Produzione di ghisa Francobolli in ghisa Tecnologia di produzione

Attualmente, il principale metodo di produzione del ferro è la fusione di minerali di ferro negli altiforni. Per la fusione è necessario un certo numero di materie prime, come fondenti, minerali di ferro o di manganese e combustibile. Il carburante utilizzato è la coca cola, che in sostanza è carbone. Il ruolo della coca cola consiste nel fornire al processo una riduzione dell'energia e una certa quantità di calore. Diamo un'occhiata alla produzione di ghisa in modo più dettagliato. Poiché si tratta di un processo lungo e complesso, la sua descrizione richiederà molto tempo.

Carburante per la fusione

Come notato sopra, la coca cola viene usata come combustibile. Inoltre, è ammesso l'uso di olio combustibile, polvere di carbone e gas naturale e di cokeria. Tuttavia, è quasi sempre che il coke è usato come combustibile principale. Questa è una sostanza che si forma quando i gas volatili vengono rimossi dal carbone a una temperatura compresa tra 900 e 1.200 gradi. Oggi, è l'unico tipo di combustibile solido che mantiene la sua forma originale mentre si sposta dalla parte superiore del forno alla fornace. In linea di principio, per questo materiale vengono richiesti requisiti stringenti, che riguardano la resistenza meccanica e la rigidità, necessari per la percezione di grandi carichi nella parte inferiore dell'altoforno. È estremamente importante resistere a una frazione di coca cola. Le particelle troppo piccole contribuiscono alla permeabilità del gas della carica e quelle troppo grandi vengono distrutte e formano una frazione fine. Inoltre, è necessario rispettare una certa percentuale di umidità necessaria per mantenere il regime termico.

Minerale di fusione

C'è molto ferro nella crosta terrestre, ma non si trova nella sua forma pura, è sempre estratto con rocce sotto forma di vari composti. Il minerale di ferro può essere chiamato solo quelle rocce dalle quali, da un punto di vista economico, è vantaggioso estrarre il ferro mediante fusione in una fornace. In natura ci sono minerali ricchi e poveri di ferro. Parlando dal punto di vista dell'industria metallurgica, ci sono un certo numero di additivi utili nel minerale, che sono necessari per la produzione di ghisa - cromo, nichel, manganese e altri. Ci sono anche inclusioni dannose: zolfo, fosforo, rame, ecc. Inoltre, minerale di ferro può essere diviso in diversi gruppi a seconda del minerale:

• ironstone rosso - 70% ferro, 30% ossigeno;
• minerale di ferro magnetico - 72,4% di ferro, 27,6% di ossigeno;
• ferro marrone: fino al 60% di ferro;
• ferro da stiro: fino al 48,3% di ferro.

Sarebbe logico concludere che la produzione di altoforno di ferro dovrebbe includere l'uso di minerale proveniente dal secondo gruppo. Ma il più comune è il primo, quindi è più spesso usato.

Preparazione del minerale per la fusione

Non è possibile estrarre il minerale di ferro da terra e gettarlo immediatamente nel dispositivo di avvio dell'altoforno. In primo luogo, è necessario migliorare leggermente gli indicatori tecnici ed economici, che permetteranno di utilizzare minerali relativamente poveri, di cui ce ne sono molti di più nella crosta terrestre, per produrre ferro. Ad esempio, un aumento di ferro nel minerale di solo l'1% porta ad un risparmio di coke del 2% e ad un aumento della produttività DP del 2,5%. Nella prima fase, il minerale viene frantumato in frazioni, e quindi la proiezione ha luogo. L'ultimo evento è necessario per la separazione del minerale di ferro in base alle dimensioni. Poi viene la media, in cui la composizione chimica si interrompe. Uno degli stadi più importanti e difficili è l'arricchimento. L'essenza del processo è rimuovere la roccia residua per aumentare il contenuto di ferro nel minerale. Solitamente l'arricchimento avviene in due fasi. Lo stadio finale è la sinterizzazione, che è necessaria per migliorare il flusso di fusione nell'altoforno.

