ТЕМА 2. ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ЧУГУНА Дисциплина «Современные технологии» ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ. ТЕХНОЛОГИЯ ПРОИЗВОДСТВА ЧУГУНА 1. Основные понятия в черной металлургии. Структура и типы металлургических предприятий 2. Сырые материалы и подготовка их к доменной плавке 2.1 Топливо доменной плавки 2.2 Руды и флюсы доменной плавки 2.3 Подготовка руд к плавке 2.4 Окуксование руд 2. Доменный процесс. Общая схема и сущность доменного процесса Распределение и движение газов и шихты в доменной печи Восстановление оксидов металлов Образование чугуна и шлака Методы интенсификации доменного процесса Продукты доменной плавки 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ В ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ. СТРУКТУРА И ТИПЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ Дисциплина «Современные технологии» ОСОБЕННОСТИ ЧЕРНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ По происхождению предметов труда отрасли промышленности делятся на добывающие (топливо, руды, нерудное сырье и т.д.) и обрабатывающие, использующие в качестве сырья продукцию добывающих отраслей. Специфической особенностью черной и цветной металлургии является наличие в их составе предприятий как добывающей, так и обрабатывающей промышленности. ЧЕРНАЯ МЕТАЛЛУРГИЯ ВКЛЮЧАЕТ 1) добычу, обогащение и агломерацию железных руд 2) производство чугуна, стали, проката, стальных и чугунных труб, изделий дальнейшего передела – белой жести, осей и др. 3) производство ферросплавов 4) вторичную переработку черных металлов 5) коксохимическое производство 6) производство огнеупоров 7) добычу нерудного сырья для черной металлургии - известняков, доломитов, огнеупорных глин и др. 8) производство метизов промышленного назначения - стальной холоднокатаной ленты, проволоки, болтозаклепочных соединений и т.д. Типы предприятий черной металлургии Полного цикла (включает все технологические стадии) Доменный завод (производство чугуна) Передельный завод (производство стали и проката) Прокатный завод ОСНОВНЫЕ ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ МЕТАЛЛУРГИИ на предприятиях полного цикла производится около 97% чугуна, более 89% стали и 87% готового проката; большая материалоемкость металлургического производства - на 1 т проката, например, расходуется до 7 т сырых материалов и топлива; ПРЕДПРИЯТИЯ МЕТАЛЛУРГИИ (основной тип – комбинаты): Полного цикла - выпускают чугун, сталь и прокат. Передельная металлургия - предприятия без выплавки чугуна. “Малая металлургия” - выпуск стали и проката на машиностроительных заводах. ПЕРЕДЕЛЫ в металлургии – стадия получения или переработки металла. Выплавка чугуна Выплавка стали Обработка металлов давлением (прокатка, прессование, ковка, штамповка). Дополнительная обработка металла (главным образом проката), полученного после первых трех переделов: холодная прокатка металла, профилирование полосы (производство гнутых профилей), нанесение защитных покрытий, а также производство метизов и некоторых бытовых изделий. Если распространить это понятие "передела" дальше черной металлургии, то Изготовление деталей машин Сборка машин и т.