (CO), joka muodostuu CO: n vuorovaikutuksesta₂ punakuumeen koksin kanssa sekä jälkimmäisen kiinteä hiili.
2. Raudan kaasuttaminen. Reaktio näyttää tässä tapauksessa tältä: 3Fe + 2CO = Fe₃C + CO₂ + Q. Fe-karbidi₃C sekoittuu helposti kiinteän raudan kanssaseurauksena muodostuu jälkimmäisen seos hiilellä. Virtaamalla alas, se pesee koksikappaleet ja karburoituu vielä enemmän. Lisäksi siihen liukenevat aineet, kuten mangaani, rikki, pii jne.

Täten käy selväksi, että masuunimetalli on raudan seos, minkä aineen kanssa. Valurautaa voidaan saada yksinkertaisesti carburizing varauksen sulaa.

Muiden elementtien palauttaminen

Mn, pii, rikki ja fosfori pääsevät masuuniinuuni yhdessä varauksen kanssa erilaisten kemiallisten yhdisteiden muodossa. Korkeammat mangaanioksidit pelkistetään MnO: ksi suunnilleen saman periaatteen mukaisesti kuin rauta: MnO₂ - Mn₂oi₃ - Mn₃oi₄ - MnO. Puhdasta mangaania vapautuu seuraavasti: MnO + C = Mn + CO - Q. Pii pääsee uuniin piidioksidina SiO₂... Sen palautuminen tapahtuu SiO-reaktiolla₂ + 2C = Si + 2CO - Q.

Fosfori pelkistetään vedyllä, kiinteällä aineellahiili ja CO, ja valitettavasti muuttuu melkein kokonaan valuraudaksi. Tämä elementti hajottaa masuunirautaseoksen. Mahdollistaa laadukkaan valuraudan, varauksessa olevan piidioksidin ja korkeampien mangaanioksidien saamisen. Joissakin tapauksissa Mn lisätään masuuniin tarkoituksella. Tästä syntyy erityinen valurauta - mangaani.

Rikin poisto

Kysymys siitä, miten saada hyvää valurautaalaatu, tulee muun muassa puhdistamaan se tästä ei-toivotusta elementistä. Rikki on tärkein haitallinen epäpuhtaus, joka heikentää merkittävästi sulatetun lopputuotteen ominaisuuksia. Sen päämäärä sisältyy koksiin. Rikki poistetaan lisäämällä kalkkipitoisuutta (CaO) panoksessa ja nostamalla tulisijaa. Reaktio näyttää tässä tapauksessa tältä: FeS + CaO = FeO + CaO + Q. Rikkipitoisuuden vähentämiseksi valuraudassa voidaan käyttää myös muita menetelmiä. Esimerkiksi joskus jo sulanut materiaali käsitellään poistoputkessa tai kulhossa soodaa. Tässä tapauksessa rikin poisto tapahtuu FeS + NaCO -reaktion seurauksena₃ = FeO + Na₂S + CO₂.

Kuonan muodostuminen

Siksi olemme keksineet, miten päästävalurauta. Tätä ainetta sulatettaessa saadaan kuitenkin vielä yksi tuote, jota käytetään laajasti kansantaloudessa. Sulattaessa 1 tonni raakarautaa vapautuu 0,6 tonnia kuonaa. Tosiasia on, että jopa puhdistettu rautamalmi sisältää melko suuren määrän savea. Tuhka on osa koksia. Näiden tarpeettomien elementtien poistamiseksi lataukseen lisätään muun muassa vuoria (kalsium- ja magnesiumkarbonaatteja). Sulatusprosessin aikana ne joutuvat kemialliseen reaktioon erilaisten epäpuhtauksien kanssa, minkä seurauksena muodostuu kuona. Se on alumiinisilikaatti- tai silikaattisula.

Kuonan tiheys on pienempi kuin sulan raudan.Siksi sulatusprosessin aikana se sijaitsee sen alla. Se poistetaan säännöllisesti erillisen hananreiän kautta, jota kutsutaan kuonaksi. Tätä rautavalimon sivutuotetta käytetään pääasiassa sementin ja rakennuspalikoiden valmistukseen täyteaineena.

Valurautatyypit

Kuten näette, kysymys valuraudan saamisestamasuuni on suhteellisen mutkaton. Viime kädessä voi kuitenkin uunista tulla materiaalia, jonka kemiallinen koostumus ja fysikaaliset ominaisuudet ovat hieman erilaiset. Kaikki valuraudat on jaettu pääasiassa kahteen tyyppiin: muunnos (valkoinen) ja valimo (harmaa). Ensimmäistä tyyppiä käytetään raaka-aineena teräksen tuotannossa. Valimoa käytetään erilaisten valurautatuotteiden hankkimiseen, joilla on kysyntää markkinoilla.

Valurauta

Tämän tyyppisen kadonneen vahan osuus masuunissametalliuuneissa on 75-80%. Tällaisen valuraudan tärkeimmät ominaisuudet ovat: korkea kovuus, hauraus ja kulutuskestävyys. Se sisältää yleensä enemmän mangaania ja rikkiä kuin valimo. Valkoista valurautaa on vaikea käsitellä. On mahdotonta käyttää nykyaikaisten koneiden tavanomaisia ​​leikkaustyökaluja tuotteiden valmistamiseksi siitä. Mutta terästä saadaan tämän lajikkeen valuraudasta yksinkertaisesti. Masuunimetalli jaetaan edelleen sulatuksen menetelmästä riippuen kolmeen luokkaan: avotakka (M), Bessemer (B) ja Tomas (T).

Valurauta

Tämän materiaalin hiili sisältää pääasiassapiitä sisältävän vapaan grafiitin muodossa. Se toimitetaan valurautatuotteiden valmistukseen harkkoina. Tämä materiaali on merkitty kirjaimella "L" ja numeroilla "1" - "6" tarkoituksesta riippuen. On myös magnesiumia puhdistettua valurautaa, merkitty kirjaimilla "LR".

Toivottavasti olemme täysin tarpeeksivastasi kysymykseen raudan seoksesta, millä aineella on mahdollista saada rautaa. Tavallinen hiili korvaa hapon malmissa masuunissa. Valuraudan tärkeimmät ominaisuudet riippuvat sen koostumukseen sisältyvien epäpuhtauksien määrästä: mangaani, fosfori, pii ja rikki.