Kaip gauti ketaus? Ar geležies lydinys, kurio medžiaga leidžia gauti ketaus?

Ketaus yra metalas, plačiai naudojamas įvairiose pramonės šakose, turintis puikių savybių. Jo gavimo procesas yra gana paprastas ir apima per daug žingsnių savaime. Ši medžiaga išlyginama aukštakrosnėse - specialios krosnys, kurios yra panašios į išsiplėtusios bandinio mėgintuvėlio kopiją. Kaip gauti ketaus ir toliau kalbėti visomis detalėmis.

Kalnakasybos ir perdirbimo įmonės

Pagrindinės žaliavos, naudojamos ketaus gamybai, yra geležies rūdos. Jie išgauna jį karjeruose įvairiose mūsų šalies vietose. Kaip žinoma, kasykloje randama daug įvairių priemaišų. Žinoma, ne, jis naudojamas lydyti ketaus tokioje "žaliavoje". Todėl pirmajame etape jis vyksta į specialias įmones - rūdos gavybos ir perdirbimo įmones. Čia iš tuščios akmenų pašalinamos ir susmulkinamos. Tada jau gryna rūdos pakrauta į traukinių vagonus ir siunčiama į metalurgijos įmones.

Aglomeracijos procesas

Tiesą sakant, kaip gauti ketaus, mes išnagrinėsime žemiau. Dabar pakalbėkime apie tai, kaip rūdai ruošiami liejimui tiesiai į metalurgines įmones.

Jei įprastai ištirpusi medžiaga naudojama perdegimui, aukštakrosnės našumas smarkiai sumažės. Faktas yra tas, kad toks mokestis turi mažą dujų pralaidumo laipsnį. Todėl, prieš rūdos įkėlimą į aukštakrosnę, aglomeracijos procesas būtinai vyksta.

Ši procedūra atliekama specializuotose metalurgijos įmonių parduotuvėse ir yra procesas, kai akmens skarda tampa tam tikro dydžio gabalais, labiausiai tinkamais ketaus lydymui. Esant aukštai temperatūrai prilipo, kad būtų lengviau ištirpęs įkrovimo dalelių paviršius. Kaip rezultatas, pastarieji tiesiog klijuoja kartu, formuojant gabalus. Tokiu būdu rūdos susimaišymas su anglimi. Dėl pastarojo degimo rezultatas pasiekia temperatūrą, reikalingą gabalams gauti. Aglomeracijos procesą skatina praeinantis rūdos sluoksnis su oro srautu (iš viršaus į apačią).

Norint gauti aglomeratą, galima naudoti ne tik rūdą. Kartais taip pat gaminami iš mažų geležies gabalų. Jo lydinys, kurio medžiaga leidžia gauti ketaus, bus nagrinėjamas toliau. Žinoma, šio metalo gamybai kiaulėse nėra geležies. Jis ištirpinamas paprastu metaliniu laužu.

Kas atsitinka orkaitėje

Taigi, pažiūrėkime, kaip jie gaus ketaus aukštakrosnėse. Iš vidaus, šio dizaino krosnis susiduria su plyta. Jo darbo principas yra palyginti paprastas. Ketaus gamyboje, be aglomerato, naudojamas koksas, kalkės ir srautas. Šių medžiagų mišinys yra paruošiamas tam tikru santykiu. Tai vadinama aukštakrosne. Jis įpilamas į specialius keltuvus ir pakeltas iki pačios viryklės.

Norint užsidegti koksui, būtina deguoniui praturtėti oras. Iš žemiau esančios aukštakrosnės šeriamos per specialias skylutes, vadinamą užkandinėmis. Jis yra išskiriamas į orkaitę esant labai aukštam slėgiui. Tai yra būtina norint, kad oras prasiskverbtų per aukšto sluoksnio krūvį. Tokiu atveju išankstinis srautas kaitinamas iki 600-800 laipsnių, kitaip temperatūra krosnies viduje sumažės.

Ketaus, susidaręs skleidžiant įkrovą, maždaug kartą per 40 minučių, išsikrauna per specialią skylę, vadinamą čiaupu. Be to, jis įpilamas į didelių talpos dubenis ir pervežamas į plieno gamyklų parduotuves.

Geležies atgavimas ir carburizavimas krosnyje

Visos aukštakrosnės dirba pagal priešpriešinį principą. Tokiu atveju atsiranda tokie cheminiai procesai :

1. Geležies išgavimas. Šis procesas vyksta nuosekliai ir atrodo taip: Fe ₂ O ₃ - Fe ₃ O ₄ - FeO - Fe. Šiuo atveju kaip redukcijos agentas yra anglies monoksidas (CO), susidarantis dėl CO ₂ sąveikos su karštu koksu ir pastarojo kieto anglies.
2. Geležies carburizacija. Reakcija šiuo atveju yra tokia: 3Fe + 2CO = Fe3C + CO2 + Q. Fe3C karbidas lengvai sumaišomas su kieta geležimi, dėl kurio susidaro pastarojo lydinys su anglimi. Nuleidžiant, jis dar labiau išplauna kokso ir angliavandenilių gabalėlius. Be to, ji ištirpina medžiagas, tokias kaip manganas, siera, silicis ir kt.

Taigi, tampa aišku, kad aukštakrosnių metalas yra geležies lydinys, kurio medžiaga. Jūs galite gauti ketaus tiesiog carburizing išlydžio įkrovos.