д. Мировой рынок металлопродукции (СРС) 2. СЫРЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ПОДГОТОВКА ИХ К ДОМЕННОЙ ПЛАВКЕ 2.1 ТОПЛИВО ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ Дисциплина «Современные технологии» ПРИ ВЫПЛАВКЕ ЧУГУНА РЕШАЮТСЯ ЗАДАЧИ: Восстановление железа из окислов руды, науглероживание его и удаление в виде жидкого чугуна определённого химического состава. Оплавление пустой породы руды, образование шлака, растворение в нём золы кокса и удаление его из печи. ЦЕЛЬ ДОМЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА получение чугуна из железных руд путем их переработки в доменных печах. Сырыми материалами доменной плавки являются топливо, железные и марганцевые руды и флюсы ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Полезная высота доменной печи (Н) достигает 35 м, а полезный объем – 2000…5000 куб.м. Чугун выпускают из печи каждые 3…4 часа через чугунную летку, а шлак – каждые 1…1,5 часа через шлаковую летку (летка – отверстие в кладке, расположенное выше лещади). ТОПЛИВО ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ Топливом для доменной плавки служит кокс, получаемый из каменного угля. Его роль состоит в обеспечении процесса теплом и восстановительной энергией. Кроме того кокс разрыхляет столб шихтовых материалов и облегчает прохождение газового потока в шихте доменной печи. КОКС ДОМЕННЫЙ (КЛАССЫ) КД (кокс доменный)1кл – содержит 11,5% золы и 0,5% S КД3 – 13,6% золы, 0,8%S По размеру кусков кокс делится на: КД1 – более 40 мм КД2 – 25-40 мм КД3 – менее 25 мм Кокс для литейного производства: КЛ1 – 0,6% S КЛ2 – до 1% S КЛ3 – до 1,4% S ЖЕЛЕЗНЫЕ РУДЫ Железные руды вносят в доменную печь химически связанное с другими элементами железо. Восстанавливаясь и науглероживаясь в печи, железо переходит в чугун. С марганцевой рудой в доменную печь вносится марганец для получения чугуна требуемого состава. ВИДЫ ЖЕЛЕЗНЫХ РУД железные руды делятся на четыре основные группы: 1. Красный железняк или гематитовая руда. Минерал гематит – безводный оксид железа, в чистом виде содержит 70 % железа и 30 % кислорода(Fe2O3). Это наиболее распространенная железная руда. 2. Магнитный железняк (Fe3O4) или магнетитовая руда. Минерал – магнетит (72,4 % железа и 27,6 % кислорода). 3. Бурый железняк(лимонит) представлен железосодержащими минералами водных оксидов железа, которые содержат от 59,8 % до 69 % железа (2Fe2O3) (86 – 89%)+3H2O (10 – 14%).. 4. Шпатовый железняк – железная руда, основу которой составляет минерал сидерит, содержащий 48,3 % железа (FeCO3) (62,08% - FeO и 37% СО2). ФЛЮСЫ Флюсом называются добавки, загружаемые в доменную печь для понижения температуры плавления пустой породы руды, офлюсования золы кокса и придания шлаку требуемых технологией выплавки чугуна физикохимических свойств. Для руд с кремнеземистой (кислой) пустой породой в качестве флюса используют материалы, содержащие оксиды кальция и магния: известняк и доломитизированный известняк. 2.3 ПОДГОТОВКА РУД К ПЛАВКЕ Дисциплина «Современные технологии» КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ЖЕЛЕЗНЫХ РУД 1. Содержание железа. 2. Тип основного железосодержащего минерала. 3. Состав и свойства пустой породы. 4. Содержание вредных примесей. 5. Стабильность химического состава. 6. Восстановимость. 7. Куксоватость. 8. Прочность. 9. Пористость. 