Kako dobiti lijevanog željeza? Željezna legura s kojom tvari dopušta dobivanje lijevanog željeza?

Lijevano željezo je metal koji se široko koristi u raznim industrijama, s izvanrednim karakteristikama izvedbe. Postupak dobivanja je relativno jednostavan i ne uključuje previše koraka u sebi. Ovaj materijal se rastopi u eksplozivnim pećima - posebnim pećima, nešto poput povećane kopije ispitne cijevi. O tome kako dobiti lijevanog željeza, i razgovarati dalje u svim detaljima.

Rudarstvo i obrada biljaka

Glavne sirovine koje se koriste za proizvodnja lijevanog željeza, je željezna ruda. Izlučuju ga u kamenolomima u različitim dijelovima naše zemlje. Kao što je poznato, minirana rudača sadrži veliki broj različitih vrsta nečistoća. Koristite ga za taljenje lijevanog željeza u takvom "sirovom" obliku, naravno, ne. Stoga, u prvoj fazi, odlazi u specijalna poduzeća - rudarska rudarska i prerađivačka postrojenja. Ovdje prazne stijene su uklonjene i slomljene. Tada već čista ruda se ulazi u vagone vlakova i šalje metalurškim postrojenjima.

Postupak aglomeracije

Zapravo, kako dobiti lijevano željezo, razmotrit ćemo u nastavku. Sada razgovarajmo o tome kako je ruda pripremljena za njeno taljenje izravno u metalurškim postrojenjima.

Ako se za topljenje koristi obični rastopljeni materijal, produktivnost visoke peći će se naglo smanjiti. Činjenica je da takav naboj ima mali stupanj propusnosti plina. Stoga, prije punjenja ruda u visokotehnici, nužno se odvija proces aglomeracije.

Ovaj postupak se provodi u specijaliziranim trgovinama metalurških postrojenja i predstavlja proces sinteriranja stijene u komade određene veličine, najprikladnije za taljenje sirovog željeza. Nalazi se na visokoj temperaturi, dostatnoj za lako taljenje površine čestica punjenja. Kao rezultat toga, potonji jednostavno ljepljivaju zajedno, oblikujući komade. Tako preliminarna ruda miješa s ugljenom. Kao rezultat izgaranja potonjeg, postiže se temperatura potrebna za dobivanje komada. Potaknuli proces aglomeracije prolazeći kroz sloj rude s strujama zraka ugljena (od vrha do dna).

Za dobivanje aglomerata ne može se koristiti samo ruda. Ponekad je također izrađen od malih komada željeza. Njegova legura s onim što tvar dopušta dobivanje lijevanog željeza, bit će razmatrana u nastavku. Naravno, za proizvodnju ovog metala ne koristi se željezo u svinjama. Uobičajeni otpadni metal se rastopi u lijevano željezo.

Što se događa u pećnici

Znači, da vidimo kako dobiju željezno željezo u visokoj peći. S unutarnje strane, peć ovog dizajna suočava se s opekom. Princip njegova djelovanja je relativno jednostavan. U proizvodnji lijevanog željeza, osim aglomerata, koriste se koks, vapno i strujanje. Mješavina tih materijala pripravljena je u izvjesnom omjeru. To se zove velika peć. Izlijeva se u posebne žičare i podiže se do samog vrha pećnice.

Kako bi koks mogao zapaliti, potrebna je velika količina zraka obogaćena kisikom. Poslužuje se visoke peći odozdo, kroz posebne rupe zvane tuyeres. Upuhan je u peć pod vrlo visokim pritiskom. To je neophodno kako bi zrak prolazio kroz sloj napunjene napunjene gornje strane. Istodobno, predpregled se zagrijava na 600-800 stupnjeva, u suprotnom će se temperatura u peći smanjiti.

Lijevano željezo proizvedeno tijekom širenja punjenja teče dolje i ispušta se otprilike jednom svakih 40 minuta kroz posebnu rupu nazvanu slavinu. Nadalje, ulijeva se u posude velikog kapaciteta i prevozi se u čeličane taline.

Oporavak i sterilizacija željeza u peći

Svi visoki peći djeluju prema protustrujnom načelu. U tom slučaju, naizmjence se pojavljuju sljedeće kemijski procesi:

1. Oporavak željeza. Ovaj proces se odvija dosljedno i izgleda ovako: Fe₂O₃ - fe₃O₄ - FeO - Fe. Kao redukcijsko sredstvo u ovom slučaju, ugljični monoksid (CO), kojeg tvori CO₂ s vrućim koksom, kao i čvrsti ugljen potonje.
2. Carburiranje željeza. Reakcija u ovom slučaju je sljedeća: 3Fe + 2CO = Fe₃C + CO₂ + Q. Carbide Fe₃C se lako pomiješa s čvrstim željezom, što rezultira formiranjem legure potonje s ugljikom. Spuštajući se, on još više pere komade koksa i carbesa. Osim toga, otapa tvari poput mangana, sumpora, silicija itd.

Dakle, postaje jasno da je metalni pjenasti sloj legure željeza s kojom tvari. Lijevano željezo možete dobiti jednostavno polaganjem taline naboja.

