Чугун — широко используемый в разных отраслях pramoninis metalas, pasižymintis puikiu našumu. Jo gavimo procesas yra gana paprastas ir neapima pernelyg daug žingsnių. Ši medžiaga yra išlydyta aukštakrosnėse - specialiose krosnyse, kuri yra kažkas panašaus į padidintą mėgintuvėlio kopiją. Kaip gauti ketaus ir išsamiau kalbėti.
Kasybos ir perdirbimo įmonės
Pagrindinės žaliavos, naudojamos gamybojeketaus, yra geležies rūda. Kasybos darbai karjeruose skirtingose mūsų šalies vietose. Kaip žinoma, išgaunama rūda yra daug įvairių rūšių priemaišų. Žinoma, naudoti jį geležies lydymui tokioje „žalioje“ formoje yra neįmanoma. Todėl pirmajame etape ji skiriama specialioms įmonėms - kasybos ir perdirbimo įmonėms. Čia iš jos išimamos tuščios uolos ir susmulkinamos. Tada grynas rūdos pakraunamas į traukinių vagonus ir siunčiamas į plieno gamyklas.
Aglomeracijos procesas
Tiesą sakant, kaip gauti ketaus, laikykite šiek tiek mažesnį. Dabar pakalbėkime apie tai, kaip rūdą ruošti tiesiai metalurgijos pramonėje.
Jei lydymui naudojamas įprastas lydymassusmulkintos medžiagos, aukštakrosnių našumas smarkiai sumažės. Faktas yra tas, kad toks įkrovimas turi mažą dujų pralaidumo laipsnį. Todėl prieš įkraunant į aukštakrosnį rūdą reikia aglomeruoti.
Ši procedūra atliekama specializuotosemetalurgijos gamyklų dirbtuvės ir yra uolienų sukepinimas į tam tikro dydžio gabalus, labiausiai tinkančius ketaus lydymui. Klijavimas vyksta esant aukštai temperatūrai, kurios pakanka, kad lengvai ištirptų partijos dalelių paviršius. Dėl to pastarieji tiesiog sulimpa ir sudaro gabalus. Šiuo atveju rūda iš anksto sumaišoma su anglimi. Dėl pastarųjų degimo pasiekiama temperatūra, reikalinga gabalams gauti. Aglomeracijos procesą skatina oro srautai per rūdos sluoksnį su anglimi (iš viršaus į apačią).
Norėdami gauti aglomeratą, netik rūdos. Kartais jis gaminamas ir iš mažų geležies gabalėlių. Jo lydinys, su kokia medžiaga leidžia gauti ketaus, bus aptartas toliau. Žinoma, geležis luituose nėra naudojama šio metalo gamybai. Įprastas metalo laužas perlydomas ketui.
Kas vyksta orkaitėje
Taigi pažiūrėkime, kaip gauti ketausaukštakrosnė. Iš vidaus tokio dizaino krosnis išklota plyta. Jo veikimo principas yra gana paprastas. Ketaus gamyboje, be sukepinimo, naudojamas koksas, kalkės ir fliusas. Šių medžiagų mišinys paruošiamas tam tikra proporcija. Tada jis vadinamas aukštakrosnės įkrovimu. Jis supilamas į specialius keltuvus ir pakeliamas į pačią orkaitės viršų.
Kad koksas užsidegtų, didelis kiekisdeguonimi prisodrinto oro kiekis. Jis tiekiamas į aukštakrosnę iš apačios per specialias angas, vadinamas tuyeres. Jis pučiamas į krosnį esant labai aukštam slėgiui. Tai būtina, kad oras prasiskverbtų iš viršaus tiekiamo krūvio sluoksnio. Tokiu atveju srautas pašildomas iki 600-800 laipsnių, kitaip temperatūra krosnies viduje sumažės.
Ketaus, gautas ištiesinant krūvį, teka žemynžemyn ir maždaug kartą per 40 minučių jis išleidžiamas į lauką per specialią skylę, vadinamą čiaupo anga. Tada jis supilamas į didelės talpos dubenis ir vežamas į plieno gamybos cechus.
Geležies sumažinimas ir karbonizavimas krosnyje
Visos aukštakrosnės veikia pagal priešpriešinio srauto principą. Tuo pačiu metu juose vyksta šie cheminiai procesai:
- Geležies atkūrimas. Šis procesas vyksta nuosekliai ir atrodo taip: Fe2Oh3 - Fe3Oh4 - FeO - Fe. Šiuo atveju reduktorius yra anglies monoksidas (CO), kuris susidaro sąveikaujant CO2 su karštu koksu, taip pat pastarojo kietąja anglimi.
- Geležies karbonizavimas. Reakcija šiuo atveju atrodo taip: 3Fe + 2CO = Fe3C + CO2 + Q. Fe karbidas3C lengvai maišosi su kieta geležimi, indėl to susidaro pastarųjų lydinys su anglimi. Tekėdamas žemyn, jis plauna kokso gabaliukus ir dar labiau karbonizuoja. Be to, jame ištirpsta tokios medžiagos kaip manganas, siera, silicis ir kt.
Taigi tampa aišku, kad aukštakrosnės metalas yra geležies lydinys, su kuria medžiaga. Ketaus galima gauti tiesiog karbonizuojant įkrovos lydinį.
