Dökme demir nasıl alınır? Hangi madde ile bir demir alaşımı demir döküm elde etmeyi mümkün kılar?

Dökme demir - çeşitli endüstrilerde yaygın olarak kullanılırMükemmel performansa sahip endüstri metali. Bunu elde etme süreci nispeten basittir ve çok fazla adım içermez. Bu malzeme, yüksek fırınlarda eritilir - bir test tüpünün büyütülmüş bir kopyası gibi bir şey olan özel fırınlar. Pik demir nasıl elde edilir ve daha ayrıntılı olarak konuşacağız.

Madencilik ve işleme tesisleri

Üretimde kullanılan ana hammaddelerdökme demir demir cevheridir. Ülkemizin farklı bölgelerindeki taş ocaklarında çıkarılmaktadır. Bildiğiniz gibi, mayınlı cevher çok miktarda çeşitli safsızlıklar içerir. Tabii ki, böyle bir "ham" formda dökme demiri eritmek için kullanmak imkansızdır. Bu nedenle, ilk aşamada özel işletmelere - madencilik ve işleme tesislerine gider. Burada atık kayalar ondan çıkarılır ve ezilir. Daha sonra saf cevher tren vagonlarına yüklenir ve metalurji tesislerine gönderilir.

yığılma süreci

Aslında, aşağıda pik demirin nasıl elde edildiğini ele alacağız. Şimdi cevherin doğrudan metalurji tesislerinde eritilmesi için nasıl hazırlandığından bahsedelim.

Yeniden eritme için normal eritme kullanılıyorsaezilmiş malzeme, yüksek fırın performansı keskin bir şekilde düşecektir. Gerçek şu ki, böyle bir yükün düşük derecede gaz geçirgenliği vardır. Bu nedenle, yüksek fırına yüklenmeden önce cevherin bir aglomerasyon sürecinden geçmesi gerekir.

Bu prosedür özel olarak gerçekleştirilir.metalurji tesislerinin atölyeleri ve pik demiri eritmek için en uygun belirli bir boyuttaki kaya parçalarına sinterleme işlemidir. Yapıştırma, yığın parçacıklarının yüzeyini kolayca eritmeye yetecek kadar yüksek bir sıcaklıkta gerçekleşir. Sonuç olarak, ikincisi parçalar oluşturmak için birbirine yapışır. Bu durumda, cevher kömürle önceden karıştırılır. İkincisinin yanması sonucunda parçaları elde etmek için gerekli sıcaklığa ulaşılır. Aglomerasyon süreci, kömürlü cevher tabakasından (yukarıdan aşağıya) hava akımları geçirilerek uyarılır.

Bir aglomera elde etmek için, hayırsadece cevher. Bazen küçük demir parçalarından da yapılır. Alaşımının hangi maddeyle dökme demir elde etmenizi sağladığı aşağıda tartışılacaktır. Tabii ki bu metalin üretiminde külçe demir kullanılmaz. Sıradan hurda metal, dökme demir için yeniden eritilir.

Fırında ne olur

Öyleyse, dökme demiri nasıl alacağınızı görelimyüksek fırın. İçeriden, bu tasarımın bir fırını tuğla ile kaplanmıştır. Çalışma prensibi nispeten basittir. Pik demir üretiminde sinterin yanı sıra kok, kireç ve flux kullanılmaktadır. Bu malzemelerin belli bir oranda karışımı hazırlanır. Daha sonra yüksek fırın şarjı olarak adlandırılır. Özel vinçlere dökülür ve fırının en üstüne kadar kaldırılır.

Kokunun tutuşması için büyük miktardaoksijenle zenginleştirilmiş hava miktarı. Tüyer adı verilen özel deliklerden alttan yüksek fırına beslenir. Çok yüksek basınç altında fırına üflenir. Bu, havanın yukarıdan sağlanan yük katmanına nüfuz etmesi için gereklidir. Bu durumda akış 600-800 dereceye kadar önceden ısıtılır, aksi takdirde fırının içindeki sıcaklık düşer.

Yükü düzleştirerek elde edilen dökme demir aşağı akaraşağı iner ve yaklaşık her 40 dakikada bir, musluk deliği adı verilen özel bir delikten dışarıya salınır. Daha sonra büyük kapasiteli kaselere dökülür ve çelik imalathanelerine taşınır.

Bir fırında demirin azaltılması ve karbonlaştırılması

Tüm yüksek fırınlar ters akış prensibine göre çalışır. Aynı zamanda, sırayla aşağıdaki kimyasal işlemler gerçekleşir:

1. Demir kurtarma. Bu işlem sırayla gerçekleşir ve şöyle görünür: Fe₂aman₃ - Fe₃aman₄ - FeO - Fe. Bu durumda, indirgeyici ajan, CO'nun etkileşimi ile oluşan karbon monoksittir (CO).₂ kırmızı-sıcak kok ve ayrıca ikincisinin katı karbonu ile.
2. Demirin karbürizasyonu. Bu durumda reaksiyon şöyle görünür: 3Fe + 2CO = Fe₃C + CO₂ + Q. Fe karbür₃C, katı demir ile kolayca karışır.sonuç olarak, ikincisinin karbon ile bir alaşımı oluşur. Aşağıya doğru akar, kok parçalarını yıkar ve daha da fazla karbonlaştırır. Ayrıca içinde manganez, kükürt, silikon vb. maddeler çözülür.

Böylece, yüksek fırın metalinin hangi madde ile bir demir alaşımı olduğu anlaşılır. Dökme demir, yalnızca şarj eriyiğinin karbonlaştırılmasıyla elde edilebilir.