10. Влажность. ГРОХОЧЕНИЕ (РАЗДЕЛЕНИЕ РУДЫ НА КЛАССЫ) Грохочением называется разделение руды на классы по крупности. Для руд, поступающих на металлургический завод без обогащения, грохочение является самостоятельной и очень важной операцией, в процессе которой выделяют мелкую руду (0-10 мм) для агломерации, а крупную (более 10 мм) сортируют на два класса: доменную (10-30 мм) и мартеновскую (30-80 мм). ПОДГОТОВКА РУДЫ И ФЛЮСОВ К ПЛАВКЕ Дробление обеспечивает нужную степень измельчения руды. Размер кусков должен составлять 10 – 80 мм для плавки в доменной печи; для агломерации – 5-8 мм; для магнитного обогащения – 0,1 мм. Сортировку проводят по классам крупности. Для обогащения руды применяют несколько способов: Магнитный. Тонкоизмельченную руду помещают в магнитное поле для отделения магнитных частиц руды от пустой породы. Гравитационный. В известковой суспензии рудный материал тонет, а частицы пустой породы всплывают. 2.4 Окуксование руд Дисциплина «Современные технологии» ОКУСКОВАНИЕ ЖЕЛЕЗОРУДНОГО СЫРЬЯ 1. Агломерация - окускование путем спекания. Состав шихты (шихта – смесь материалов – руда, металл, уголь, флюс и др. – в определенных пропорциях, идущая в плавку в металлургических печах) для спекания: 1) аглоруда: 70 – 80% 2) флюсы (измельченный известняк; доломитизированный известняк – дает более легкоплавкие шлаки, чем чистый известняк) – до 20% 3) топливо: 5 – 7% 4) марганцевая руда: 1% ОКУСКОВАНИЕ ЖЕЛЕЗОРУДНОГО СЫРЬЯ Окатывание (производство окатышей) – для окускования тонкоизмельченных концентратов (0,5 мм). Производство окатышей включает две основные технологические операции: - формирование сырых окатышей; - их упрочнение. Для формирования окатышей применяют: концентрат (аглоруда) известняк: 10 – 12% глину: 1 – 2% (при влажности 8 – 10%) Для упрочнения окатышей их сушат при t 300 - 500°С, затем подогревают до 800 - 1200°С. Окатыши меньше 10 мм возвращаются на переработку. УСРЕДНЕНИЕ Усреднением называют перемешивание железорудных материалов с целью выравнивания химического и гранулометрического составов. В связи с тем, что почти все добываемые руды подвергают окускованию, основное назначение усреднения состоит прежде всего в уменьшении колебаний содержания железа и кремнезема в рудах. Необходимо добиться такого усреднения руд при котором колебания содержания железа и кремнезема в руде не превышали бы 0,5 % от среднего значения. ОБОГАЩЕНИЕ РУД Различают пять основных методов обогащения руд: 1. рудоотборка, основанная на различии цвета и блеска кусков рудного минерала и пустой породы; 2. промывка, основанная на разной размываемости кусков рудного минерала и пустой породы; 3. гравитационное обогащение – разделение в жидкой среде рудных минералов и пустой породы в зависимости от плотности зерен; 4. флотация – метод обогащения, основанный на различии физико- механических свойств поверхности частиц рудного минерала и пустой породы; 5. магнитная сепарация (самый распространенный метод обогащения), основанная на различии магнитных свойств минерала и пустой породы. 2. СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВА ЧУГУНА Дисциплина «Современные технологии» ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СТАДИИ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ 1. 2. 3. 4. 5. Добыча руды Обогащение руды (флотационный метод) Производство чугуна (доменное производство) Производство стали Производство проката (профили проката – листовой, рельсовый, трубный, уголковый и т.д.) СОВРЕМЕННОЕ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЕ ПРОИЗВОДСТВО И ЕГО ПРОДУКЦИЯ Основная продукция чёрной металлургии: – чугуны: передельный, используемый для передела на сталь, и литейный, для производства фасонных отливок; – железорудные металлизованные окатыши для выплавки стали; – ферросплавы (сплавы железа с повышенным содержанием марганца, кремния, ванадия, титана и т.