Proizvodnja litega železa. Žigovi iz litega železa. Tehnologija proizvodnje

Trenutno je glavna metoda proizvodnje železa taljenje železove rude v plavžih. Za taljenje je potrebno veliko surovin, kot so tokovi, železove ali manganove rude, pa tudi gorivo. Uporabljeno gorivo je koks, ki je v bistvu premog. Vloga koksa je zagotoviti proces z zmanjšanjem energije in določene količine toplote. Oglejmo si podrobneje proizvodnjo litega železa. Ker je to zapleten in dolgotrajen proces, bo njegov opis trajal dolgo.

Gorivo za taljenje

Kot je navedeno zgoraj, se kot gorivo uporablja koks. Poleg tega je dovoljeno uporabljati kurilno olje, premogovni prah in naravni, kot tudi koksarniški plin. Kljub temu pa se skoraj vedno uporablja koks kot glavno gorivo. To je snov, ki nastane, ko se iz premoga odstranijo hlapni plini pri temperaturi od 900 do 1.200 stopinj. Danes je to edina vrsta trdnega goriva, ki ohranja prvotno obliko in se giblje od vrha peči do peči. Za ta material se načeloma zahtevajo stroge zahteve, ki se nanašajo na mehansko trdnost in togost, kar je potrebno za zaznavanje velikih obremenitev v spodnjem delu plavžne peči. Zelo pomembno je, da zdržimo del koksa. Premajhni delci prispevajo k prepustnosti plina, preveliki pa se uničijo in tvorijo fino frakcijo. Poleg tega morate upoštevati določen odstotek vlage, ki je potreben za vzdrževanje toplotnega režima.

Taljenje rude

V zemeljski skorji je veliko železa, vendar ga ni v čisti obliki, vedno je izkopano s skalami v obliki različnih spojin. Železova ruda se lahko imenuje le tiste kamnine, iz katerih je z ekonomskega vidika koristno izločiti železo s taljenjem v peči. V naravi so bogate in slabe železove rude. Ko govorimo z vidika metalurške industrije, so v rudi številni koristni dodatki, ki so potrebni za proizvodnjo surovega železa - kroma, niklja, mangana in drugih. Obstajajo tudi škodljivi vključki: žveplo, fosfor, baker itd. Poleg tega železova ruda lahko razdelimo v več skupin, odvisno od mineralov:

• železo rdeča - 70% železa, 30% kisika;
• magnetna železova ruda - 72,4% železa, 27,6% kisika;
• rjavo železo - do 60% železa;
• spar iron - do 48,3% železa.

Logično bi bilo sklepati, da mora proizvodnja železa v plavžu vključevati uporabo rude iz druge skupine. Toda najpogostejša je prva, zato se bolj pogosto uporablja.

Priprava rude za taljenje

Železove rude ne morete izločiti iz tal in jo takoj vrzeti v napravo za zagon plavžne peči. Prvič, treba je nekoliko izboljšati tehnične in ekonomske kazalnike, ki bodo omogočili uporabo razmeroma revnih rud, od katerih je v zemeljski skorji veliko več, za proizvodnjo železa. Na primer, povečanje železa v rudi za samo 1% vodi do varčevanja koksa za 2% in povečanja produktivnosti DP za 2,5%. V prvi fazi se ruda zdrobi v frakcije in nato opravi presejanje. Zadnji dogodek je potreben za ločitev železove rude po velikosti. Sledi povprečenje, kjer je kemijska sestava izklopljena. Ena najpomembnejših in najtežjih stopenj je obogatitev. Bistvo postopka je odstraniti odpadne kamnine, da bi povečali vsebnost železa v rudi. Običajno obogatitev poteka v dveh fazah. Končna faza je sintranje, ki je potrebno za izboljšanje pretoka taljenja v plavžu.

