Výroba litiny. Litinové razítka. Technologie výroby

28. 4. 2019

V současné době je hlavním způsobem výroby železa tavení železných rud ve vysokých pecích. Tavení vyžaduje řadu surovin, jako jsou toky, železné nebo manganové rudy, stejně jako palivo. Použitým palivem je koks, který je v podstatě uhlí. Úlohou koksu je zajistit proces snižující energií a určitým množstvím tepla. Podívejme se na výrobu litiny podrobněji. Jelikož je to komplexní a zdlouhavý proces, jeho popis bude trvat dlouho. výroby železa

Palivo pro tavení

Jak bylo uvedeno výše, koks se používá jako palivo. Kromě toho je povoleno používat i topný olej, uhelný prach a přírodní, stejně jako koksárenský plyn. Přesto je téměř vždy používáno koks jako hlavní palivo. Jedná se o látku, která vzniká, když jsou těkavé plyny odstraněny z uhlí při teplotě 900 až 1200 stupňů. Dnes je to jediný druh tuhého paliva, který zachovává svůj původní tvar při pohybu z horní části pece k peci. V zásadě jsou pro tento materiál kladeny přísné požadavky, které se týkají mechanické pevnosti a tuhosti, které jsou nezbytné pro vnímání velkých nákladů v dolní části vysokopecní pece. Je nesmírně důležité odolat frakci koksu. Příliš malé částice přispívají k plynové propustnosti náboje a příliš velké částice jsou zničeny a tvoří jemnou frakci. Kromě toho musíte dodržet určité procento vlhkosti, které je nutné pro udržení tepelného režimu.

Tažení rudy

V zemské kůře je spousta železa, ale nenachází se v čisté formě, je vždy těžena kameny ve formě různých sloučenin. Železnou rudu lze nazvat pouze ty kameny, z nichž je z ekonomického hlediska výhodné extrahovat železo tavením v peci. V přírodě jsou bohaté a špatné železné rudy. Pokud hovoříme z pohledu hutního průmyslu, pak existuje řada užitečných přísad do rudy, které jsou nezbytné pro výrobu železa, jako je chrom, nikl, mangan a další. Existují také škodlivé inkluze: síra, fosfor, měď atd. Navíc, železná ruda lze rozdělit do několika skupin podle minerálu:

  • Železobeton červený - 70% železo, 30% kyslík;
  • magnetickou železnou rudu - 72,4% železo, 27,6% kyslík;
  • hnědé železo - až 60% železa;
  • železo - až 48,3% železa. výrobní technologie

Bylo by logické dospět k závěru, že výroba železa ve vysoké peci by měla zahrnovat použití rudy druhé skupiny. Nejběžnější je však první, takže je častěji používán.

Příprava rudy k tavení

Nemůžete extrahovat železnou rudu ze země a okamžitě ji vložit do zavazadlového prostoru vysoké pece. Za prvé je nutné mírně zlepšit technické a ekonomické ukazatele, které umožní využití relativně chudých rud, které jsou v zemské kůře mnohem více, k výrobě železa. Zvýšení obsahu železa v rudě pouze o 1% vede například k úspoře koksu o 2% a ke zvýšení produktivity DP o 2,5%. V první fázi je ruda rozdrcena do frakcí a pak proběhne screening. Poslední událost je nutná pro oddělení železné rudy podle velikosti. Dále přichází průměrování, kde se chemické složení vyrovnává. Jedním z nejdůležitějších a nejtěžších etap je obohacení. Podstatou tohoto procesu je odstranění odpadních hornin za účelem zvýšení obsahu železa v rudě. Obvykle se obohacování odehrává ve dvou fázích. Konečným stupněm je slinování, které je nezbytné ke zlepšení toku tavení ve vysoké peci.

Technologie výroby

Doménový proces je kombinací mechanických, fyzikálních a chemicko-fyzikálních procesů, které se vyskytují ve funkčním DP. Downloadovatelné toky, rudy a koks v procesu tavení se přeměňují na železo. Z hlediska chemie jde o redoxní proces. Ve skutečnosti je železo redukováno z oxidů a redukční činidla jsou oxidováni. Ale tento proces se nazývá restorative, protože konečným cílem je získat kov.

slévárny Hlavním zařízením pro provádění procesu tavení je pec (hřídel). Je nesmírně důležité zajistit protiběžný pohyb nábojových materiálů a jejich vzájemné působení s plyny, které se vytvářejí při tavení. Pro zlepšení spalovacího procesu se používá dodatečné zásobování kyslíkem, zemní plyn a vodní páry, které se společně nazývají vyfukováním.

Další informace o procesu domény

Koks vstupující přímo do kovárny má teplotu asi 1500 stupňů. V důsledku toho se ve spalovací zóně vytvoří směs plynů o teplotě 2 000 stupňů. Stoupá na vrchol vysokého pece a ohřívá materiály, které klesají do kovárny. Současně teplota plynu mírně klesá na přibližně 1700 až 1600 stupňů.

