Металлургическое производство

1. Металлургическое производство

2. Выплавка железа в 4-6 в.в. до н.э.

3. Схема современного металлургического производства

4. Руда

Руда состоит из:
горная порода – МеnOm
пустая порода – SiO2, Al2O3,CaO
Руды бывают:
бедные и богатые,
однокомпонентные и полиметаллические
- Железо 50-60%
- Медь 3-5%
- Молибден 0,005-0,02%
Железные руды:
- магнитный железняк Fе3O4 (магнетит)
50-70%
- красный железняк Fе2O3 (гематит)
45-60%
- бурый железняк Fе2O3 H2O
30-50%
Топливо и флюсы
• Топливо:
- Кокс (80-88% С, 8-10% золы,
0,5-1,8% S, 0,02-0,2%P) – 25-60
мм
- Природный газ (90-98% СnНm,
1% N)
- Мазут (84-88% С, 10-12% Н2)
• Флюсы:
- Кислые (SiO2, Р2O5,)
- Основные (СаО, MgO, FeO,
СаСО3)
ОГНЕУПОРНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
-Кислые
-Полукислые
-Основные
-Нейтральные

5. Подготовка руды

• Дробление
• Грохочение
- 10-80 мм
- 5-10 мм
- 0,1 мм
• Сортировка
• Обогащение:
- концентрат (60% Fe)
- хвост (менее 10%)
• Окускование:
- Агломерация
(40-50% руды, 15-20% известняка, 20-30%
агломерат, 4-6% кокс, 6-8% влага)
- Окатывание
(концентрат, известняк, влага)
1- решетка, 2 – постель, 3 –
шихта, 4 – зона горения, 5 агломерат

6. Доменный процесс

7. Современное доменное производство

8. Основные реакции доменного процесса

Fe2O3 → Fe3O4 → FeO → Fe → Fe-C
Источники СО:
1. Шахта (до 5000С): СО
1. 2Ств+О2=2СО
2. Распар (500-8000С):
3Fe2O3+CO=2Fe3O4+CO2+Q
2. Н2О+С=СО+Н2
3. СаСО3=СаО+СО2
СО2+С=2СО
3. Заплечики (900-11000С):
Fe3O4+CO=3FeO+CO2+Q
FeO+CO=Feтв+CO2+Q
4. MnO+C=Mn+CO
4. Горн (1200-14000С):
3Fe+2CO=Fe3C+CO2

9. Доменная печь

1 – корпус и
футеровка печи
2 – большой конус
3 – приемный конус
4 – малый конус
5 – распределитель
шихты
6 – воронка
большого конуса
7 – наклонный мост
8 – скип
9 – воздушная
фурма
10 – чугунная летка
11 – шлаковая
летка

10. Схема доменного процесса

11. Производство стали

12. Основные реакции при производстве стали

Чугун
С=3,0-4,4%,
Si до 1,4%
Mn до1,5%,
S до 0,07%, P до 0,3%
Сталь
С=0,15-1,5%
Si 0,3%
Mn до 0,6%
S, Р до 0,035%

13. Процесс конвертерной выплавки стали

Исходные материалы: Передельный чугун, стальной лом
Флюсы: известь, железная руда, плавиковый шпат
Ферросплавы
а – завалка лома (3 мин.),
б – заливка чугуна (5 мин.), засыпка извести (1 мин.),
в – продувка кислородом ( 15 - 16 мин., 2 – 8 мин.),
г – выпуск стали ( 5 мин.) , д – слив шлака (8 мин и 3 мин.)

14. Виды конвертеров

1 – опорная станина
2 – механизм поворота
3 – корпус
4 – футеровка
5 – сталевыпускное отверстие
6 – отверстие для слива шлака

15. Внешний вид конвертера

16. Мартеновский процесс (1880 г)

Виды процесса
Скрап-процесс: 55-75% стальной лом,
25-45% передельный чугун
Скрап-рудный процесс: 55-75% жидкий
чугун, 25-45% стальной лом и руда
Дополнительно: известь, природный
газ, мазут, доменный газ, ферросплавы

17. Схема мартеновской печи

1 — рабочее
пространство;
2 — свод; 3 — подина;
4 — сталевыпускное
отверстие;
5 — отверстие для спуска
шлака;
6 — завалочные окна;
7 — передняя стенка;
8 — задняя стенка;
9 — головки;
10 — вертикальные
каналы;
11 — шлаковик;
12 — регенераторы:
13 — насадка
регенераторов;
14 — борова;
15 — рабочая площадка.

18. Получение стали в электрических печах

Исходные материалы
• Стальной лом (до 90%)
• Передельный чугун (до 10%)
• Кокс
• Известь (2-3%)
• Ферросплавы
Тигельная печь
Канальная печь
1 — индуктор;
2 — расплавленный металл;
3 — тигель;
4 — магнитный сердечник;
5 — подовый камень с каналом тепловыделения.

19. Электродуговая печь

1 – выпускной желоб
2 – загрузочная дверь
3 – свод
4 – электроды
5 – опорные ролики
6 – металл
7 - электродвигатель

20. Электродуговая печь емкостью 120 МТ

21. Электрошлаковый переплав

1 – электрод
2 – кристаллизатор
3 – поддон
4 – расплавленный
шлак
5 – жидкий металл
6 – слиток
7 - трансформатор

22. Установка для вакуумного переплава

1 -корпус печи, 2 - водоохлаждаемый шток
3 - расходуемый электрод , 4 - жидкий металл, 5 – дуга, 6
- медная водоохлаждаемая изложница, 7 - слиток
8 – затравка (анод)
Давление 0,00133 кПа.

23. Разливка стали

Разливка стали в изложницы:
а – сверху; б – снизу (сифоном)
1 – ковш, 2 - жидкая сталь, 3 - центровой литник, 4
-футерованные трубки, 5 – изложницы, 6- поддон,
7 – соединительные каналы
1 - жидкая сталь, 2промежуточное разливочное
устройство, 3 - кристаллизатор
(водо-охлаждаемая изложница без
дна), 4 – брызгалы, , 5 - слиток, 6 –
подающие ролики, 7 -резак