Металлургический процесс плавки чугуна в вагранке.

1.группа материалов: шихта, топливо, флюсы

2. ваграночные газы: СО,СО₂,О_2,N₂

Ваграночные газы поднимаются вверх,шихта опускается вниз.Вагранка работает по принципу противотока.Между газовой фазой и составляющими шихты помимо процессов теплопередачи происходит различные химические процессы.Основной горючей составляющей кокса яв. 4 реакции:

1.2С+ О₂ =2СО+Q₁

2.С+ О₂=СО₂+ Q₂

3.2СО+ О₂=2СО₂+ Q₃

4.СО₂+С=2СО- Q₄

Вагранку мысленно разбивают на 5 зон:

1.горн(0,1-0,5 м);

2.кислород.зона-идет подача горячего воздуха;

3.редукционная зона холостой колонки;

4.зона плавления на высоте 2 м

5.шахта вагранки

В кислородной зоне портекают 1,2,3 реакц. С выделением тепла.В редукц.зоне устанавлив-ся определенное соотношение СО₂ к СО,которое не меняется.

Рассмотрим процессы,портекающие в отдельных зонах.В шахте вагранки:1.науглераживание2.окисление3.насыщение серой4.пр-сы диссоциации известняком

Подн-ся наверх газы содержат СО,к/е будут вз/дть с Fе с образ:

2СО+ -Fе=СО₂+ γ-FеС

Идет дальнейшее окисление Fe:

Fе+СО₂= FеО+СО

2 FеО+ СО₂₌ Fе₂О₃+СО

Si+2СО₂=2СО+ SiО₂

Mg+2CO₂=2СО+ MgО₂

Происходит поверхностное окисление. Кол-во окисляемого материала зависит от размеров шихты.Более сильно будет окисляется стальный лом и стружка.

идет насыщение Fе серой:

2 Fе+SO₂= FеS+FeO

Также идет диссоциация:

CaCo₃=CaO+CO₂

1.в шахте понижается температура с 1500 до1200

2.в зоне плавления происходит оплавление краев Ме,газы значительно охлаждаются

3. в редукц.зоне капли жидкого чугуна перегреваются в рез-те воздействия газа и раскаленнгог кокса.Идет процесс образования шлака.Количество и состав ваграночного сплава зависит от режима плавки,кол-ва шихтовых материалов и флюса.

Источники образования шлака:

1. Угарный элемент 15-20% Mr,10-15% Si, 1,5-3 % Fe, кот дают оксиды. Это составляет 1-2 % от веса Ме.

2. Оплавление футеровки – 1-2% от веса Ме.

3. Песок, приставший к чушкам чугуна,а также окислы,покрывающие поверх-ть лома. 0,5-2 % от Ме.

4. Зола топлива 1-2%

5. Известняк 3-4%

Средний состав шлака:

SiO2 40-55%,CaO 20-30%, Al2O3 5-15 %, MgO 0,5-5 %, FeO 3-15 %, MnO 2-10%.

Качеств шлаки д/иметь оливково-зеленую окраску. Если шлак черный –в ваграке низкая темп-ра,необх увелич. Стекловидное состояние шлака указывает на его кислый характер.

В кислородной вдувке(4) кислородная атмосфера более окисленная в следствие наличия свободного кислорода. В этой зоне идет дальнейший нагрев жидкого чугуна. Идут сильные восстановит реакции.

Происходит интенсивное растворение углерода в жидком чугуне и заканчив-ся процесс шлакообразования.

В горне(5) идет дальнейшее повышение содержания углерода до предела его насыщения. Чем больше высота горна, тем больше насыщение углерода.

Вагранка — плавильная печь шахтного типа непрерывного дей-вия, работающая по принципу противотока. Снизу вверх под­ымается поток горячих газов, образующихся в результате горе-кокса, навстречу ему опускается поток шихты. В результате плообмена между этими потоками металлическая шихта про-"вается, плавится, а получившийся жидкий металл перегрева-гся выше температуры ликвидуса. В зависимости от размеров и конструкции производительность гранок составляет от 3 до 100 т/ч жидкого чугуна.

Дата добавления: 2015-07-20