Tecnologia di produzione

Il processo di dominio è una combinazione di processi meccanici, fisici e chimico-fisici che si verificano in un DP funzionante. I flussi, i minerali e la coca cola scaricabili nel processo di fusione vengono trasformati in ferro. In termini di chimica, è un processo redox. Infatti, il ferro è ridotto dagli ossidi e gli agenti riducenti sono ossidati. Ma il processo è chiamato restaurativo, poiché l'obiettivo finale è quello di ottenere metallo.

L'unità principale per l'implementazione del processo di fusione è la fornace (albero). È estremamente importante assicurare il contro-movimento dei materiali di carica, nonché la loro interazione con i gas, che si formano durante la fusione. Per migliorare il processo di combustione, viene utilizzato un apporto supplementare di ossigeno, gas naturale e vapore acqueo, che insieme si chiama soffia.

Ulteriori informazioni sul processo del dominio

La coca cola, che entra direttamente nella fucina, ha una temperatura di circa 1.500 gradi. Come risultato, una miscela di gas con una temperatura di 2.000 gradi si forma nella zona di combustione. Sorge in cima all'altoforno e riscalda i materiali che scendono nella fucina. Allo stesso tempo, la temperatura del gas diminuisce leggermente, a circa 1700-1600 gradi.

La miscela viene caricata nella porzione superiore. La distribuzione in DP avviene a strati. Di solito carica una porzione in 5 minuti. È necessaria una pausa per fare spazio nella parte superiore. La carburazione avviene anche nel solido stato del ferro, dopo che la temperatura scende a 1.100 gradi. Durante questo periodo inizia la riduzione delle estremità del ferro e l'ossidazione del silicio, del manganese e del fosforo. Di conseguenza, abbiamo il ferro carbonizzato, che contiene non più del 4% di carbonio. Si scioglie e scorre nel cuore. Anche le scorie vanno lì, ma poiché le densità specifiche dei materiali sono diverse, non sono collegate. Attraverso una taverna in ghisa, la ghisa viene rilasciata e attraverso le scorie dei rubinetti - scorie. In linea di principio, questa e tutte le tecnologie di produzione, descritte in breve. Ora considera un'altra domanda interessante.

Le principali marche di ghisa

Ghisa - una lega di ferro con carbonio. Il contenuto dell'ultimo elemento non deve essere inferiore al 2,14%. Inoltre, ci sono altri elementi, come silicio, fosforo, zolfo, ecc. Il carbonio è solitamente in uno stato legato (cementite) o in uno stato libero (grafite). La ghisa può essere suddivisa nei seguenti tipi:

• Fonderia - ha la marcatura L1-L6 e LR1-LR7.
• Pig iron - è contrassegnato come P1 e P2. Se il materiale è destinato ai getti, allora è PL1 e PL2. Il metallo con un alto contenuto di fosforo è indicato come PF1, PF2, PF3. Inoltre, vi è anche una ghisa di alta qualità: PWK1, PWK2 e PWK3.
• Grigio - СЧ10, СЧ15, СЧ20, СЧ25, СЧ30 e СЧ35.
• Ferro duttile - КЧ30-6, ЧК45-7, КЧ65-3, ecc. Se ci sono numeri dopo le lettere, indicano una forza di trazione temporanea.
• La ghisa legata con proprietà speciali è indicata dalla lettera "H";
• Anti-attrito (grigio) - ASF.

Si può dire che qualsiasi tipo di ghisa ha il suo ulteriore scopo. Ad esempio, la conversione viene utilizzata per la conversione in acciaio e per la produzione di getti. Allo stesso tempo, i marchi PL1 e PL2 andranno alla fonderia e P1 e P2 saranno utilizzati nella fabbricazione dell'acciaio.

Effetto di vari composti sulle proprietà

Indipendentemente dal tipo e dalla marca della ghisa, vi sono numerosi elementi che influiscono in modo significativo sulle sue proprietà e caratteristiche tecniche. Ad esempio, prendi la ghisa grigia. L'aumento del contenuto di silicio contribuisce ad abbassare la temperatura di fusione e migliora significativamente le sue proprietà tecnologiche e di fusione. Per questa semplice ragione, la ghisa con un alto contenuto di questo elemento viene solitamente inviata alla fonderia. Ma il manganese è una specie di antitesi al silicio. Tuttavia, è un elemento chimico utile, in quanto aumenta la resistenza e la durezza del prodotto.