д.) для легированных сталей*; – стальные слитки для производства проката**, – стальные слитки для изготовления крупных кованных валов, дисков (кузнечные слитки). МЕТОДЫ ВЫПЛАВКИ ЧУГУНА доменный (доменная печь) бездоменный (индукционные и электропечи) прямое восстановление железа восстановление железа из чистого водорода ДОМЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО 1. ПОДГОТОВКА РУД К ДОМЕННОЙ ПЛАВКЕ осуществляется для повышения производительности доменной печи, снижения расхода кокса и улучшения качества чугуна. Метод подготовки зависит от качества руды. 2. ВЫПЛАВКА ЧУГУНА Чугун выплавляют в печах шахтного типа – доменных печах ДОМЕННЫЙ ПРОЦЕСС Доменная печь работает по принципу противотока. Шихтовые материалы постепенно опускаются вниз, навстречу им – снизу-вверх – движется поток горячих газов, образующихся при сгорании топлива. Агрегат для осуществления доменного процесса ВАЖНЕЙШИЕ ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ РАБОТЫ ДОМЕННЫХ ПЕЧЕЙ 1. Коэффициент использования полезного объёма доменной печи (КИПО) – это отношение полезного объема печи V (м3) к ее среднесуточной производительности Р (т) выплавленного чугуна. Чем ниже КИПО, тем выше производительность печи. Для большинства доменных печей КИПО = 0,5…0,7 (для передовых – 0,45) 2.Удельный расход кокса, К – это отношение расхода кокса за сутки А(т) к количеству чугуна, выплавленного за это же время Р(т). Удельный расход кокса в доменных печах составляет 0,5…0,7 (для передовых – 0,36…0,4) K – важный показатель, так как стоимость кокса составляет более 50% стоимости чугуна. СУЩНОСТЬ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ЧУГУНА В ДОМЕННЫХ ПЕЧАХ восстановление оксидов железа, входящих в состав руды оксидом углерода, водородом и твердым углеродом, выделяющимся при сгорании топлива. При выплавке чугуна решаются задачи: Восстановление железа из окислов руды, науглероживание его и удаление в виде жидкого чугуна определённого химического состава. Оплавление пустой породы руды, образование шлака, растворение в нём золы кокса и удаление его из печи. ГОРЕНИЕ ТОПЛИВА происходит полное сгорание кокса: С+О2=СО2+Q (где Q – тепло, выделяемое в процессе сгорания кокса) сгорание природного газа: СН4+2О2=СО2+2Н2О(пар)+Q При этом выделяется большое количество тепла и в фокусе горения развивается температура 1800 - 2000°С. Эти продукты сгорания не являются конечными. Они взаимодействуют с раскаленным коксом по реакциям: СО2+С(кокс)=2СО – Q; Н2О(пар)+С(кокс)=Н2+СО – Q Образуется смесь восстановительных газов, в которой СО является главным восстановителем железа из его оксидов. КОСВЕННОЕ (НЕПРЯМОЕ) ВОССТАНОВЛЕНИЕ ЖЕЛЕЗА в доменной печи происходит последовательно – от высших оксидов к низшим. Восстановителями являются оксид углерода СО2, твердый углерод и водород. Восстановление твердым углеродом принято называть прямым, газами – косвенным восстановлением. КОСВЕННОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ (ВОССТАНОВЛЕНИЕ ОКИСЬЮ УГЛЕРОДА) происходит в основном за счет окиси углерода по реакциям: 3Fe2O3+CO = 2Fe3O4+CO2+Q; Fe3O4+CO = 3FeO+CO2 – Q; FeO+CO = Fe+CO2+Q. Одновременно в шахте печи происходит также косвенное восстановление железа водородом по реакциям, аналогичным реакциям окисью углерода (например, 3Fe2O3+H2 = 2Fe3O4+H2O и т. д.). ПРЯМОЕ ВОССТАНОВЛЕНИЕ твердым углеродом - происходит при температурах выше 950 - 1000°С в зоне распара печи по итоговой реакции: FeO+Cтв. = Fe+CO – Q Эта реакция отражает