Atkurti kitus elementus
Mn, silicis, siera ir fosforas patenka į aukštakrosnįkrosnis kartu su įkrova įvairių cheminių junginių pavidalu. Didesni mangano oksidai redukuojami į MnO maždaug tuo pačiu principu kaip ir geležis: MnO2 - Mn2Oh3 - Mn3Oh4 - MnO. Grynas manganas išsiskiria taip: MnO + C = Mn + CO - Q. Silicis patenka į krosnį silicio dioksido SiO pavidalu2... Jo atsigavimas vyksta reaguojant SiO2 + 2C = Si + 2CO - Q.
Fosforą redukuoja vandenilis, kietasanglies ir CO ir, deja, beveik visiškai pereina į ketaus. Šis elementas ardo aukštakrosnių geležies lydinį. Leidžia gauti geros kokybės ketaus, įkrovoje esantį silicio dioksidą, taip pat didesnį mangano oksidų kiekį. Kai kuriais atvejais Mn į aukštakrosnį dedamas specialiai. Taip gaminamas ypatingas ketaus tipas – manganas.
Sieros pašalinimas
Klausimas, kaip gauti gerą ketauskokybę, be kita ko, reikia išvalyti jį nuo šio nepageidaujamo elemento. Siera yra pagrindinė kenksminga priemaiša, kuri žymiai pablogina galutinio lydyto produkto savybes. Pagrindinis jo kiekis yra koksas. Siera pašalinama padidinus kalkių (CaO) kiekį krūvyje ir padidinus temperatūrą židinyje. Reakcija šiuo atveju atrodo taip: FeS + CaO = FeO + CaO + Q. Norint sumažinti sieros procentą ketaus, galima naudoti kitus metodus. Pavyzdžiui, kartais jau išlydyta medžiaga perdirbama išleidimo angoje arba sodos dubenyje. Šiuo atveju siera pašalinama dėl FeS + NaCO reakcijos3 = FeO + Na2S + CO2.
Šlakų susidarymas
Taigi, mes išsiaiškinome, kaip gautiketaus. Tačiau lydant šią medžiagą gaunamas dar vienas produktas, plačiai naudojamas šalies ekonomikoje. Lydant 1 toną ketaus, išsiskiria 0,6 tonos šlako. Faktas yra tas, kad net rafinuotoje geležies rūdoje yra gana daug molio. Pelenai yra kokso dalis. Norint pašalinti šiuos nereikalingus elementus, į krūvį, be kita ko, pridedami srautai (kalcio ir magnio karbonatai). Lydymosi metu jie cheminiu būdu reaguoja su įvairiomis priemaišomis, dėl kurių susidaro šlakas. Tai aliumosilikato arba silikato lydinys.
Šlako tankis yra mažesnis nei išlydytos geležies.Todėl lydymosi proceso metu jis yra po juo. Jis periodiškai pašalinamas per atskirą čiaupo angą, vadinamą šlaku. Šis geležies liejyklos šalutinis produktas daugiausia naudojamas cementui ir statybiniams blokams gaminti kaip užpildas.
Ketaus tipai
Kaip matote, klausimas, kaip gauti ketausaukštakrosnė yra palyginti nesudėtinga. Tačiau galiausiai iš krosnies gali išeiti medžiaga, kurios cheminė sudėtis ir fizinės savybės šiek tiek skiriasi. Visos ketaus dažniausiai skirstomos į dvi rūšis: konversijos (baltos) ir liejimo (pilkos). Pirmoji rūšis naudojama kaip žaliava plieno gamyboje. Liejyklos yra naudojamos visų rūšių ketaus gaminiams, kurie turi didelę paklausą rinkoje, gauti.
Balta ketaus
Šio tipo prarasto vaško dalis aukštakrosnyjemetalinės krosnys yra 75-80%. Pagrindinės tokio ketaus savybės yra: didelis kietumas, trapumas ir atsparumas dilimui. Paprastai jame yra daugiau mangano ir sieros nei liejykloje. Baltąjį ketų sunku apdoroti. Neįmanoma naudoti įprastų šiuolaikinių mašinų pjovimo įrankių, kad būtų galima iš jo pagaminti gaminius. Tačiau plienas iš šios rūšies ketaus gaunamas gana paprastai. Priklausomai nuo tolesnio lydymo metodo, aukštakrosnės metalas yra suskirstytas į tris klases: atviro židinio (M), Bessemerio (B) ir Tomo (T).
Ketaus
Šios medžiagos anglis daugiausia yralaisvo grafito, kuriame yra silicio, forma. Jis tiekiamas ketaus gaminių gamybai luitų pavidalu. Ši medžiaga yra pažymėta raide „L“ ir skaičiais nuo „1“ iki „6“, atsižvelgiant į paskirtį. Taip pat yra magnio rafinuotas ketaus, pažymėtas raidėmis „LR“.
Na, tikiuosi, mums visiškai užtenkaatsakė į klausimą apie geležies lydinį, su kuriuo medžiaga leidžia gauti ketaus. Tai paprasta anglis, kuri pakeičia deguonį aukštakrosnės rūdoje. Pagrindinės ketaus savybės priklauso nuo jo sudėtyje esančių priemaišų: mangano, fosforo, silicio ir sieros.