Atkurti kitus elementus

Mn, silicis, siera ir fosforas įeina į aukštakrosnę kartu su įkrova įvairių cheminių junginių pavidalu. Aukštesni mangano oksidai yra mažinami iki MnO tokiu pačiu principu, kaip geležis: MnO ₂ - Mn ₂ O ₃ - Mn ₃ O ₄ - MnO. Grynas manganas išsiskiria taip: MnO + C = Mn + CO-Q. Silicis patenka į krosnį silicio SiO ₂ pavidalu. Jo atsigavimas vyksta reakcija SiO ₂ + 2C = Si + 2CO-Q.

Fosforas yra sumažintas vandeniliu, kietuoju anglimi ir CO, ir, deja, beveik visiškai patenka į ketaus. Šis elementas degraduoja geležies aukštakrosnių lydinį. Tai leidžia gauti geros kokybės ketaus silicio dioksido, esančio srovėje, taip pat aukštesnius mangano oksidus. Mn kai kuriais atvejais yra papildomai įpylta į aukštakrosnį. Šiuo atveju gaunamas ypatingas ketaus - mangano rūšis.

Sieros pašalinimas

Klausimas, kaip gauti geros kokybės ketaus, be kitų dalykų, yra mažinamas dėl šio nepageidaujamo elemento. Siera yra pagrindinis kenksmingas priemaišas, žymiai pablogindamas galutinio lydymo produkto savybes. Pagrindinis kiekis yra kokso. Siera pašalinama didinant kalkių kiekį (CaO) ir didinant krosnies temperatūrą. Tokiu atveju reakcija yra tokia: FeS + CaO = FeO + CaO + Q. Galima naudoti kitus metodus, siekiant sumažinti sieros kiekį ketaus. Pavyzdžiui, kartais jau išlydyta medžiaga apdorojama išleidimo lovelėje arba dubenyje su soda. Sieros pašalinimas atsiranda dėl reakcijos FeS + NaCO ₃ = FeO + Na ₂ S + CO ₂ .

Šlakų formavimas

Taigi mes sužinojome, kaip gauti ketaus. Tačiau, išlydžius šią medžiagą, nacionalinėje ekonomikoje plačiai naudojamas dar vienas produktas. Kai lydosi 1 toną ketaus, 0,6 t šlako lapų. Tikslas yra tas, kad net grynuose geležies rūkuose yra gana daug molio. Kokso sudėtis yra pelenai. Norint pašalinti šiuos nereikalingus elementus į krūvį, be kitų dalykų, sumaišykite srautus (kalcio ir magnio karbonatus). Lydymosi procese jie įeina į cheminę reakciją su įvairių rūšių priemaišomis, todėl susidaro šlakai. Tai yra aliumosilikato arba silikato lydalas.

Šlako tankis yra mažesnis nei skystos geležies tankis. Todėl lydymosi proceso metu jis yra žemiau jo. Periodiškai jį išimkite atskirai, vadinamą šlaką. Šis geležies liejimo šalutinis produktas daugiausia naudojamas cemento ir statybinių blokų gamybai kaip užpildas.

Ketaus rūšys

Kaip matote, klausimas, kaip ketaus gauti aukštakrosnėse, yra gana paprastas. Vis dėlto, iš krosnies gali išsiskirti šiek tiek kitokia cheminės sudėties ir fizikinių savybių medžiaga. Visi ketaus iš esmės yra suskirstyti į dvi rūšis: nereikalingas (baltas) ir liejimo (pilkas). Pirmasis tipas naudojamas kaip žaliava plieno gamyboje. Liejiniai yra naudojami gaminti visų rūšių ketaus gaminius, kurie yra paklausūs rinkoje.

Baltos spalvos ketaus

Šios rūšies išlydyto metalo dalis aukštakrosnėse yra 75-80%. Pagrindinės tokio ketaus savybės yra: didelis kietumas, trapumas ir atsparumas dilimui. Manangoje ir sieros sudėtyje paprastai yra daugiau negu liejykloje. Balto ketaus apdirbimas labai sunkus. Naudokite bet kokių gaminių gamybai, įprasti šiuolaikinių mašinų pjovimo įrankiai negali. Tačiau plienas yra pagamintas iš šios rūšies ketaus paprasčiausiai. Perdirbtas aukštakrosnių metalas yra suskirstytas pagal tolesnio lydymosi metodą į tris klases: atviruosius židinius (M), Bessemer (B) ir Thomas (T).

Ketaus

Šioje medžiagoje esantis anglies kiekis daugiausia yra laisvo grafito pavidalo, kurio sudėtyje yra silicio. Ji tiekiama ketaus produktų gamybai kiaulių pavidalu. Ši medžiaga yra pažymėta raidėmis "L" ir skaičiais nuo "1" iki "6", priklausomai nuo tikslo. Taip pat yra magnio kruopos, paženklintos raidėmis "LR".

Na, tikimės, kad mes visapusiškai atsakėme į klausimą, ar geležies lydinys, kurio medžiaga leidžia mums gauti ketaus. Tai yra įprasta anglis, pakeičianti deguonį aukštakrosnėse. Pagrindinės ketaus savybės priklauso nuo jo sudėtyje esančių priemaišų kiekio: mangano, fosforo, silicio ir sieros.