конечный результат процесса прямого восстановления. Восстановление железа из руды CO2 C 2CO Q H 2 O C CO H 2 Q Fe2 O3 Fe3 O4 FeO Fe 3Fe2 O3 CO 2 Fe3 O4 CO2 Q Fe3O4 CO 3FeO CO2 Q FeO CO Fe CO2 Q НАУГЛЕРОЖИВАНИЕ ЖЕЛЕЗА Образование металлического железа начинается при 400 - 500°С (в верхней части шахты печи) и заканчивается при 1300 - 1400°С (в распаре). Науглероживание железа происходит уже в шахте печи по следующей реакции: 3Fe+2CO = Fe3C(чугун)+CO2+Q В результате этой реакции образуется сплав железа с углеродом. ПРИМЕСИ В ЧУГУНЕ Дисциплина «Современные технологии» ФОСФОР – вредная примесь железных руд находится в них главным образом в виде Р2О5·3СаО. Фосфор восстанавливается СО, водородом, а также твердым углеродом. Весь фосфор, внесенный шихтой, восстанавливается и переходит в чугун практически полностью. СЕРА особенно вредная примесь в чугуне и стали. Основное количество серы вносит кокс, часть – железная руда, агломерат, окатыши. В доменной печи 10 – 20% серы удаляется в виде соединений. Остальная часть серы переходит в чугун и шлак в виде сульфидов FeS, CaS и др. Наиболее опасен сульфид железа FeS, хорошо растворяющийся в расплавленном чугуне. СПОСОБЫ УДАЛЕНИЯ СЕРЫ ИЗ ЧУГУНА В условиях доменной плавки основным способом десульфурации, т.е. удаления серы из металла, является образование сульфида кальция CaS по реакции FeS + CaO = FeO + CaS + Q. Сульфид кальция CaS нерастворим в чугуне и находится в шлаке. Часть серы удаляется с помощью магнезии MgO (всегда содержащейся в шлаке), а также марганца по реакциям FeS + MgO = FeO + MgS и FeS + Mn = Fe + MnS. СПОСОБ ВНЕДОМЕННОГО УДАЛЕНИЯ СЕРЫ обработка чугуна в выпускном желобе или в чугуновозе содой NaCO3 (1% от массы чугуна). Сера удаляется по реакции FeS + NaCO3 = FeO + Na2S + CO2. Образующийся при этом сернистый натрий Na2S переходит в шлак ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ ШЛАКА Типовой состав шлака: 40-50% CaO; 38-40% SiO2; 7-10% Al2O3. МЕТОДЫ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ДОМЕННОГО ПРОЦЕССА : 1. совершенствование способов подготовки и улучшение качества сырых материалов; 2. высокотемпературный нагрев дутья; 3. увлажнение дутья; 4. обогащение дутья кислородом; 5. вдувание в горн углеводородосодержащих добавок; 6. комбинирование дутья; 7. повышение давления газов в рабочем пространстве доменной печи. ПРОДУКТЫ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ 1. Чугун: - передельный чугун (90 % общего производства чугуна). Содержит 3,8…4,4 % углерода, 0,3…1,2 % кремния, 0,2…1 % марганца, 0,15…0,20 % фосфора, 0,03…0,07 % серы. - литейный. 2. Ферросплавы – сплавы железа с кремнием, марганцем и другими элементами. Их применяют для раскисления и легирования стали. 3. Шлак (изготовляют шлаковату, цемент, удобрения). 4. Доменный газ (после очистки используется как топливо для нагрева воздуха, вдуваемого в печь). ПРОДУКТЫ ДОМЕННОЙ ПЛАВКИ В зависимости от назначения выплавляемые в доменных печах чугуны разделяют на три основных вида: передельный, идущий на передел в сталь; литейный, предназначенный для получения отливок из чугуна в машиностроении; доменные ферросплавы, используемые для раскисления стали в сталеплавильном производстве. Передельный чугун подразделяют на три вида: 2. Передельный коксовый (марки М1, М2, М3, Б1, Б2). 3. Передельный коксовый фосфористый (МФ1, МФ2, МФ3). 