Чугунами принято называть сплавы железа с углеродом (Fe–Fe3C) с содержанием углерода свыше 2% (в разное время это оценивали от 1,7% до 2,14%). Наименьшую температуру плавления (1148°C) имеет сплав без примесей с содержанием углерода 4,38% (эвтектический).
В доменных печах в наибольшем количестве выплавляют чугун «передельный», предназначенный для передела в сталь или для переплавки в чугунолитейных цехах для производства различных отливок. Передельный чугун в зависимости от назначения выпускается трех видов:
- Передельный коксовый для сталеплавильного производства марок П1 и П2 и для литейного производства марок ПЛ1 и ПЛ2;
- Передельный коксовый фосфористый марок ПФ1, ПФ2 и ПФ3;
- Передельный коксовый высококачественный марок ПВК1, ПВК2 и ПВК3
Химические составы данных видов чугуна должны соответствовать техническим условиям ГОСТ 805–95 «Чугун передельный», который устанавливает марки, группы, классы и категории в зависимости от содержания кремния, марганца, фосфора и серы.
По требованию потребителей к химическому составу передельного чугуна могут предъявляться дополнительные требования по содержанию углерода, меди, хрома и др., например, содержание кремния в чугуне марки П1 должно быть свыше 0,5% и до 0,9% включительно, в марке П2 до 0,5%; в марке ПЛ1 свыше 0,9% и до 1,2%, в марке ПЛ2 свыше 0,5 и до 0,9 включительно.
Кроме передельного чугуна в доменных печах выплавляют различные виды и марки литейных чугунов:
- Литейный коксовый марок ЛК1; ЛК2; ЛК3; ЛК4; ЛК5; ЛК6; ЛК7;
- Литейные легированные чугуны с повышенным содержанием некоторых металлов
- Хромоникелевые, титанистые, титаномедистые, ванадиевые.
Примерный химический состав чугуна: Si — 0,80%; Mn — 0,40%; S — 0,6%; Ti — 0,10%; P — 0,08%; Cr — 0,05%; C — 4,64%.
Передельный чугун с содержанием кремния 0,4% — 1,2% используют для выплавки стали, а литейный с кремнием свыше 1,2% поставляют на машиностроительные предприятия.
При выплавке ванадийсодержащего чугуна на титаномагнетитовой шихте содержание кремния стараются держать около 0,2–0,3% для ограничения восстановления титана в чугуне. При азотсодержащем воздушном дутье образуются очень мелкие карбиды и нитриды титана, называемые гренали, которые не растворяются в чугуне и скапливаются между чугуном и шлаком, затрудняя отработку шлака на выпуске чугуна.
Вредными примесями в чугуне считаются фосфор и сера, причем при доменной восстановительной плавке удалить фосфор из чугуна невозможно. Серу удаляют повышением основности конечного шлака. Способствует удалению серы повышение содержания кремния в чугуне.
Шлак используют для производства строительных материалов и шлакопортландцемента. Побочной продукцией является колошниковый газ, который применяется для нагрева дутья в воздухонагревателях, основная часть которого подается в газовую сеть предприятия.
Отходами производства являются скрап литейного двора, уловленная в сухом пылеуловителе колошниковая пыль, шламы системы мокрой очистки доменного газа. Пыль, уловленная в системе мокрой газоочистки, подается в виде шлама в специальные бассейны-отстойники, где шлам сгущается и откачивается со дна сгустителя, очищенная вода поступает в оборотный цикл водоснабжения.
Шламы системы мокрой газоочистки доменного процесса содержат повышенное количество цинка и щелочей, поэтому могут иметь ограниченное применение в рециклинге. Как правило, этот шлам выводится из оборота и размещается либо в прудах-отстойниках, либо в шламохранилищах.
Технологические операции процесса выплавки чугуна сопряжены с эмиссиями загрязняющих веществ. Использование сухих материалов (кокса, агломерата, окатышей, железных руд, флюсов или их заменителей), обладающих к тому же абразивными свойствами, приводит к выделению пыли в местах перегрузок, при отсеве мелочи на грохотах, при наборе материалов в весовую воронку в шихтовом отделении.
При выпуске чугуна происходит активное выделение графитовой спели из чугуна и окисление струи металла. При охлаждении шлака водой из него выделяется H2S, образующийся при взаимодействии сульфида кальция шлака с водой или влагой воздуха:
CaS + H2O = CaO + H2S.
При нагреве дутья в доменных воздухонагревателях образуются дымовые газы с характерным для них составом в виде оксидов азота, оксида углерода, оксида серы.
Если понравилась статья просим оценить ее лайком и оставить своё мнение в комментариях! Советуем подписаться, чтобы не пропустить много интересных статей в будущем!
#технологии #наука #оборудование #промышленность #экология #чугун #производствочугуна
