Производство чугуна и стали

Чугун
Производство чугуна – вынужденная промежуточная стадия производства стали.
А) Чугун – сплав железа, содержащий более 1,7% углерода, а также кремний, марганец, серу, фосфор
Б) Производство чугуна осуществляется в доменных печах.
В) Диск: Способы получения железа,
Криничный способ
Доменная печь (высота 60 м, диаметр 10 м, огнеупорный кирпич, стальная оболочка).

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ЦЕПЬ:

Загрузка в доменную печь: шихта (железная руда, кокс (С), флюсы - снижают температуру плавления пустой породы - известняк) попадает в доменную печь через засыпной аппарат, который состоит из 2-х воронок разного размера. Они опускаются и поднимаются по очереди для предупреждения попадания доменных газов в атмосферу. Они направляются в регенераторы.
Химизм процессов в домне: кокс сгорает С + О2 = СО2 углекислый газ поднимается вверх и соприкасается с раскаленным коксом:
СО2 + С = 2СО (восстановитель)
Начинается восстановление руды:
3 Fe2O3 + СО = 2 Fe3O4 + СО2
Fe3O4 + СО = 3 FeO+ СО2
FeO + СО = Fe + СО2

Железо при восстановлении получается твердым, постепенно оно опускается в более горячую часть печи (распар) и растворяет в себе углерод. Образуется чугун. Он плавится и спускается в нижнюю часть домны (горн), а шлаки (жидкие) собираются на его поверхности, т.к. они имеют меньшую плотность и предотвращают чугун от окисления. Чугун тяжелее шлаков в 2,5 раза. Чугун выпускают через летку 6 раз в сутки, а шлак – 18 раз. Летка – отверстие диаметром 5 см. Чугун содержит железо, углерод (придает хрупкость), фосфор (придает хладноломкость – ломкость при низких t°), серу (придает красноломкость – ломкость при высоких t°), марганец, кремний.

Производство стали
Способы производства:
А) мартеновский.
Достоинства:
- получают различные марки стали
- перерабатывают лом, руду, любой чугун
Недостатки:
- периодичность работы
- используется топливо
- долго варится сталь (6-8 часов)
Б) кислородно – конверторный (бессемеровский)
Достоинства:
- не используется топливо
- быстрая варка стали (30-40 мин)
- высокое качество стали
Недостатки:
- периодичность работы
- используется только жидкий чугун
- получают только углеродистую сталь
В) электропечи (дуговой метод)
Достоинства:
– варят разные стали
Недостатки:
– периодичность работы
Д) карбонильный метод
Fe + 5 СО = Fe (СО)5
Fe (СО)5 = Fe + 5 СО