Разработка сквозной технологии производства пружин
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
е руды. К ним относят горные породы, содержащие железо в таком количестве, при котором выплавка становится экономически выгодной. Железная руда состоит из рудного вещества и пустой породы. Рудным веществом чаще всего являются окислы, силикаты и карбонаты железа. А пустая порода обычно состоит из кварцита или песчаника с примесью глинистых веществ и реже - из доломита или известняка.
В зависимости от рудного вещества железные руды бывают богатыми, которых используют непосредственно, и бедными, которых подвергают обогащению.
В доменном производстве применяют разные железные руды.
Красный железняк (гематит) содержит железо в виде безводной окиси железа. Она имеет разную окраску( от темно-красной до темно-серой). Руда содержит много железа(45-65 %) и мало вредных примесей. Восстановим ость железа из руды хорошая. Бурый железняк содержит железо в виде водных окислов. В нем содержится 25- 50% железа. Окраска меняется от желтой до буро-желтой. Пустая порода железняка глинистая иногда кремнисто-глиноземистая.
Магнитный железняк содержит 40-70% железа в виде закиси-окиси железа.
руда обладает хорошо выраженными магнитными свойствами, имеет темно-серый или черный с различными оттенками цвет. Пустая порода руды кремнеземистая с примесями других окислов. Железо из магнитного железняка восстанавливается труднее, чем из других руд.
Шпатовый железняк (сидерит) содержит железо в виде углекислой соли. В этом железняке содержится 30-37 % железа. Сидерит имеет желтовато-белый и грязно-серый цвет. Он легко окисляется и переходит в бурый железняк. Из всех железных руд он обладает наиболее высокой восстановимостью.
Марганцевые руды содержат 25-45% марганца в виде различных окислов марганца. Их добавляют в шихту для повышения в чугуне количества марганца3.1
4.1.1 Конструкция доменной печи
Доменная печь является непрерывно работающим плавильным агрегатом шахтного типа. Сверху в нее загружают железорудные материалы (полученная на горно-рудном этапе шихта), кокс и отводят образующиеся газы, а снизу через фурмы подают горячий воздух и через летки выпускают жидкие продукты плавки - чугун и шлак. Внутренний объем печи, ограниченный огнеупорной кирпичной кладкой (футеровкой), называемый полезным объемом. Наиболее крупные доменные печи имеют полезный объем более 5000 , и их производительность достигает 12000т чугуна в сутки, т.е. ежеминутно выплавляется около 9 т чугуна. Внутреннее очертание вертикального разреза рабочего пространства печи называют ее профилем, в котором различают колошник, шахту, распар, заплечики и горн (рисунок 4.1). Профиль выбирают таким, чтобы в печи происходило равномерное опускание загруженных материалов и равномерное распределение по горизонтальному сечению печи поднимающихся снизу газов.
Рисунок 5.1. Вертикальный разрез доменной печи:
- фундамент, 2 - воздушное охлаждение низа лещади, 3 - лещадь, 4 - горн, 5 - заплечики, 6 - распар,7 - шахта, 8 - колошник.
Ниже колошника расположена шахта, расширение которой книзу позволяет материалам свободно опускаться вниз. Заплечики имеют сужающуюся книзу конусообразную форму, обусловленную тем, что в них происходит уменьшение объёма материалов в связи с образованием жидких продуктов плавки и выгоранием кокса. Между шахтой и заплечиками находится наиболее широкая цилиндрическая часть - распар. Над фундаментом печи расположена лещадь. Нижнюю часть лещади выкладывают из графитированных углеродистых блоков, наружную - из углеродистых блоков, а центральную из высокоглинозёмистого кирпича. Нижняя часть горна от лещади до леток служит для накопления чугуна шлака. В горне расположены летки для выпуски чугуна и шлака.
Распар и шахту выкладывают из шамотного кирпича; снаружи устраивают холодильники для отвода тепла от кладки и продления срока её службы. Колошник, располагаемый в верхней части шахты, изготавливают из стальных плит. Колошниковое устройство представляет собой систему механизмов, предназначенных для загрузки в печь шихты, отвода из неё газов и проведения монтажных работ. Материал подают на колошник при помощи двух тележек - скипов, движущихся по наклонному мосту.
4.1.2 Доменный процесс
В доменной печи загружаемые шихтовые материалы в результате протекания механических, физических и физико-химических процессов постепенно превращаются в чугун, шлак и доменный газ. Задача доменного процесса заключается в восстановлении оксидов железа, что обеспечивается непрерывным встречным движением шихты (вниз) и газов (вверх) и взаимодействием опускающихся шихтовых материалов и восходящего потока газов, образующихся при горении кокса в горне.
Длительность пребывания каждой опускающейся порции материалов в доменной печи составляет 4-6 ч. Образующиеся при сгорании кокса у фурм газы движутся вверх с большой скоростью навстречу твердым материалам по всему сечению печи, причем длительность пребывания образующегося газа в доменной печи составляет 1-3 с. За это время газ нагревает шихтовые материалы и восстанавливает оксиды металлов.
В процессе нагревания опускающихся материалов из них удаляется влага, происходит разложение карбонатов, а оксиды железа под действием восстановительных газов СО, Н2 и твердого углерода кокса постепенно превращаются в железо по схеме: Fe203->Fe304->Fe0->Fe.
Металлическое железо еще в твердом состоянии начинает науглероживаться, в результате чего снижается его температура плавления. Восстановление железа заканчи