Tehnologija proizvodnje

Domenski proces je kombinacija mehanskih, fizičnih in kemijsko-fizikalnih procesov, ki se pojavljajo v delujočem DP. Prenosni tokovi, rude in koks v procesu taljenja se pretvorijo v železo. Kar zadeva kemijo, gre za redoks proces. Pravzaprav se železo reducira iz oksidov in reducirajoča sredstva se oksidirajo. Postopek pa se imenuje restavriranje, saj je končni cilj pridobivanje kovine.

Glavna enota za izvajanje taljenja je peč (gred). Izredno pomembno je zagotoviti protitok polnilnih materialov in njihovo interakcijo s plini, ki nastajajo med taljenjem. Za izboljšanje procesa zgorevanja se uporabi dodatna oskrba s kisikom, zemeljskega plina in vodne pare, ki se skupaj imenujejo pihanje.

Več o procesu domene

Koks, ki vstopa neposredno v kovačnico, ima temperaturo okoli 1500 stopinj. Posledično se v območju izgorevanja tvori mešanica plinov s temperaturo 2.000 stopinj. Dvigne se na vrh plavžne peči in segreje materiale, ki segajo do kovačnice. Hkrati se temperatura plina nekoliko zmanjša, na približno 1700-1600 stopinj.

Mešanica je naložena v zgornji del. Porazdelitev v DP poteka v plasteh. Običajno nalagamo en obrok v 5 minutah. Potreben je premor, da naredimo prostor na vrhu. Naogljičenje poteka tudi v trdnem stanju železa, potem ko se temperatura spusti na 1.100 stopinj. V tem obdobju se konča redukcija železa in začne se oksidacija silicija, mangana in fosforja. Posledično imamo karbonizirano železo, ki ne vsebuje več kot 4% ogljika. Topi se in teče v ognjišče. Tudi tu gre žlindra, vendar ker so specifične teže materialov različne, niso povezane. Skozi ulitki iz litega železa se sprosti litega železa in skozi žlebove žlindre - žlindra. Načeloma je ta in vsa proizvodna tehnologija opisana na kratko. Zdaj razmislite o še enem zanimivem vprašanju.

Glavne blagovne znamke litega železa

Litega železa - železova zlitina z ogljikom. Vsebina zadnjega elementa ne sme biti manjša od 2,14%. Poleg tega obstajajo tudi drugi elementi, kot so silicij, fosfor, žveplo itd. Ogljik je navadno v vezanem stanju (cementit) ali v prostem stanju (grafit). Lito železo lahko razdelimo v naslednje vrste:

• Livarna - ima oznake L1-L6 in LR1-LR7.
• Prašičje - označeno s P1 in P2. Če je material namenjen za ulitke, potem gre za PL1 in PL2. Kovina z visoko vsebnostjo fosforja je označena kot PF1, PF2, PF3. Poleg tega obstaja tudi kakovostno surovo železo - PWK1, PWK2 in PWK3.
• Grey - СЧ10, СЧ15, СЧ20, СЧ25, СЧ30 in СЧ35.
• Nodularna litina - КЧ30-6, ЧК45-7, КЧ65-3, itd. Če so številke za črkami, kažejo začasno natezno silo.
• Legirana litina, ki ima posebne lastnosti, je označena s črko „H“;
• Anti-trenje (sivo) - ASF.

Lahko bi rekli, da ima katera koli vrsta litega železa svoj nadaljnji namen. Na primer, pretvorba se uporablja za pretvorbo v jeklo in za proizvodnjo ulitkov. Hkrati bosta blagovni znamki PL1 in PL2 namenjeni livarni, P1 in P2 pa bosta uporabljeni v proizvodnji jekla.

Vpliv različnih spojin na lastnosti

Ne glede na vrsto in znamko litega železa obstajajo številni elementi, ki pomembno vplivajo na njegove lastnosti in tehnične lastnosti. Na primer, vzemite sivo litino. Povečana vsebnost silicija prispeva k znižanju tališča in bistveno izboljša njegove tehnološke in ulivne lastnosti. Iz tega preprostega razloga se livarna z visoko vsebnostjo tega elementa običajno pošilja v livarno. Toda mangan je nekakšna antiteza siliciju. Je pa uporaben kemični element, saj povečuje trdnost in trdoto izdelka.