Vraćanje ostalih stavki

Mn, silicij, sumpor i fosfor ulaze u visoku peć zajedno s nabojem u obliku različitih kemijskih spojeva. Viši oksidi mangana se reduciraju na MnO otprilike na isti način kao i željezo: MnO₂ - Mn₂O₃ - Mn₃O₄ - MnO. Čisti mangan se oslobađa kako slijedi: MnO + C = Mn + CO - Q Silicij ulazi u peć u obliku silikagela SiO₂. Njegov oporavak javlja se reakcijom SiO₂ + 2C = Si + 2CO-Q.

Fosfor se smanjuje vodikom, čvrstim ugljikom i CO i, nažalost, gotovo u potpunosti prelazi u željezo. Ovaj element razgrađuje leguru od visokih peći od željeza. Omogućuje dobivanje kvalitetnog lijevanog željeza u siliciju prisutnoj u naboju, kao i višim oksidima mangana. Mn je u nekim slučajevima posebno dodan u visok stupanj peći. U ovom slučaju dobiva se posebna vrsta lijevanog željeza - mangana.

Uklanjanje sumpora

Pitanje kako dobijati lijevano željezo dobre kvalitete se, između ostalog, smanjuje od čišćenja ovog nepoželjnog elementa. Sumpor je glavna štetna nečistoća koja znatno pogoršava svojstva konačnog proizvoda taljenja. Glavna količina je sadržana u koksu. Uklonite sumpor povećavajući sadržaj punjenja vapna (CaO) i povećavajući temperaturu u peći. Reakcija je u ovom slučaju sljedeća: FeS + CaO = FeO + CaO + Q. Druge metode mogu se koristiti za smanjenje postotka sumpora u lijevano željezo. Na primjer, ponekad već rastopljeni materijal obrađuje se u izlaznom kanalu ili zdjelici s natrijevim. Odstranjivanje sumpora nastaje kao posljedica reakcije FeS + NaCO₃ = FeO + Na₂S + CO₂.

Formiranje šljake

Tako smo saznali kako dobiti lijevanog željeza. Međutim, kada se to materijal topi, još jedan proizvod široko se koristi u nacionalnom gospodarstvu. Prilikom taljenja 1 tone lijevanog željeza, 0,6 t lišća troske. Činjenica je da čak iu pročišćenoj željeznoj rudi postoji prilično velika količina gline. Sastav koksa je pepeo. Da biste uklonili ove nepotrebne elemente na punjenje, između ostalog, pomiješajte tokove (kalcij i magnezijev karbonat). U procesu taljenja, oni ulaze u kemijsku reakciju s različitim vrstama nečistoća, što rezultira stvaranjem troske. To je aluminosilikatna ili silikatna talina.

Gustoća troske je manja od one tekućeg željeza. Stoga, u procesu topljenja, nalazi se ispod njega. Izvadite ga povremeno kroz odvojenu slavinu, nazvanu trosku. Ovaj nusprodukt željeza koristi se uglavnom za proizvodnju cementa i građevnih blokova kao punila.

Vrste lijevanog željeza

Kao što možete vidjeti, pitanje kako dobiti sirovo željezo u visokoj peći relativno je jednostavno. Na kraju, međutim, iz peći može doći do materijala koji se blago razlikuje u kemijskom sastavu i fizičkim svojstvima. Svi lijevane glave uglavnom su podijeljene u dvije vrste: suvišne (bijele) i ljevaonice (sive). Prvi tip se koristi kao sirovina za proizvodnja čelika. Ljevaonica se koristi za proizvodnju svih vrsta proizvoda od lijevanog željeza koji su potražnja na tržištu.

Bijelo lijevano željezo

Udio ove vrste metala koji se melje u eksplozivnim pećima iznosi 75-80%. Glavna svojstva takvog lijevanog željeza su: visoka tvrdoća, lomljivost i otpornost na habanje. Mangan i sumpor u njoj obično sadrže više nego u ljevaonici. obrada bijelo lijevano željezo posjeduje veliku poteškoću. Koristiti za proizvodnju bilo kojeg proizvoda od njega, uobičajeni rezni alati suvremenih strojeva ne mogu. Ali čelik se dobiva od lijevanog željeza ove sorte vrlo jednostavno. Eksplozija svinja podijeljena metala, ovisno o metodi daljnje taljenje u tri razreda: Hearth (M) Bessemer (B) i Thomas (T).

Lijevano željezo

Ugljik u ovom materijalu uglavnom se nalazi u obliku slobodnog grafita, koji ima silicij u svom sastavu. Isporučuje se za izradu proizvoda od lijevanog željeza u obliku svinja. Ovaj materijal označen je slovom "L" i brojevima od "1" do "6", ovisno o svrsi. Tu je i magnezijev rafinirani lijevano željezo označen slovima "LR".

Pa, nadamo se da smo u potpunosti odgovorili na pitanje je li željezna legura s kojom nam tvar dopušta da dobijemo lijevanog željeza. Ovo je obični ugljen koji zamjenjuje kisik u visokoj peći. Glavna svojstva lijevanog željeza ovise o količini nečistoća u svom sastavu: mangan, fosfor, silikon i sumpor.