- •Міністерство освіти і науки україни
- •1.1. Поняття про технологію
- •1.2. Галузі промисловості та їх класифікація
- •1.3. Поняття про виробничий і технологічний процеси
- •1.4. Економічна оцінка технологічного процесу
- •1.5. Типи виробництв та їх основні технологічні ознаки
- •1.6.1. Визначення сировини та її класифікація
- •1.6.2. Збагачення сировини
- •Сепаратора
- •1.6.3. Якість сировини і сучасні технологічні процеси
- •1.6.4. Види і основні характеристики палива
- •1.6.5. Основні джерела і характеристики води
- •1.6.6. Класифікація вод
- •1.6.7. Очищення і знешкодження води
- •1.6.8. Повітря у технологічних процесах
- •2.1. Система технологій теплових електростанцій
- •2.2. Система технологій аес і проблеми радіаційного захисту
- •2.3. Біохімічні джерела енергії
- •2.4. Екологічно чисті нетрадиційні системи
- •2.5. Сонячні електростанції
- •2.6. Геотермальні електростанції
- •3.1. Визначення видобувної промисловості
- •3.2. Різновиди природних ресурсів і способи експлуатації
- •3.3. Видобувні підприємства та їхні відмінні риси
- •3.4. Технологічний і життєвий цикли
- •3.5. Гірничогеологічні умови розробки
- •3.6.1. Викопне вугілля, його марки і властивості
- •3.6.2. Засоби видобутку вугілля
- •3.6.3. Технологія очисних робіт
- •3.6.4. Комплексна механізація видобутку вугілля
- •3.7.1. Особливості нафти та її використання
- •3.7.2. Умови залягання нафти і буріння свердловин
- •3.7.3. Підняття нафти на поверхню
- •3.7.4. Технологія видобутку газу
- •4.1. Виробництво чавуну
- •4.1.1. Поняття про металургійний завод і комбінат
- •4.1.2. Вихідні матеріали для виплавки чавуну
- •4.1.3. Технологія виплавки чавуну
- •4.1.4. Продукція доменного виробництва
- •4.1.5.Основні напрямки удосконалення доменного виробництва
- •4.2. Виробництво сталі
- •Заліковий модуль 2. Технології ведучих галузей народного господарства
- •5.1. Технологія ливарного виробництва
- •5.2. Обробка металів тиском
- •5.3. Обробка металів різанням
- •5.4. Маловідхідні фізико-хімічні методи обробки металів
- •6.1. Коксохімічне виробництво
- •Вихід продуктів із 1 т шихти, %, на Авдіївському коксохімічному заводі
- •6.2. Переробка нафти
- •7.1. Властивості будівельних матеріалів
- •7.1.1. Виробництво цементу і його різновиди
- •7.1.2. Виробництво гіпсу і вапна
- •7.2. Технологія будівництва. Класифікація будинків і споруд та їхніх елементів
- •7.3. Загальні принципи організації будівництва
- •7.3.1. Сучасні методи виконання основних
- •8.1. Технологія виробництва цукру і муки
- •8.2. Виробництво кефіру і рослинних масел
- •8.3. Технологія виробництва рослинної олії
- •9.1. Поняття науки
- •9.2. Національна академія наук (нан) України
- •9.3. Наукові ступені, вчені й академічні звання
- •9.4. Типова структура науково-дослідного
- •9.5. Технологія наукових досліджень
- •Література
- •Література 88
4.1. Виробництво чавуну
4.1.1. Поняття про металургійний завод і комбінат
Чорна металургія – це галузь важкої промисловості, що складається з ряду взаємозалежних підгалузей: видобуток, підготовка залізорудної сировини, безпосередньо металургійне виробництво (доменне, сталеплавильне, прокатне, ферросплавне), трубне, метизне, коксохімічне, виробництво, виробництво вогнетривів і ряд інших підгалузей.
Чавун, сталеві зливки, прокат (рейки, балки, швелери, кутки, труби, плити, листова і рулонна сталь, сталеві канати, дріт), метизи – ось стислий перелік продукції металургійного виробництва.
Сучасний металургійний завод – складне розгалужене господарство з великою концентрацією виробництва. Його основна продукція – чавун, металеві сплави. Металургійний комбінат працює за повним замкнутим циклом, тобто має у своєму складі усі види металургійного виробництва, включаючи прокатне. Його виробнича потужність – від 6 до 15 млн тонн сталі на рік. У той же час існують заводи неповного металургійного циклу, у складі яких відсутні цехи підготовки рудної шихти, доменні цехи (наприклад, московські заводи “Серп і молот”, “Електросталь”, а в Україні – “Істіл” (м. Донецьк)).
