Выплавка чугуна и способы переработки чугуна в сталь
Схема химических процессов, протекающих в доменной печи
Задача 1121.
Дать схему химических процессов, протекающих в различных частях доменной печи, для чего при выплавке чугуна к руде добавляют карбонат кальция?
Решение:
а) В нижней части доменной печи кокс сгорает, образуя СО2, который поднимаясь вверх и проходя сквозь слои накалённого кокса, взаимодействует с ним и образует СО.
Протекаемые химические реакции в доменной печи имеют вид:
С + О2 = СО2;
С + СО2 = 2СО
б) Образовавшийся оксид углерода и восстанавливает большую часть железной руды, переходя снова в СО2. Процесс восстановления руды происходит главным образом в верхней части доменной шахты:
Fe2O3 + 3CO = 2Fe + 3CO2
Восстановление руды протекает по стадиям в зависимости от температуры:
1). Fe2O3 + 3CO 2Fe3O4 + CO2;
2). Fe3O4 + CO 3FeO + CO2;
3). FeO + CO Fe + CO2
в) В руде содержится пустая порода, которая состоит главным образом из диоксида кремния SiO2. Диоксид кремния – это тугоплавкое вещество. Для превращения тугоплавких примесей в более легкоплавкие соединения к руде добавляется флюс. Обычно в качестве флюса используют карбонат кальция СаСО3. При взаимодействии его с SiO2 образуется CaSiO3 легко отделяющийся в виде шлака.
Химизм процесса:
СаСО3 = СаО + СО2;
СаО + SiO2 СаСО3.
Образующийся СО2 превращается в СО, который расходуется на восстановление руды, а СаСО3 в виде шлака выводится из доменной шахты.
Известные способы переработки чугуна в сталь
Задача 1122.
Перечислить известные вам способы переработки чугуна в сталь. Какие химические процессы протекают при этом?
Решение:
Существует несколько способов переработки чугуна в сталь. Они основаны на окислении, содержащегося в чугуне углерода и примесей, и отделении образующихся оксидов в газовую фазу или в шлак.
а) Мартеновский способ переработки чугуна в саль ведут в пламенной отражательной печи, в которую загружают чугун, металлический лом и некоторое количество руды. В печь вводятся предварительно нагретые воздух и топливо (в виде газа или расплавленной жидкости). При сгорании топлива образуется факел с температурой 1800 – 1900 0С. Метал и руда плавятся, и в расплав вводят добавки, необходимые для получения стали заданного состава. Выгорание примесей происходит главным образом за счёт кислорода воздуха.
б) Конверторный способ (бессемеровский метод) переработки чугуна в саль состоит в продувании струи воздуха через расплавленный чугун. При этом углерод и примеси сгорают и удаляются в виде газов или переходят в шлак. Этот метод имеет ряд недостатков по сравнению с мартеновским методом. Качество бессемеровской стали ниже, чем мартеновской. Это объясняется тем, что в ходе дутья в металле растворяется много азота из воздуха, что и обусловливает склонность данной стали к старению – утрате с течением времени пластичности и возрастанию хрупкости. Качество бессемеровской стали можно улучшить, используя кислородное дутьё.
в) Способ получения стали в электрических печах. В электрических печах легко обеспечивается быстрый подъём и точное регулирование температуры; в ней можно создавать окислительную, восстановительную или нейтральную атмосферу. Это позволяет получать сталь высокого качества.
При выплавке стали протекают процессы окисления-восстановления углерода и примесей. Выгорание примесей происходит главным образом за счёт кислорода:
С + О2 = СО2;
4P + 5O2 = P4O10;
Si + O2 = SiO2
💥 Видео
Производство чугуна. 11 класс.Скачать
Изучение доменной печи (симулятор)Скачать
Получение чугунаСкачать
Технология доменной плавкиСкачать
Устройство и работа доменной печи, 1971Скачать
Получение и применение чугуна и сталиСкачать
Банная печь по серому из кирпича. Ручная формовка в Нео-Русском стилеСкачать
14. Чугун и сталь. Окружающий мир - 2 классСкачать
Горновой доменной печи рассказывает о своей работеСкачать
Доменная печь. Рождение сталиСкачать
Галилео. Металлургия (часть 1)Скачать
Устройство и работа доменной печиСкачать
Металлургия чугуна и сталиСкачать
Выпуск чугунаСкачать
Металлургия прошлого, полное объяснение. Часть I . Доменная печь в ИстьеСкачать
Доменное производство. Общие вопросы технологии.Скачать
Как закаляется сталь. Производство чугунаСкачать
КМ и ТО 1 Производство чугуна и сталиСкачать
Вскрытие лётки доменной печиСкачать
#AZOVSTAL / Технология доменного производстваСкачать