Diğer öğeleri geri yükleme

Mn, silikon, kükürt ve fosfor yüksek fırına girerçeşitli kimyasal bileşikler şeklinde bir yük ile birlikte fırın. Daha yüksek manganez oksitler, demir ile yaklaşık olarak aynı prensibe göre MnO'ya indirgenir: MnO₂ - Mn₂aman₃ - Mn₃aman₄ - MnO. Saf manganez aşağıdaki gibi salınır: MnO + C = Mn + CO - Q. Silikon fırına silika SiO şeklinde girer.₂... Geri kazanımı SiO reaksiyonu ile gerçekleşir.₂ + 2C = Si + 2CO - Q.

Fosfor hidrojen ile indirgenir, katıkarbon ve CO ve ne yazık ki neredeyse tamamen dökme demire geçer. Bu element yüksek fırın demir alaşımını bozar. Kaliteli dökme demir, şarjda bulunan silika ve daha yüksek manganez oksitlerin elde edilmesini sağlar. Bazı durumlarda, yüksek fırına bilerek Mn eklenir. Bu, özel bir dökme demir - manganez türü üretir.

kükürt giderme

İyi bir dökme demirin nasıl elde edileceği sorusukalite, diğer şeylerin yanı sıra, onu bu istenmeyen unsurdan temizlemeye gelir. Kükürt, nihai eritilmiş ürünün özelliklerini önemli ölçüde bozan ana zararlı safsızlıktır. Ana miktarı kokta bulunur. Kükürt, şarjdaki kireç (CaO) içeriği artırılarak ve ocaktaki sıcaklık artırılarak uzaklaştırılır. Bu durumda reaksiyon şöyle görünür: FeS + CaO = FeO + CaO + Q. Dökme demirdeki kükürt yüzdesini azaltmak için başka yöntemler kullanılabilir. Örneğin, bazen zaten eritilmiş malzeme bir çıkış oluğunda veya soda kasesinde işlenir. Bu durumda, FeS + NaCO reaksiyonunun bir sonucu olarak kükürtün uzaklaştırılması gerçekleşir.₃ = FeO + Na₂S + CO₂.

cüruf oluşumu

Böylece, nasıl elde edileceğini anladıkdökme demir. Ancak, bu malzemeyi eritirken, ülke ekonomisinde yaygın olarak kullanılan bir ürün daha elde edilir. 1 ton pik demiri eritirken 0,6 ton cüruf açığa çıkar. Gerçek şu ki, rafine demir cevheri bile oldukça fazla miktarda kil içeriyor. Kül, kolanın bir parçasıdır. Bu gereksiz elementleri ortadan kaldırmak için diğer şeylerin yanı sıra şarja flukslar (kalsiyum ve magnezyum karbonatlar) eklenir. Eritme işlemi sırasında çeşitli safsızlıklarla kimyasal reaksiyona girerler ve bunun sonucunda cüruf oluşur. Bir alüminosilikat veya silikat eriyiğidir.

Cürufun yoğunluğu erimiş demirden daha azdır.Bu nedenle, eritme işlemi sırasında altında bulunur. Cüruf adı verilen ayrı bir musluk deliğinden periyodik olarak çıkarılır. Bu demir dökümhanesi yan ürünü, esas olarak dolgu maddesi olarak çimento ve yapı taşlarının imalatında kullanılır.

Dökme demir türleri

Gördüğünüz gibi, dökme demir nasıl alınır sorusuYüksek fırın nispeten karmaşık değildir. Ancak nihayetinde, kimyasal bileşim ve fiziksel özellikler bakımından biraz farklı olan malzeme fırından çıkabilir. Tüm dökme demirler esas olarak iki türe ayrılır: dönüştürme (beyaz) ve dökümhane (gri). Birinci tip çelik üretiminde hammadde olarak kullanılmaktadır. Dökümhane, piyasada iyi talep gören her türlü dökme demir ürününü elde etmek için kullanılır.

Beyaz dökme demir

Yüksek fırında bu tür kayıp mumun payımetal fırınlar %75-80'dir. Bu tür dökme demirlerin ana özellikleri şunlardır: yüksek sertlik, kırılganlık ve aşınma direnci. Genellikle dökümhaneden daha fazla manganez ve kükürt içerir. Beyaz dökme demirin işlenmesi zordur. Ondan herhangi bir ürün yapmak için modern makinelerin sıradan kesme aletlerini kullanmak imkansızdır. Ancak çelik, bu çeşitteki dökme demirden oldukça basit bir şekilde elde edilir. Yüksek fırın metali, yeniden eritme yöntemine bağlı olarak üç sınıfa ayrılır: açık ocak (M), Bessemer (B) ve Thomas (T).

dökme demir

Bu malzemedeki karbon esas olaraksilikon içeren serbest grafit formu. Külçe şeklinde dökme demir ürünlerin üretimi için tedarik edilir. Bu malzeme, amaca bağlı olarak "L" harfi ve "1"den "6"ya kadar rakamlarla işaretlenmiştir. Ayrıca "LR" harfleriyle işaretlenmiş magnezyum rafine dökme demir de vardır.

Eh, umarım tamamen yeterliyizdirhangi maddeyle dökme demir elde etmeyi mümkün kıldığı demir alaşımı sorusunu yanıtladı. Yüksek fırında cevherdeki oksijenin yerini alan sıradan karbondur. Dökme demirin ana özellikleri, bileşiminde bulunan safsızlıkların miktarına bağlıdır: manganez, fosfor, silikon ve kükürt.