Производството на стомана и желязо и тяхното приложение, резюмета

Подготовка на желязо от желязна руда се извършва на два етапа. Тя започва с подготовката на руда за мелене и отопление. Рудата се раздробява на парчета с диаметър не повече от 10 см. На приземния рудата се Калцинира за отстраняване на вода и летливи примеси.

Във втория етап на желязната руда е намалена да се изгладят с въглероден монооксид в доменната пещ. Възстановяване се провежда при температури от около 700 ° С:

За да се увеличи добивът на желязо, този процес се извършва при условия на излишък СО2 въглероден диоксид.

Въглероден моноксид CO се произвежда в кокс доменна пещ и въздуха. Въздухът се първо загрява до приблизително 600 ° С и се инжектира в пещта чрез специален trubu- дюзата. Кокс се изгаря в горещ сгъстен въздух, образуващ въглероден диоксид. Тази реакция е екзотермична и причинява температурата да се повиши над 1700 ° С:

Въглеродният диоксид се издига в пещта и реагира с нови партиди кокс, образуващи въглероден окис. Тази реакция е ендотермична:

Желязо, оформен в намаляването на руда, пясък замърсени с примеси и алуминий (см. По-горе). За да ги премахнете във фурната добавите варовик. При температури Rah съществуващи в пещта, варовик е термично разлага до образуване на калциев окис и въглероден двуокис:

Калциев оксид свързва с примеси за образуване на шлака. Шлаката съдържа калциеви алуминати и калциев силикат:

Желязо се топи при 1540 ° С Стопената желязо заедно с стопената шлака протича надолу към дъното на пещта. Стопената шлака плаващи на стопения желязо. Периодично се освобождава от пещта при Съответно vuyuschem ниво, като всеки от тези слоеве.

Доменните пещи, работи денонощно, в непрекъснат режим. Суровината за процеса на доменни пещи са желязна руда, кокс, варовик. Те са били постоянно заредена в пещта през горната част. Желязото се почука четири пъти на ден на равни интервали. Той се излива от потока на пещта пожар при темпера-около 1500 ° С Доменните пещи са с различни размери и производителност (1000-3000 тона на ден). В Съединените щати, има някои нов дизайн пещ с четири извода и продължително разреждане на разтопено желязо. Такива пещи са с капацитет до 10000 тона на ден.

Чугун се произвежда, сливане на сместа от чугун, стоманен скрап и кокс. Стопената желязото се излива в калъпи и се охлажда.

Ковано желязо е най-чиста форма на техническа желязо. Това съединение се получава чрез нагряване на суров чугун с хематит и варовик в пещ. Това увеличава чистотата на желязо до около 99.5%. Неговата температура на топене се повишава до 1400 ° С От ковано желязо има по-голяма здравина, еластичност и мекота. Въпреки това, за много приложения се заменят с ниска въглеродна стомана (см. По-долу).

Основата е желязо производствен процес на намаляване на желязо от неговите оксиди с въглероден окис.

Известно е, че въглероден монооксид може да бъде получено чрез въздействие кисел род въздух нажежаема кокс. Където е образувана първата въглероден диоксид, който е реконструиран на кокс висока температура въглерод-Ливан във въглероден монооксид:

Регенерация на железен желязо се извършва постепенно. Първо, железен оксид се редуцира до железен оксид концентрат:

Освен това, азотен оксид, железен оксид се редуцира до желязо:

и накрая се възстановява желязо от железен оксид:

Размерът на тези реакции се увеличава с повишаване на температурата, с Уве-lichenie съдържание на желязо на рудата и руда бучки с намаляване на размера. Следователно, процесът се провежда при високи температури и руда предварително обогатяване, натрошени и парчета са сортирани по размер: същия размер парчета от същия Lez възстановяване настъпва в същото време. Оптималните размери на руда и кокс бучки от 4 до 10.8 cm. Фината рудата с предварително синтерован (агломерирани) чрез нагряване до висока температура. Така от рудата отстранява повечето от сярата.

Желязото се редуцира с въглероден монооксид същество полу-ност. В същото време частично реставрирана силиций и мар-Гана. Редуцирано желязо образува сплав с въглероден кокс. силиций, манган, и съединения на сяра и фосфор. Тази сплав, стопената желязо. температура на топене желязо значително под температурата на топене на чисто желязо.

скални маси и пепел горива също трябва да бъде замъглено предявен иск. За понижаване на точката на топене на материалите "PLA-Villeneuve" инжектират от руди и кокс, потоци (топене аудио) - до голяма степен варовик и доломит СаСО3 СаСО3 х MgSO3. поток разпадни продукти при нагряване за да се образува ве съществува, членове на скални и кокс пепел, съ-съюз с по-ниска точка на топене, preimuschest-venno силикати и алумосиликати на калций и магнезий, например 2CaO х Al2 О3 х SiO2. 2CaO × × Mg0 2Si02.