Lo zolfo è una delle inclusioni più dannose, che riduce significativamente la fluidità e la refrattarietà della ghisa. Il fosforo può avere sia effetti nocivi che effetti benefici. Nel primo caso, vengono prodotti prodotti di forma complessa, a parete sottile e che non richiedono grande resistenza. Ma la marca di ghisa con un alto contenuto di fosforo è inaccettabile da utilizzare nell'ingegneria meccanica, dove è necessario ottenere prodotti ad alta resistenza.

Ferro carburatore professionale

Il ferro ridotto in DP assorbe una varietà di elementi chimici, incluso il carbonio. Di conseguenza, si forma una ghisa di alta qualità. Non appena appare in forma solida, la sua carburazione inizia immediatamente. Il processo stesso è evidente a temperature relativamente basse di 400-500 gradi. Inoltre, vale la pena notare che maggiore è il carbonio nella composizione del ferro, minore è il punto di fusione. Tuttavia, quando il metallo è già allo stato liquido, il processo procede in modo un po 'più intenso. Dovrebbe essere compreso che dopo che la quantità finale di carbonio nel ferro è cambiata, questo non sarà più possibile cambiare. Elementi come manganese e cromo aumentano il contenuto di carbonio e silicio e fosforo riducono la sua quantità.

Un po 'sulla fonderia

Il casting è noto all'uomo da parecchio tempo, circa diverse migliaia di anni. Questo è un processo tecnologico che consente di ottenere uno spazio vuoto del modulo richiesto. Di solito, solo le parti sagomate e gli spazi vuoti sono realizzati in questo modo. L'essenza del metodo risiede nel fatto che il metallo fuso o altro materiale (plastica) viene versato in uno stampo, la cui cavità ha la configurazione necessaria della parte futura. Dopo un po 'di tempo, il metallo si blocca e si ottiene il bianco. Subisce una lavorazione meccanica, che consiste nel migliorare la qualità delle superfici di seduta, ottenendo la ruvidità necessaria, ecc. È interessante notare che la produzione di fonderia di ghisa per attrezzature industriali viene effettuata nel terreno. A tale scopo, viene creato un modulo di sabbia una tantum e viene selezionata l'attrezzatura appropriata.

Qualcos'altro di interessante

Vale la pena di prestare attenzione al fatto che la fonderia utilizza il metallo prodotto in un altoforno. In sostanza, durante la fusione secondaria, si ottengono prodotti con le proprietà desiderate, che variano nel forno fusorio. Allo stesso tempo, i getti, la cui composizione chimica è lasciata invariata nella fonderia, sono fatti molto raramente. In particolare, questo vale per la ghisa. Quando si ha bisogno di ottenere un pezzo di metallo ferroso, oltre al ferro, un numero di modificatori, fondenti, disossidanti, così come rottami di acciaio e ferro a baionetta vengono caricati nel forno. Quest'ultimo è necessario per ottenere getti di acciaio e ferro. Lo stesso processo di produzione del ferro non è molto diverso dalla produzione di altiforni.

conclusione

Oltre a quelli considerati da noi, ci sono altri modi per produrre ghisa. Ad esempio, fusione in forni open-hearth. Ma questo metodo è moralmente obsoleto, dal momento che consuma troppo energia, sebbene la qualità del metallo sia ad un buon livello. Una cosa completamente diversa è il metodo di conversione, che, al contrario, sta guadagnando popolarità solo ogni anno. Ad esempio, la produzione di ferro in Russia nei convertitori richiede circa il 30-45% della produzione totale. Il metodo del convertitore ha una serie di vantaggi significativi, uno dei quali è l'alta velocità di fusione. Inoltre, dal convertitore, la ghisa viene versata direttamente nelle forme e viene utilizzata per lo scopo previsto. Va notato che è impossibile fermare il DP, in quanto la produzione è continua. Nel caso estremo, c'è una conservazione, in cui coca cova nella fornace. Se, tuttavia, altoforno si ferma, è più facile costruire un nuovo, piuttosto che avviare quello vecchio.