Огнеупорные материалы и продукты металлургического производства

Основные понятия и структура металлургического производства

В МАШИНОСТРОЕНИИ

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ

Конспект лекций

для студентов заочной формы обучения

Набережные Челны, 2012 г.
РАЗДЕЛ 1. ОСНОВЫ МЕТАЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

1. МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЕ ПРОИЗВОДСТВО И ДОМЕННЫЙ ПРОЦЕСС

Металлургическое производство – это сложная система различных производств, базирующихся на месторождении руд, коксующихся углей и энергетических комплексах.

Металлургическое производство включает:

- шахты и карьеры, где добывают руду и каменный уголь;

- горно-обогатительные комбинаты, где обогащают руды и подготавливают их к плавке;

- коксохимические заводы, где осуществляют подготовку углей, их коксование и извлечение из них полезных химических продуктов;

- энергетические цеха, в которых получают сжатый воздух и кислород, а также очищают металлургические газы;

- доменные цеха, в которых выплавляют чугун и ферросплавы;

- сталеплавильные цеха - мартеновские, кислородно-конверторные, электросталеплавительные цеха, в которых выплавляют сталь;

- прочие вспомогательные цеха.

Исходными материалами металлургического производства являются руды, флюсы, топливо и огнеупорные материалы.

Рудой называют горную породу, из которой, при существующем уровне развития техники, целесообразно извлекать металл. Она состоит из минералов, содержащих металл, и пустой породы, т.е. различных примесей. Руды называют по одному или нескольким металлам, входящих в их состав (например, железные руды). Бедные руды, т.е. руды с малым процентным содержанием извлекаемого металла, обычно предварительно обогащают, т.е. удаляют из них часть пустой породы и получают рудный концентрат.

Флюсы – это материалы, загруженные в плавильную печь, для образования легкоплавкого соединения их с пустой породой руды и золой топлива. Такое легкоплавкое соединение называют шлаком.

Топливом в металлургическом производстве является кокс, природный газ, мазут и доменный газ. Кокс получают из коксующихся сортов угля путём сухой перегонки, т.е. нагрева угля до 1000 ºС без доступа воздуха.

Огнеупорные материалы – это материалы, которые используют для изготовления внутреннего облицовочного слоя металлургических печей и ковшей для расплавленного металла. Такой облицовочный защитный слой называют футеровкой. Огнеупоры способны противостоять высоким температурам расплавленного металла, а также химическому воздействию шлака и печных газов.

По химическим свойствам огнеупоры делятся на кислые, основные и нейтральные.

Кислые огнеупоры (динас, кварцит) состоят в основном из SiO₂. Например, динасовый кирпич состоит на 93-97% из SiO₂. Огнеупорность их составляет 1680-1730 ºС. Они разъедаются основными шлакам, но весьма стойки к кислым шлакам.

Основные огнеупоры (магнезит, доломит) содержат окиси Mg и Ca. Например, магнезитовый кирпич содержит 93% MgO и 3% CaO. Его огнеупорность составляет 2300-2500 ºС. Доломит – горная порода, состоящая в основном из MgCO₃ и CaCO₃ . Огнеупор из доломита выдерживает 1750-2000ºС. Основные огнеупоры разъедаются кислыми шлаками, но устойчивы по отношению к основным шлакам.

Нейтральные огнеупоры (шамот, хромомагнезит) состоят в основном из Al₂O₃. Огнеупорность шамотного кирпича составляет 1600-1770 ºС. Также в качестве нейтрального огнеупора используется углеродный кирпич.

Применение того или иного огнеупора определяется химическими свойствами шлака, что в свою очередь зависит от используемого метода плавки.

Продуктами металлургического производства являются:

· Передельные чугуны, предназначенные для передела в сталь.

· Литейные чугуны, которые используются для изготовления чугунных отливок.

· Ферросплавы – это чугуны с повышенным содержанием тех или иных металлов (Mn, Si, Mg, Ti и др.). Они используются для выплавки легированных сталей, а также для раскисления углеродистых сталей.

· Стальные слитки, предназначенные для прокатки, ковки и т.д.

· Слитки цветных металлов и сплавов для производства сортового проката и отливок.

· Лигатуры - сплавы цветных металлов с легирующими элементами, служащие для получения легированных сталей.

· Слитки чистых и особо чистых цветных металлов, используемые для приборостроения и в электронной технике.

Дата добавления: 2014-01-20