4.1.2. Вихідні матеріали для виплавки чавуну
Вихідними матеріалами для виробництва чавуну є руди, паливо і флюси. Основним видом сировини служать залізні руди, що містять хімічні сполуки заліза з киснем і порожні породи з глинозему (Al2O3), оксидів кальцію і магнію (СаО, MgО) та ін.
Цінність залізної руди визначається вмістом у ній заліза. Наявність шкідливих домішок (сірки, фосфору й ін.) обумовлює погіршення якості одержуваного чавуну і необхідність додаткових витрат на їхнє видалення.
Джерелом тепла для розплавлювання руди служить паливо – кокс, який одержують із коксівного вугілля шляхом його нагрівання в спеціальних печах до 1000-1100ºС без доступу повітря. Кокс також бере участь у хімічних реакціях виробництва чавуну.
У число сирих матеріалів при виплавці чавуну входять флюси – мінеральні речовини, що додаються в шихту для зниження температури плавлення порожньої породи і видалення у виді шлаку непотрібних компонентів (золи, сірки, порожньої породи).
Руда, паливо і флюси, взяті у визначених дозах (за масою), називаються шихтою.
4.1.3. Технологія виплавки чавуну
Доменна піч (рис. 4.1) являє собою шахтну піч круглого перетину, укладену в металевий суцільнозварний корпус товщиною 25-30 мм у верхній і 35-50 мм у нижній частині. Зсередини піч обкладена (футерована) вогнетривкою цеглою.
Сучасна доменна піч складається з колошника, шахти, розпару, заплічників і горна. У верхній частині печі на колошнику встановлений засипний апарат 1, що служить для засипання шихтових матеріалів, і газовідводні труби 2, через які відводиться доменний газ.
Нижня частина – горн має циліндричну форму. У верхній частині горна розташовані фурми 3, через які в піч подаються підігріте до 1000-1200ºС повітря і природний газ. Нижня частина горна, в якому збирається чавун і шлак, називають лещаддю. Вище неї розташований ливник 5 для випускання чавуну, а на висоті 3-3,5 м – шлаковий ливник 4. Обидва ливники забиваються вогнетривкою масою, а перед випусканням чавуну пробиваються.
Сутність доменного процесу полягає у відновленні оксидів заліза, яке забезпечується безупинною взаємодією шихтових матеріалів, що опускаються, і висхідного потоку пальних газів, що утворюються при горінні коксу в горні.
При нагріванні шихти відбувається видалення вологи і розкладання карбонатів, а оксиди заліза під дією газів СО, Н2 і твердого вуглецю коксу поступово перетворюються в залізо за схемою F2O3 F3O4 FeO Fe.
Основний і найважливіший процес у горні доменної печі – спалювання вуглецю коксу. У результаті горіння коксу виділяється необхідне для процесу тепло, утворюються відновні гази і звільняється об’єм, що сприяє руху шихти згори вниз. У доменній печі залізо відновлюється майже цілком. Постійно контактуючи з доменним газом і розпеченим коксом, губчате залізо, відновлене зі шматків агломерату, окатишів або руди, поступово насичується вуглецем. При 1135ºС у залізі може розчинятися 4,3% вуглецю.
Навуглецювання заліза, тобто насичення його вуглецем, в основному, відбувається в зоні заплічників печі. Тут утворюються краплі сплаву FeС, що цівками стікають у горн печі. При русі вниз рідкий метал стикається зі шматками розпеченого коксу, відбувається розчинення вуглецю в залізі, концентрація вуглецю підвищується до 3,5-4,5%. Крім вуглецю в розплав заліза переходять частково відновлені кремній, марганець, фосфор і сірка. Цей багатокомпонентний сплав заліза називають чавуном. Залежно від складу шихти в чавуні можуть бути також хром, нікель, ванадій, титан, мідь і миш’як.
Випускання продуктів плавки здійснюється роздільно: чавуну – через кожні 1,5-2 години, шлаку – через 1 годину. Чавун випускається в чавуновозні ковші й транспортується для розливу в чушки або для подальшої переробки в сталеплавильні цехи. Доменна піч працює безупинно протягом 10-12 років, після чого піддається капітальному ремонту.