4. Передельный коксовый высококачественный (ПВК1, ПВК2, ПВК3). Литейный чугун после выпуска из доменной печи разливают в чушки и в холодном виде направляют на машиностроительные заводы, где для отливки деталей машин его вторично подвергают расплавлению в специальных печах-вагранках. Литейный коксовый чугун выплавляют семи марок: ЛК1 – ЛК7. Каждую марку подразделяют на три группы по содержанию марганца, пять классов по содержанию фосфора и на пять категорий по содержанию серы. ГРУППЫ,КЛАССЫ,КАТЕГОРИИ ЧУГУНА Группы по марганцу (препятствует графитизации, увеличивает износостойкость) Категории по сере Классы по фосфору (ухудшает литейные свойства, (улучшает литейные свойства, увеличивает усадку и повышает твердость, хрупкость, склонность к образованию износостойкость) трещин) А Б В 0,1 0,2 0,8 2 0,60,9 1-1,5 0,5 0,6-0,9 1 2 3 4 П1 (44,5% углерода, 0,6-0,8% кремния) 0,5 0,60,9 ПЛ 0,3 0,40,5 0,60,8 Пф 1 1,5 ПВК 0,5 Л 0,3 1 – 1,5 0,91,5 0,9-1,5 Г Д 1 2 3 4 5 0,3 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,5 0,3 0,01 -//- -//- -//- 0,05 0,30,7 0,81,4 1,5-2 0,05 0,06 0,07 0,02 0,03 0,04 0,015 0,02 0,025 0,08 0,12 0,05 0,7 – 1,2 0,02 0,03 0,04 0,05 ЛИТЕЙНЫЙ ЧУГУН имеет серый излом, поскольку большая часть углерода находится в свободном состоянии в виде графита. Такой чугун называется серым чугуном. Наличие свободного графита обуславливает и его технологические и механические свойства: он хорошо обрабатывается резанием, обладает хорошими антифрикционными, литейными свойствами, имеет высокую износостойкость, менее хрупок, чем белый чугун, коррозионностойкий. ДЕТАЛИ ИЗ ЛИТЕЙНОГО ЧУГУНА станины металлорежущих станков и небольших кузнечно-прессовых машин, валки прокатных станов, блоки цилиндров, валы и маховики в автотракторном моторостроении, трубы и различное отопительные и котельное оборудование. Литейный чугун поставляется на машиностроительные предприятия в чушках. В зависимости от назначения литейный чугун изготавливают марок Л1, Л2, Л3, Л4, Л5, Л6. Рафинированный магнием – марок ЛР1, ЛР2, ЛР3, ЛР4, ЛР5, ЛР6, ЛР7. РАЗЛИЧИЕ МАРОК ЧУГУНОВ разное содержание углерода и кремния. По мере возрастания номера содержание углерода увеличивается с 3,9% (по максимуму) для марок Л1 и ЛР1, до 4,4% для марок Л6 и ЛР6, и, наконец, 4,5% для марки ЛР7; содержание кремния снижается с 3,6% (по максимуму) до 1,6%. МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЕ ЧУГУНЫ Серый чугун – наиболее распространенный материал для изготовления отливок. В сером чугуне часть углерода находится в виде чистого графита, который имеет пластинчатую форму. Маркируется серый чугун буквами СЧ и цифрами, показывающими временное сопротивление разрыву, растяжению (предел прочности при разрыве). Недостатком серого чугуна является низкая пластичность (0,2 – 0,5). Прочность чугуна не очень высокая 100 – 450 МПа. ИЗДЕЛИЯ ИЗ СЕРОГО ЧУГУНА Серый чугун хорошо работает на сжатие – гасит вибрацию, хорошо обрабатывается резанием, имеет высокие антифрикционные свойства. Из серого чугуна изготавливают блоки цилиндров, станины станков, втулки, вкладыши, тормозные барабаны, крышки, чугунную посуду, водопроводную арматуру, трубы и т. д. ВЫСОКОПРОЧНЫЙ ЧУГУН . В высокопрочном чугуне графит имеет шаровидную форму, достигается это модифицированием чугуна магнием, церием, алюминием. Отличительной особенностью этого чугуна является высокая прочность, достигающая 1180 МПа; относительное удлинение колеблется от 2 до 10% (НВ 137-360). СВОЙСТВА ВЫСОКОПРОЧНОГО ЧУГУНА определяются его химическим составом Содержание углерода заметно не влияет на механические