Gyártása öntöttvas egy masszív kemencében
Az acélgyártás és feldolgozás új módszerei.
A vas már korunk előtt ipari alkalmazás volt. Az ősi időkben műanyag állapotban kapták a hegyekben. A salakot elválasztották, a szivacsos vasból kivágták, kalapácsos fúvókákkal.
Később megtanultak az öntöttvas feldolgozását; Kétrétegű vasérc-előállítási módszer született. Elvileg ez tárolja ki a jelen idő: a modern acélgyártás áramköre a nagyolvasztó folyamat, amelyben az érc nyerik vas- és acélgyártás újraelosztó, csökkentését eredményező fém mennyiségű szén-és egyéb szennyeződéseket.
A modern magas kohászati termelés a különböző országokban végzett elméleti tanulmányok és felfedezéseken, valamint a gazdag gyakorlati tapasztalatokon alapul. Ennek a folyamatnak jelentős része az orosz tudósoké. Például az orosz tudósok voltak az elsőek, akik földgázt használták a nagyolvasztó olvasztásához.
Vasérc. A nagyolvasztó kemencék előállításához a nyersanyag fő nyersanyaga a vasérc. Ezek közé tartoznak a kőzetek, amelyek vasat tartalmaznak olyan mennyiségben, amelyben az olvasztás gazdaságilag életképessé válik.
A vasérc az ércből és a hulladékkőből áll. Az érc anyag leggyakrabban oxidok, szilikátok és vas-karbonátok. És az üres kőzet általában kvarcitból vagy homokkőből áll, agyagos anyagokkal, és ritkábban dolomit vagy mészkő keverékével.
Az érc anyagtól függően a vasércek gazdagok, amelyeket közvetlenül használnak, és a szegények, amelyek gazdagodnak.
A robbanó kemencében különböző vasérceket használnak.
A vörös vasérc (hematit) vasat képez vízmentes vas-oxid formájában. Más színű (sötétvöröstől sötétszürke). Az érc sok vasat (45-65%) és kevés káros szennyeződést tartalmaz. Visszanyerje a vasércet az ércből.
A barna vasérc vasat tartalmaz vizes oxidok formájában. 25-50% vasat tartalmaz. A szín sárgától a barnás-sárgáig változik. Egy üres, sziklás agyag kőzet néha szilicium-alumínium.
A mágneses vasérc vas-oxid formájában 40-70% vasat tartalmaz.
Az érc jól érzékeny mágneses tulajdonságokkal rendelkezik, sötétszürke vagy fekete színű, különböző színárnyalatokkal. Egy üres kőzet szilíciumfém szennyeződése más oxidok. A mágneses vasérc vasat nehezebb visszanyerni, mint más ércekből.
A spar-vasérc (siderit) szénsav formájában lévő vasat tartalmaz. Ebben a vasércben 30-37% vasat tartalmaz. A siderit sárgás fehér és piszkos szürke színű. Könnyedén oxidálódik és barna vasércké válik. A vasércek közül a legmagasabb visszanyerhetőség.
A mangán ércek 25-45% mangánt tartalmaznak különböző mangán-oxidok formájában. Hozzáadják a töltetet, hogy megnövelik az öntöttvas mangán mennyiségét.
Gyártása öntöttvas egy masszív kemencében.
Az öntöttvas hatalmas nagyolvasztó kemencékben készül, 30 m magasságú tűzálló téglákkal, kb. 12 m belső átmérővel.
A nagyolvasztó kemence rész vázlatosan az ábrán látható.
A felső felét az enyémnek nevezik, és a csúcson egy lyukkal végződik - egy kalashnik, amelyet egy csúszó oszlop zár le - a kink-csavar. A kemence legszélesebb részét gőzölésnek nevezik, az alsó részt hegynek nevezik. A kemencében (lándzsákban) található különleges lyukakon keresztül forró levegő vagy oxigén fújja a tömítést.
A nagyolvasztó kemencét először koksszel, majd réteg agglomerátummal és koksszel töltjük fel. Az agglomerátum egy speciálisan elkészített, érleléssel szinterezett érc. Az elégetés és a nyersvas megolvasztásához szükséges hőmérséklet fenntartása fűtött levegő vagy oxigén fújtatásával történik a kandallóban. Ez utóbbi belép a gyűrű alakú csőbe, amely a kemence alsó része körül helyezkedik el, és az ívelt csövek mentén a tüskékön át a kemencébe. A kemencében a koksz égett, és CO2 keletkezik, amely felemelkedik és áthalad a halmozott koksz rétegen, kölcsönhatásba lép és CO-t alkot. A keletkezett szén-monoxid, és a legtöbb ércet visszaállítja, visszaváltva a CO2-re.
Az ércdúsítás folyamata elsősorban a bánya felső részén történik. Ez a következő egyenletben fejezhető ki:
Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2
Az ércben lévő üres kőzetet főként szilícium-dioxid SiO2 képezi.
Tűzálló anyag. A tűzálló szennyeződések olvasztósabb vegyületekké történő átalakítása céljából az érchez fluxust adunk. Általában CaCo3-t használunk fluxusként. Ha kölcsönhatásba lép a SiO2-val, CaSiO2 képződik, ami könnyen elkülönül salakként.
Ha az érc csökken, a vasat szilárd állapotban kapják. Fokozatosan leereszkedik a kemence melegebb részébe - a gőzbe -, és önmagában oldja a széndioxidot; öntöttvas keletkezik. Ez utóbbi olvad és áramlik le a kemence alsó részébe, és folyékony salakokat gyűjtenek az öntöttvas felületén, megvédve az oxidációtól. A vasöntvény és a salak felszabadulnak, mivel az akkumulátort az agyag által eltömődött különleges lyukak felhalmozódnak.
A kemence nyílásából származó gázok legfeljebb 25% CO-t tartalmaznak. Speciális borítókkal égetik fel őket, amelyek a kemencébe fújt levegőt előmelegítik. A nagyolvasztó kemence folyamatosan működik. Mivel az érc és a koksz felső rétegei csökkennek, új részeket adnak a kemencébe. Az érc és a koksz keverékét felvonókkal szállítják a kemence felső felszínére, és egy öntöttvas tölcsérbe töltik, amely felső zárral van zárva. Amikor a redőny lecsökken, a keverék belép a sütőbe. A kemence munkája több évig folytatódik, amíg a kemence nem igényel nagyobb javításokat.
Az olvasztási folyamat felgyorsítható oxigén használatával a nagyolvasztó kemencékben. Ha fújt a nagyolvasztó oxigénnel dúsított levegőt előmelegítő válik feleslegessé, és így nincs szükség terjedelmes és bonyolult Cowper és az egész folyamat egyszerűsödik. Ugyanakkor a kemence termelékenysége nő és az üzemanyag-fogyasztás csökken. Az ilyen nagyolvasztó kemence 1,5-szer több vasat termel, és a szokásosnál kevesebb ј-t igényel.
Az acélhoz képest az öntöttvas kevesebb szenet, szilíciumot, ként és foszfort tartalmaz. Acélból készült öntöttvasból oxidatív olvadással kell csökkenteni az anyagok koncentrációját.