Химичният състав на суровината доставят за преработка на, Inog га варира в широки граници. За провеждане на процеса при постоянно yannyh и най-добрите условия, суровини "средно" от химичния състав, т.е.. Е. смесена руда с различен химичен състав в определени тегловни съотношения получаване на смеси на постоянен състав. Финият рудата се синтероьан заедно с потоци, при което се получава "oflyu Owl агломерат". Заявление разредени агломерат позволява значително да се ускори процеса.

Стомани се делят на два вида. Въглеродна стомана, съдържащи до 1.5% въглерод. Легираните стомани, съдържащи не само малки количества от въглероден, но също така специфично въведени примеси (добавка) други метали. Подробности по-долу се разглеждат vayutsya-различни видове стомани, техните свойства и употреба.

BOF процес. През последните десетилетия производството на стомана революция от развитието на процеса BOF (известен също като процес Линц-Donawitz). Този процес също е изпълнена през 1953 г. в стоманодобивни заводи в две австрийски metallur-ING центрове, Линц и Donawitz.

В BOF процес използва кислород конвертор с бази, солна подплата (тухлена зидария). Converter обвинен скосен разтопено желязо от пещта за топене и метал за скрап, а след това се връща в изправено положение. След това в конвертора се въвежда отгоре медна тръба и вода се охлажда чрез него се насочва към повърхността на течния чугун струя кислород с смес на прах вар (СаО). Тази "поглъщане на кислород", който продължава 20 минути, води до интензивно окисление на железни примеси, съдържанието на конвертора поддържа течно състояние чрез разпределяне-niju енергия в реакцията на окисление. Получените оксиди комбинират с вар и превърнати в шлака. След това, медна тръба и прокара конвертора накланяне да изтече от нея шлака. След повторно продухване стопената стомана се излива от преобразувателя (наклони) в кофата.

BOF процес се използва главно за получаване на депозитите на въглеродна стомана. Тя се характеризира с висока производителност. За 40-45 минути в същия конвертор може да бъде получена на 300-350 тона стомана.

В момента всички стоманата във Великобритания и най-много на стоманата, произведена в света, като този процес.

EAF процес. Електрически пещи се използват главно Obra Zoom за превръщане на скрап стомана и желязо във високи легирани стомани, като например неръждаема стомана. Пещта е кръгла дълбока яма, облицована с огнеупорни тухли. Чрез отворен капак пещта се зарежда със скрап и след това капакът е затворен и през отворите, които се съдържат в него се спуска в електродите на пещта, докато влезе в контакт с метала. След това включва ток. Дъга между електродите, където развива температура е над 3000 ° С При тази температура, метал се стапя и се образува нова стомана. Всеки натоварване на пещта позволява да получават 25-50 тона стомана.

Стомана, получена чрез отстраняване на желязо от това повечето от въглерод, силиций, манган, фосфор и сяра. Към това се подлага на окислително топене желязо. окислителни продукти vyde-lyayutsya в газообразно състояние под формата на шлака.

Тъй като концентрацията на желязо в желязо значително по-висока от тази на други вещества, първата желязото се окислява бързо. Желязото става железен оксид:

Реакцията протича с освобождаването на топлина.

Железен оксид, смесване със стопилката, се окисляват силиций манган и въглерод:

Първите две реакции са екзотермични. Особено много топлина vyde искат да се създаде най-окисление на силиций.

Фосфорът се окислява до фосфорен анхидрид, който образува метални оксиди със съединение разтворим в шлаката. Но съдържа сяра-zhanie отбеляза лек спад, и е важно, че в суровините не беше достатъчно сяра.

След завършване на течната сплав в окислителни реакции съдържа повече железен оксид, от които трябва да бъде усвоили-bodit. Освен това е необходимо да се въвеждат на установените норми с изчакване-въглеродна стомана, силиций и манган. Ето защо, се добавят към края на топене редуциращи агенти, като Феромарганец (сплав на желязо и манган) и други така наречени "чистачи". Манганът реагира с железен оксид и "sraskislyaet" Стомана:

Преразпределение на желязо в стомана в процес на прилагане веднъж или лични маниери. По-стари, се прилага за първи път в сяра-обядвам XIX век. Това е начин да се Bessemer.

Bessemer процес. Съгласно този метод преразпределение желязо в стомана се извършва чрез продухване на въздух през разтопено желязо Chii изгаряне. Процесът продължава без разходите за гориво се дължи на топлината, генерирана от екзотермични реакции на окисление крем-ционни, манган и други елементи.

