Сырье для чугуна - краткий обзор


Чугун — один из основных продуктов черной металлургии, не будет преувеличением заявление, что от количества выплавленного чугуна зависит стабильность и экономическая эффективность различных отраслей промышленности, начиная от машиностроения, заканчивая сельским хозяйством.

 

сырье для чугуна

 

Основное сырье для чугуна — это железная руда, которая состоит из соединений железа и, так называемой пустой породы. Кроме этого, технология получения чугуна требует применения  дополнительных компонентов. Обо всех, требующихся при выплавке материалах, и поговорим.

 

Компоненты, необходимые для получения чугуна.

Итак, чугун является химически сложным веществом, поэтому при его выплавке используют различные компоненты, каждый из которых выполняет свою определенную функцию.

 

сырье для чугуна

 

В среднем, для производства 1 тонны металла необходимо около 3 тонн (в зависимости от содержания железа) руды, 1,1 тонны кокса, 20 тонн воды, плюс различное количество флюса.

  • Основа чугуна — металлическая руда, состоит из различных соединений железа, а также пустых пород. Процентное содержание Fe в руде отличается в зависимости от типа материала, и варьируется от 30 до 70%.
  • Флюсы, другое название плавни. Разнообразные породы, добавляемые в руду при плавке. Основной задачей является снижение температурного параметра плавления руды, которое обеспечивает более эффективный вывод шлака. В зависимости от типа пустых пород, применяются разные виды флюсов.

 

сырье для чугуна

 

  • Процесс выплавки чугуна требует большого количества тепловой энергии, причем температура горения топлива должна соответствовать условиям плавки. В качестве топлива в металлургии в основном применяют коксующиеся угли, термоантрацит, природный газ. 

 

Свойства этих компонентов, для более полного понимания процесса плавки, рассмотрим подробней.

 

Железная руда — разновидности и свойства.

В природе существует большое разнообразие железных руд, но во многих из них содержание металла очень низкое, что делает нерентабельной ее переплавку. Кроме основных компонентов в состав руды входят и другие примеси, которые могут быть как полезными, так и вредными, ухудшающими свойства получаемого металла. К нежелательным примесям можно отнести примеси серы, которая имеется в руде в виде сульфида. Сера придает выплавленному металлу так называемую красноломкость, хрупкость при прокатке или ковке. Содержание серы в руде не должно превышать 0,15%.  Негативное действие оказывает и фосфор, встречающийся в виде фосфатов, его превышенное содержание вызывает хладноломкость (хрупкость в нормальных условиях). Другие примеси оказывают в основном положительное влияние на получаемый металл, но при плавке стоит учитывать их содержание в руде, для того, чтобы получить требуемые качества чугуна. К таким примесям относят ванадий, титан, медь, марганец, хром. В металлургии применяют следующие виды железных руд:

  • Магнитный железняк — основное сырье для чугуна, содержание железа достигает 60%, наличие нежелательных примесей минимально. Обладает значительными магнитными свойствами.

 

сырье для чугуна

 

  • Красный железняк (гематит), содержит безводную окись  железа, которой имеется в руде до 66%, фосфор и сера присутствуют в небольших количествах.
  • Бурый железняк, руда, содержащая до 55% железа, отличается большим количеством нежелательных примесей.

 

сырье для чугуна

 

  • Шпатовый железняк, содержит всего около 40% солей железа, что делает его применение ограниченным.
  • Также применяются в производстве ферромарганца и зеркального чугуна марганцевые руды.

 

Флюсы, применяемые при плавке чугуна.

Выбор флюса зависит от особенностей состава пустых пород руды, различают основные и кислые флюсы.

  • В качестве основного флюса выступают породы содержащие кальциты и магнезиты. Применяются при плавке руды, пустые породы которой в основном составляют глиноземы и кремнеземы.
  • Для руд, пустая порода в которых состоит из известняка, применяют кислый флюс, состоящий из кремнеземистой породы.

 

 Флюс, который вводится в шихту, связывает пустую породу, образуя с ней сплав, и выводится в качестве шлаков. Количество шлака достигает 80% от объема полученного чугуна.

 

Топливо, применяемое при производстве чугуна.

В роли основных видов топлива применяются природный газ и коксующийся уголь. Уголь при этом подвергается предварительной переработки для получения кокса. Это достигается путем его нагрева в безвоздушной среде до температуры, достигающей в среднем 1000 градусов, это обеспечивает испарение всех летучих соединений, и делает получившийся кокс одним из лучших топливных материалов для плавки чугуна. Удельная теплота сгорания, как кокса, так и природного газа создает оптимальные для металлургии условия производства металла. Правда значительное удорожание газа негативно сказывается на металлургическом комплексе.

 

сырье для чугуна

 

Для производства высококачественного чугуна необходимо применение достаточно большого количества природных ресурсов. Поэтому и с экономической, и с экологической точки зрения, выгодным вариантом получения металла является вторичная переплавка металлолома.

Читайте также:

Цветная металлургия в России характеризуется тем, что развитие ее основано исключительно на той сырьевой базе, которая добывается на территории нашей страны. Руды цветных металлов, залежи которых обнаружены в России, имеют ряд характерных особенностей, исходя из которых и выстраивается схема размещения промышленных предприятий, занимающихся цветной металлургией.

В статье мы расскажем вам о сырье для черной металлургии: какие именно материалы имеют значение для данной отрасли, каково их распределение среди крупнейших металлургических стран, остановимся и на других вопросах, касающихся сырьевой базы черной металлургии.

Черная металлургия использует для получения черных металлов железную руду, которая на конечном этапе производства должна превратиться в сталь или чугун. О видах железной руды и об основных стадиях производства стали пойдет речь в данной статье.

Рекомендовано: