Краткие сведения о производстве чугуна

Тема урока:
Краткие сведения о производстве чугуна.
Цель урока:
Познакомиться с производством чугуна. Разобраться как влияют компоненты на свойства чугуна

Чугун – сплав железа с углеродом, с процентным содержанием углерода от 2,14 до 6,67 %
чугуны

Чугун получают из железной руды с помощью топлива и флюсов
Шихта –сырье для производства чугуна
Железная руда (обогащенная)
Марганцевая руда – марганец нейтрализует вредное воздействие серы и фосфора переводя их в шлак.
FeP + Mn →MnP + Fe
FeS + Mn →MnS + Fe
Кокс – спеченный без доступа воздуха уголь, служит как топливо.
Известняк – служит для формирования шлака.
Воздух обогащенный кислородом и нагретый до 1000 ºС.
легкие, тугоплавкие

Продукты доменной печи
1. Чугун по назначению делится на три группы: передельный, литейный и ферросплавы. Из всей выплавки более 80% составляют передельные чугуны, которые переплавляются в сталь, и около 20% приходится на долю литейных чугунов и ферросплавов. Из литей-ного чугуна отливают фасонные детали, а ферросплавы используют в качестве добавок (раскислителей) при выплавке стали.
2. Шлак — побочный продукт, он является очень дешевым строительным материалом высокого качества и идет на изготовление цемента, бетона, кирпича, на грунтовку дорог. Количество получаемого при плавке шлака очень велико (примерно 60% веса выплавляемого чугуна). Если шлак в жидком виде продуть паром или воздухом, получится шлаковая вата, являющаяся хорошим изолятором.
3. Колошниковый газ — также важный побочный продукт. Это высококалорийное топливо. При сжигании 1 т кокса получается около 4000 м3 газа. Очищенный газ используют для нагрева воздухонагревателей и мартеновских печей, для обогрева коксовых батарей, паровых котлов и т. д.

Производство чугуна
Чугун получают в доменных печах.
Доменные печи выложены огнеупорным кирпичом и сверху покрыты стальным кожухом.
Высота печи достигает 30 - 100 метров.

Доменная печь состоит из пяти основных частей:
1. Колошник
2. Шахта
3. Распар
4. Заплечики
5. Горн

В калашник подаются сырые материалы ( руда, кокс, флюсы).
В шахте происходит высушивание руд и восстановление железа.
В распаре начинается плавление металла и образование шлака.
В заплечиках образуется чугун и шлак.
В горне находится устройство для вдувания воздуха (фурмы).
В нижней части горна расположены летки для выпуска шлака и летки для выпуска чугуна.

Доменный процесс
Получение чугуна сложный химический процесс. Он состоит из трех стадий:
1. Восстановление железа из окислов
2. Превращение железа в чугун
3. Шлакообразование
Восстановление железа из руды идет по следующей схеме:
Fe2O3 → Fe3O4 → FeO → Fe

ПРОВЕРКА УСВОЕНИЯ
Дайте определение чугуну.
2. Какие продукты доменной печи вы знаете?
3. Перечислите основные части доменной печи.
4. Из каких стадий состоит доменный процесс?
5. Напишите схему восстановления железа.