Материалы, применяемые в доменном производстве

Чугуном называется сплав железа с углеродом, содержащий от 2 до 6, 67% углерода. Наибольшее применение имеют чугуны с содержанием углерода от 2, 8 до 3, 5%. Получают чугун в доменных печах металлургических заводов, основным технологическим агрегатом которых является высокая шахтная печь, называемая домной.

Исходными материалами для доменного производства являются: железные и марганцевые руды (соединение железа, марганца и других элементов); топливо, флюсы.

Промышленной рудой называют горную породу, из которой при данном уровне техники целесообразно извлекать металлы или их соединения.

Лишь немногие металлы встречаются в природе в чистом виде. Большинство их добывается из руд, в состав которых входят минералы, содержащие металл или его соединения, и пустая порода, в состав которой входят различные примеси. Пустая порода состоит в основном из кремнезема 8Ю₂, глинозема А1₂О₃, извести СаО, известняка СаСО. Получение металлов из руд сводится к выделению их из этих соединений и освобождению от пустой породы.

Руды, как правило, называют по одному или нескольким металлам, которые в них содержатся, например, железные, марганцевые, хромовые, комплексные.

Железные руды содержат железо в виде соединений, к ним относятся: магнитный железняк, содержит магнитную окись железа Ре₃О₄ (55-60% Ре); красный железняк, содержит Ре₂О₃ (55-60% Ре); бурый железняк, содержит гидраты окислов железа 2Ре₂Оз * ЗН₂О и Ре2О₃*Н₂О (37-55% Ре); шпатовый железняк, содержит РеСО₃ (30-40% Ре). В зависимости от содержания добываемого материала руды бывают богатые (45-50% и более Ре) и бедные, их специально обрабатывают- обогащают.

Флюсы. Флюсом называется материал, загружаемый в плавильную печь для образования легкоплавкого соединения с пустой породой руды, концентрата, золой топлива. Это соединение называется шлаком. Обычно шлак имеет меньшую плотность, чем металл, и поэтому он всплывает на поверхность, откуда сливается. При плавке чугуна в доменных печах в качестве флюса используют известняк СаСОз, доломитизированный известняк, содержащий СаСОз и М§СО₃.

Топливо. В качестве топлива в доменном процессе используется главным

образом твердое топливо каменйоугольный кокс (в мировом производстве

чугуна более 99%). Он не только источник тепла, содержащийся в нем углерод

(80-90%) является активным восстановителем в химических реакциях, протекающих при выплавке чугуна. Кокс должен быть более близким к чистому углероду, кусковатым, обладать достаточной механической прочностью и пористостью для обеспечения хорошего проникновения воздуха и газов через слой плавильных материалов. Кроме того, кокс должен содержать минимальное количество вредных примесей, особенно серы и фосфора. При доменной плавке часть кокса заменяют природным газом, мазутом или пылевидным топливом.