Топливо и огнеупорные материалы металлургического производства.

В металлургическом производстве много процессов происходит с применением тепла, которое выделяется при горении топлива – твердого, жидкого или газообразного. В доменном производстве применяют каменноугольный кокс. При производстве стали применяют газообразное топливо (доменный, коксовый, генераторный и природный газы) и жидкое топливо – мазут.

Огнеупорные материалы применяют для футеровки плавильных печей, а также другого оборудования, которое подвергается воздействию высоких температур. Эти материалы должны обладать высокой огнестойкостью, достаточной механической и термической стойкостью, а также стойкостью к химическим воздействиям расплавленного металла и шлака. По химическим свойствам огнеупорные материалы делятся на кислые, основные и нейтральные.

Кислые огнеупоры содержат не менее 90% кремнезема SiO₂. К ним относятся огнеупоры из природных кварцевых материалов – динасы. Их огнестойкость достигает 1730⁰С.

Основные огнеупоры состоят из оксида магния MgO и оксида кальция CaO. К ним относят магнезит и доломит, огнестойкость которых достигает 2000⁰С.

Нейтральные огнеупоры содержат глинозем Al₂O₃. Это шамот, который состоит из глинозема и кремнезема. Огнестойкость достигает 1600...2000⁰С.

Огнеупоры подбирают по химическому составу пустой породы или шлаков.

Производство чугуна.

Технология получения чугуна состоит из подготовки руд к плавке и доменного процесса. Чугун получают в доменных печах восстановлением из руды железа с постепенным насыщением его углеродом и другими элементами. Материалами для выплавки чугуна служат руды, топливо и флюсы.

Материалы для выплавки чугуна.

Руды.

Железная руда состоит из природных химических соединений железа и пустой породы. Пустая порода состоит из глинозема, известняка CaCO₃, доломита MgCО₃. Железные руды содержат и небольшое количество вредных примесей – серные и фосфорные соединения.

Железные руды делятся на богатые, которые содержат 45...70% железа, и бедные.

В доменном производстве используют такие руды:

1) Магнитный железняк, который содержит 50...70% железа в виде оксида Fe₃O₄. Пустая порода – кварцит.

2) Красный железняк содержит до 65% железа в виде Fe₂O₃. Добывают в Кривом Рогу. Также имеет название гематит.

3) Бурый железняк (или лимонит) содержит до 60% железа в виде водных оксидов 2Fe₂O₃*3H₂O. Добывают на Керченском полуострове. Содержит вредные примеси в виде фосфора, а также мышьяка.

4) Комплексные руды содержат, кроме железа, другие металлы (хром, никель, ванадий), которые восстанавливаются при доменном плавлении и улучшают свойства чугуна.

5) Марганцевые руды состоят из окислов марганца и пустой породы. Содержат до 60% марганца и применяются для повышения количества марганца в чугунах.

Топливо.

В доменной печи топливо осуществляет две функции:

1. Выделяет большое количество тепла при сгорании.

2. Углерод топлива непосредственно принимает участие в реакциях восстановления железа.

При выплавке чугуна в доменном производстве применяют в основном кокс, а также природный газ.

Флюсы.

Предназначены для сплавления пустой породы с золой топлива и последующего их удаления в виде шлака. Применяют известняк или доломитизированный известняк CaCO₃*MgCO₃.