Процесът се провежда в устройство, наречено от изобретател Лий Fahmy-Bessemer преобразувател. Той предварително се възмущава плавателен съд стомана с крушовидна форма тапицирани отвътре с огнеупорни материали. В дъното на конвертора има отвори, през които въздухът се подават в машината. Персоналът на бота периодично. Включване на устройството поставя в хоризонтално-комплект, изсипва чугун и доставя въздух. След това завъртете APPA-плъх в изправено положение. В началото на окислен-Lezo, силиций и манган, и след това въглерод. Полученият въглероден окис се изгаря над конвертор заслепяване светъл дължината на пламъка от 8 литра. Пламъкът постепенно се заменя с кафяв ди-МОМ. Iron започва изгарянето. Това показва, че период Int-интензитет въглен окисление завърши. След това на въздушния поток е бил спрян, прехвърлени конвергенция, трето, поставени в по-хоризонтални настроени и да хранят с мърша.

Бесемеров процес има няколко предимства. Той е много бърз (в рамките на 15 E нахут), така, че блокът на производител-ност е страхотно. За осъществяване на процеса не се консумират buet Thr-гориво или електрическа енергия. Но този метод може да обработва етапи в стоманена цистерна, не всички, а само някои сортове чугун. Освен това, значително количество желязо в Bessemer про-цесията окислява и загуби (голямо "ярост" на желязо).

Usovershenst-значителен съществуване в производството на стомана в Bessemer преобразуватели са etsya прилагане на продухване на въздух вместо неговата смес с кислород Num-ти ( "EAN"), който позволява да се получи по-високо качество стомана.

Примеси, съдържащи се в сместа се окисляват свободен кислород, димни газове и кислород включени в желязна руда, мелница мащаба и ръждата на.

В края на процеса се добавя хранят с мърша. Промяната в състава на сплавта е внимателно контролирана, като се ръководи бързото Анализът на данните позволява да се даде отговор за състава на стомана в продължение на няколко минути. Готовата стомана се излива в кофи. За температура на-Vyshen пламък газообразно гориво и въздух се загрява предварително в регенератора. Операционната принципа на регенератора е същата като на домейна на генератори и про-дането. Дюзата се загрява от регенератора димните газове от пещта, и, когато е достатъчно нагрява чрез регенератора в ранг-подава въздух на пещта. По това време, още топъл регенератор. За регулиране на топлинния режим на пещта е снабдена с автоматични средства.

Българските учени и черната металургия, разработени методи RMS-скорост-производство на стомана, повишаване на производителността на пещта. Представянето е отразено в редица пещ стомана полу-чай с един кв. М пещ за единица време.

Производството на стомана в електрон-tropechah. Използването на електро-изч енергия в производството на стомана позволява Dost тротоар по-високи температури и по-точно то регулира. В този, в електрически vyplav lyayut всички стомани, включително тези, съдържащи огнеупорни метали - волфрам, молибден и други легиращи елементи загуба в електрически полицаи по-малко, отколкото в други пещи .. Когато топене с кислород Leniye ускорено топене на заряд, и по-специално на въглероден окис в такса за течност Leniye, позволявайки кислород заявка е дори повече се подобри качеството на електротехническа стомана, тъй като по-малко останки разтворени газове и неметални включвания.

Индустрията използва два вида пещи: дъгови и индукционни. В пещи се получава след топлинна Следствие искрене между електродите и обвинението. Индукционната пещ се получава поради топлината индуцира в електрическия ток метал Rui.

Някои г-елементи са широко използвани за производство на структурни материали, главно под формата на сплави. Сплавта е смес (или разтвор) от метал с един или повече други елементи.

Сплави основен компонент от които е желязо, наречени стомани. Ние вече каза, че всички стомани са разделени на два типа: въглерод и сплав.

Бормашини, ножове, чукове, длета

Въглеродна стомана. Съдържание на въглерод в стоманата се превърне Секта-lyayutsya на нисковъглеродна, средно и високо-въглеродна стомана. Твърдостта на въглеродна стомана се увеличава с увеличаване на съдържанието на въглерод. Например, мека стомана е жилав и коване. Той се използва в случаите, когато механично напрежение не е от решаващо значение. Различни приложения на въглеродна стомана, са посочени в таблицата. Делът на въглеродна стомана до 90% от общото производство на стомана.

Легирани стомани. Тези стомани съдържат до 50% от един или повече примеси метали, обикновено алуминий, хром, кобалт, молибден, никел, титан, ванадий и воли-Fram.

Неръждаеми стомани съдържат като примеси, желязо на хром и никел. Тези примеси повишават твърдостта на стоманата и го правят устойчив на корозия. Последното свойство се дължи на формирането на тънък слой от хромов окис (III) върху повърхността на стоманата.

стомани инструменти са разделени на волфрам, и манган. Добавянето на тези метали увеличава твърдост, здравина и стабилност при високи температури (устойчивост на топлина) стават. Тези стомани се използват за сондиране, производство на режещи ръбове на метални работни инструменти и машинни части, които са подложени на голямо механично натоварване.

Силиконовата стомани се използват за производството на различни електрически: моторни, електрически генератори и трансформатори.