цветных металлов и сплавов

3.1. Исходные материалы и подготовка их к плавке

Для производства чугуна в доменных печах необходимо иметь следующие исходные материалы: железные руды, топливо (если оно твердое) и флюсы. Эти исходные материалы называются шихтой.

Железные руды представляют собой оксиды или карбонаты железа и другие соединения. Руда, образованная гематитом Fе2О3, называется красным железняком (содержит железа 55-70%), магнетитом Fe3O4 – магнитным железняком (55-60% Fe), гидратами оксидов Fe2O3·nH2O – бурым железняком (37-55% Fe). Руда, состоящая из сидерита FeCO3 (карбоната железа), называется шпатовым железняком (30-40% Fe). В состав железных руд входят также и образующие пустую породу оксиды: SiO2, А12О3, СаО и MgO. Примеси руд делятся на полезные (Mn, Cr, Ni, V, W, Mo) и вредные (в основном Р и S), приводящие к хладно – и красноломкости металла соответственно.

Подготовка руд к плавке является важнейшим этапом современного металлургического производства. Руды дробят и измельчают, после чего их сортируют и обогащают.

Обогащение руд осуществляют следующими способами: промывкой, обжигом, магнитной сепарацией, флотацией и гравитацией. Продукты обогащения подразделяются на концентрат (более 60% Fe) и хвосты – отходы с малой долей железа.

Концентрат подвергается окускованию. Результатом первого способа окускования – агломерации – является кусковой пористый офлюсованный материал – агломерат, второго способа – окатывания – окатыши (офлюсованные шарики диаметром 10-15 мм).

Основным топливом для доменной плавки служит кокс – продукт сухой перегонки каменного угля коксующихся сортов при температурах 900-1100°С без доступа воздуха. Как частичные заменители кокса могут быть использованы природный газ, мазут или пылевидное топливо.

Пустая порода вместе с флюсами образует жидкий шлак. Флюс придает шлаку необходимые состав и свойства, благодаря чему обеспечиваются заданный режим работы печи и очистка чугуна от серы. В качестве флюса используют известняк СаСО3 или доломитизированный известняк nСаСО3·mМgСО3.