Směs se nanáší do horní části. Distribuce v DP se vyskytuje ve vrstvách. Obvykle jednu dávku podávejte za 5 minut. Je třeba udělat přestávku, aby se místo v horní části. Karburace probíhá dokonce i v pevném stavu železa po poklesu teploty na 1100 stupňů. Během tohoto období začíná redukce konců železa a oxidace křemíku, manganu a fosforu. Výsledkem je uhlíkaté železo, které neobsahuje více než 4% uhlíku. To se taví a proudí do krbu. Slag jde také tam, ale jelikož specifické závažnosti materiálů jsou jiné, nejsou spojeny. Prostřednictvím litinové krčmy je uvolněna litina a skrz hořčíkové otvory - struska. V zásadě to a všechny výrobní technologie, stručně popsané. Nyní zvažte další zajímavou otázku.

výroba vysokých pecí

Hlavní značky z litiny

Litina - slitina železa s uhlíkem. Obsah posledního prvku by neměl být menší než 2,14%. Kromě toho existují další prvky, jako je křemík, fosfor, síra atd. Uhlík je obvykle buď vázaný (cementite) nebo ve volném stavu (grafit). Litina může být rozdělena do následujících typů:

  • Slévárna - má označení L1-L6 a LR1-LR7.
  • Surové železo - označeno jako P1 a P2. Pokud je materiál určen pro odlitky, je to PL1 a PL2. Kov s vysokým obsahem fosforu je označen jako PF1, PF2, PF3. Kromě toho je zde také vysoce kvalitní surové železo - PWK1, PWK2 a PWK3.
  • Šedá - č.10, č.15, č.20, č.25, č.30 a č.35.
  • Tvárná litina - КЧ30-6, ЧК45-7, КЧ65-3 atd. Pokud jsou za písmeny číslice vyznačena dočasná tahová síla.
  • Legovaná litina se zvláštními vlastnostmi je označena písmenem "H";
  • Anti-tření (šedá) - ASF.

Lze říci, že jakýkoliv druh litiny má svůj další účel. Například konverze se používá pro přeměnu na oceli a pro výrobu odlitků. Současně se značky PL1 a PL2 dostanou do slévárny a P1 a P2 budou použity při výrobě oceli.

Vliv různých sloučenin na vlastnosti

Bez ohledu na typ a značku litiny existuje řada prvků, které významně ovlivňují jeho vlastnosti a technické vlastnosti. Jako příklad si vezměte šedou litinu. Zvýšený obsah křemíku přispívá ke snížení bodu tání a významně zlepšuje jeho technologické a licí vlastnosti. Z tohoto jednoduchého důvodu se casting s vysokým obsahem tohoto prvku obvykle odesílá do slévárny. Ale mangan je jakýmsi protikladem křemíku. Je to však užitečný chemický prvek, protože zvyšuje pevnost a tvrdost produktu.

výroba surového železa v Rusku Síra je jedním z nejnebezpečnějších inkluzí, což výrazně snižuje tekutost a refraktéritu litiny. Fosfor může mít jak škodlivé účinky, tak příznivé účinky. V prvním případě se vyrábějí výrobky složitého tvaru, tenkostěnné a nevyžadující velkou pevnost. Značka litiny s vysokým obsahem fosforu je však nepřijatelná pro použití v strojírenství, kde je třeba dosáhnout výrobků s vysokou pevností.

Pro karburátorové železo

Železo snížené v DP pohlcuje řadu chemických prvků, včetně uhlíku. V důsledku toho se vytváří vysoce kvalitní litina. Jakmile se objeví v pevné formě, začne se okamžitě natírat. Samotný proces je patrný při relativně nízkých teplotách 400-500 stupňů. Kromě toho je třeba poznamenat, že čím více uhlíku ve složení železa, tím nižší je teplota tání. Nicméně, když je kov již v kapalném stavu, postup pokračuje poněkud intenzivněji. Mělo by být zřejmé, že po změně konečného množství uhlíku v železe se již nebude možné měnit. Prvky jako mangan a chróm zvyšují obsah uhlíku a křemík a fosfor snižují jeho množství.

Trochu o slévárně

slévárny železa Odlévání je známo člověku po nějakou dobu, asi několik tisíc let. Jedná se o technologický proces, který umožňuje získat požadovaný formulář. Obvykle se vyrábějí pouze tvarované části a polotovary. Podstata metody spočívá v tom, že roztavený kov nebo jiný materiál (plast) je nalit do formy, jejíž dutina má potřebnou konfiguraci budoucí části. Po uplynutí času se kov zmrazí a slepý vzorek se získá. Prochází mechanickým zpracováním, které spočívá ve zlepšení kvality sedacích ploch, získání potřebné drsnosti apod. Zajímavé je, že slévárenská výroba litiny pro průmyslová zařízení se provádí v zemi. Za tímto účelem se vytvoří jednorázová písková forma a vybere se vhodné zařízení.

Něco jiného zajímavého

Stojí za to, abyste věnovali pozornost skutečnosti, že slévárna používá kov, který byl vyroben ve vysoké peci. V podstatě se při sekundárním tavení získávají produkty s požadovanými vlastnostmi, které se liší v tavné peci. Současně se vyrábějí odlitky, jejichž chemické složení zůstává ve slévárně beze změny. To platí zejména pro litinu. Když potřebujete získat kus železného kovu, kromě železa jsou do pece vložena řada modifikátorů, tavidel, deoxidátorů, stejně jako ocelová šrot a bajonetové železo. Ten je potřebný k získání odlitků z oceli a železa. Samotný proces výroby železa se výrazně neliší od výroby vysokých pecí.

procesu výroby železa

Závěr

Kromě těch, které uvažujeme, existují i ​​jiné způsoby výroby surového železa. Například v tavení otevřené pece. Tato metoda je však morálně zastaralá, protože je příliš náročná na spotřebu energie, i když kvalita kovu je na dobré úrovni. Úplně odlišná věc je metoda konvertoru, která naopak každoročně získává oblibu. Například výroba železa v Rusku ve zpracovatelích trvá asi 30-45% celkové výroby. Metoda převodníku má řadu významných výhod, z nichž jedna je vysoká rychlost tavení. Navíc z měniče se litina nalévá přímo do tvarů a používá se k určenému účelu. Je třeba poznamenat, že DP nelze zastavit, protože výroba je spojitá. V extrémním případě dochází k ochraně, ve které se v peci nacházejí koks. Pokud vysoká pec zastaví se, je snadnější vytvořit nový, spíše než začít starý.