Žveplo je eden od najbolj škodljivih vključkov, ki bistveno zmanjša fluidnost in ognjeodpornost litega železa. Fosfor ima lahko škodljive učinke in koristne učinke. V prvem primeru so izdelani izdelki kompleksne oblike, tanke stene in ki ne zahtevajo velike trdnosti. Toda znamka litega železa z visoko vsebnostjo fosforja je nesprejemljiva za uporabo v strojništvu, kjer morate doseči izdelke visoke trdnosti.

Pro kaljenje železa

Zmanjšano železo v DP absorbira različne kemijske elemente, vključno z ogljikom. Posledično se oblikuje visoko kvalitetna litega železa. Takoj, ko se pojavi v trdni obliki, se takoj začne karbonizirati. Sam proces je opazen pri relativno nizkih temperaturah 400-500 stopinj. Poleg tega je treba omeniti, da več ogljika v sestavi železa, nižje je tališče. Vendar, ko je kovina že v tekočem stanju, se postopek nekoliko intenzivneje nadaljuje. Razumeti je treba, da po spremembi končne količine ogljika v železu to ne bo več mogoče spremeniti. Elementi, kot so mangan in krom, povečajo vsebnost ogljika, silicij in fosfor pa zmanjšata njegovo količino.

Malo o livarni

Casting je človeku znan že nekaj časa, nekaj tisoč let. To je tehnološki proces, ki omogoča pridobitev praznega dela zahtevane oblike. Običajno so na ta način izdelani samo oblikovani deli in surovci. Bistvo metode je v tem, da se staljena kovina ali drug material (plastika) vlije v kalup, katerega votlina ima potrebno konfiguracijo prihodnjega dela. Po določenem času se kovina zmrzne in slepi delci dobijo. Izvaja se mehanska obdelava, ki vključuje izboljšanje kakovosti sedežnih površin, pridobitev potrebne hrapavosti itd. Zanimivo je, da se livarska proizvodnja litega železa za industrijsko opremo izvaja v tleh. V ta namen se pripravi enkratni pesek in izbere ustrezna oprema.

Še nekaj zanimivega

Treba je opozoriti na dejstvo, da livarna uporablja kovino, ki je bila proizvedena v plavžni peči. V bistvu se pri sekundarnem taljenju pridobivajo izdelki z želenimi lastnostmi, ki se v talilni peči razlikujejo. Istočasno so ulitki, katerih kemična sestava v livarni ostanejo nespremenjeni, zelo redko izdelani. To velja zlasti za lito železo. Ko potrebujete kos kovine, poleg železa, se v peč nalaga tudi več modifikatorjev, talil, deoksidatorjev, kot tudi odpadnega jekla in bajonetnega železa. Slednje je potrebno za pridobivanje jeklenih in železnih ulitkov. Sam proces proizvodnje železa se ne razlikuje veliko od proizvodnje plavža.

Zaključek

Poleg tistih, ki jih obravnavamo, obstajajo tudi drugi načini proizvodnje surovega železa. Na primer, taljenje peči. Toda ta metoda je moralno zastarela, saj je preveč energetsko potratna, čeprav je kakovost kovine na dobri ravni. Popolnoma drugačna stvar je pretvorniška metoda, ki je, nasprotno, vsako leto vedno bolj priljubljena. Na primer, proizvodnja železa v Rusiji v predelovalnih obratih je približno 30-45% celotne proizvodnje. Pretvorniška metoda ima številne pomembne prednosti, od katerih je ena visoka hitrost taljenja. Poleg tega se iz pretvornika litega železa vlije neposredno v oblike in se uporablja za predvideni namen. Opozoriti je treba, da je DP nemogoče ustaviti, saj je proizvodnja stalna. V skrajnem primeru je ohranjanje, v katerem koksa tinja v peči. Če peči ustavi se, lažje je zgraditi novo, ne pa začeti starega.