свойства чугуна. Кремний, марганец и фосфор снижают пластичность, поэтому их содержание ограничивают: кремний – 2,4%, марганец – не более 0,4%, фосфор – до 0,1%. ДЕТАЛИ ИЗ ЧУГУНОВ МАРКИ ВЧ изготовляют детали, применяемые в тяжелом и энергетическом машиностроении, работающие в условиях высоких ударных нагрузок, детали кузнечно-прессовых машин прокатных станов, прокатные валки, корпуса и диски турбин и др. детали. КОВКИЙ ЧУГУН (КЧ) получают путем длительного отжига отливок из серого чугуна при температуре 1000°С. При отжиге графит приобретает хлопьевидную форму. Ковкий чугун обладает высокой прочностью при растяжении , высоким относительным удлинением (2 – 12%) и твердостью НВ 149-269. ДЕТАЛИ ИЗ КЧ Из ковкого чугуна изготавливают ступицы колес, кронштейны, рычаги, коробки дифференциала и др. детали. ЛЕГИРОВАННЫЕ ЧУГУНЫ чугуны получают в электродуговых печах, поскольку специальные свойства достигаются путем легирования чугунов тугоплавкими металлами – хром, никель, вольфрам, молибден и т. д. Буквенные обозначения: Х – хром, Н – никель, С – кремний, Г – марганец, Т – титан, Ю – алюминий, Д – медь, К – кобальт, Е – селен и т. д. Маркируются эти чугуны буквой Ч – чугун, после которой ставится (как при маркировке сталей) буква, обозначающая элемент и его содержание. Перед буквой Ч ставится буква, показывающая область применения этих чугунов. Например, для работы при высоких температурах используют жаростойкие чугуны, которые маркируются ЖЧХ30 (жаростойкий чугун, содержащий 30% хрома) или ЖЧЮ22 (22% алюминия). КОРРОЗИОННОСТОЙКИЙ ЧУГУН маркируется ЧН19Х3 (чугун, никеля 19%, хрома 3%) или ЧС 13 – 13% кремния. АНТИФРИКЦИОННЫЕ ЧУГУНЫ предназначены для работы в узлах трения со смазкой. Маркируются эти чугуны буквами АЧ, затем ставится буква, показывающая, на какой базе сделан этот чугун и в каком виде в нем находится графит: С – на базе серого чугуна, В – высокопрочного чугуна, К – ковкого чугуна. Затем ставится просто порядковый номер чугуна: АЧС-1, АЧС-2, АЧС-6, АЧВ1, АЧВ2, АЧК1, АЧК2. Графит в этих чугунах соответственно в форме пластин, шаровидной форме и форме хлопьев. Номера чугунов даны в зависимости от легирования их какими-либо элементами Например, АЧС-1 – легирован хромом и медью, АЧС-2 – дополнительно никелем с титаном, АЧС-5 – марганцем и алюминием, АЧС-6 – свинцом ПЛАН ПРАКТИЧЕСКОГО ЗАНЯТИЯ 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 1. Основные понятия в черной металлургии. Структура и типы металлургических предприятий 2. Основные отличительные особенности металлургии 3. ПЕРЕДЕЛЫ в металлургии – стадия получения или переработки металла. 4. Сырые материалы и подготовка их к доменной плавке. Цель доменного производства 5. Технические характеристики доменной печи 6. Топливо доменной плавки. Кокс доменный (классы) 7. Железные руды. Виды Железных руд 8. Флюсы 9. Подготовка руд и флюсов к плавке. Критерии оценки качества железных руд 9.1 Грохочение (разделение руды на классы) 9.2 окускование железорудного сырья 9.3 Усреднение 9.4 Обогащение руд 10. Современные технологии производства чугуна 11. Технологические стадии при производстве черных металлов 12. Важнейшие технико-экономические показатели работы доменных печей 13. Сущность процесса получения чугуна в доменных печах 13.1 косвенное (непрямое) восстановление железа 13.2 прямое восстановление 14. Науглероживание железа 15. Примеси в чугуне 16. Способы удаления серы из чугуна 17. Методы интенсификации доменного процесса
