ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Развитие производства черных металлов в СССР из "Автомобильные материалы и шины " Производство черных металлов в России возникло в древние времена. Изучением исторических документов и различных предметов установлено, что русские воины еще в древние времена (Vn—VHI вв.) пользовались оружием, изготовленным из металла отечественного производства. Добыча черных металлов в России до конца XVI в. производилась кустарным способом. Первые русские металлургические заводы с доменными печами были построены в 1632 г. Производство черных металлов и строительство металлургических заводов в России особенно быстро стало развиваться при Петре Первом. [c.10] Перед началом первой мировой войны (1914 г.) царская Россия по производству чугуна и стали занимала пятое место в мире. [c.10] В годы пятилеток в СССР были созданы мощные металлургические комбинаты, оснащенные новейшим техническим оборудованием. В результате Советский Союз в 1934 г. занял второе место в мире по производству чугуна, а по производству стали обогнал все европейские страны. В развитии металлургической промышленности большую роль сыграли рабочие-новаторы производства, которые резко повысили производительность доменных, мартеновских и других печей, а также советские ученые А. А. Байков, М. А. Павлов, И. П. Бардин, А. А. Бочвар и др. Под их руководством строились крупнейшие металлургические комбинаты, мощные доменные печи и внедрялись новые совершенные методы производства черных металлов. [c.10] Исходными материалами для получения чугуна являются железные руды, топливо, флюсы. [c.10] Топливо необходимо для расплавления железной руды в доменной печи. Топливом для доменных печей служат древесный уголь и каменноугольный кокс. Древесный уголь в силу слабой механической прочности разрушается, не выдерживая давления материалов, и поэтому используется в доменных печах малого размера. На древесном угле плавятся железные руды для получения качественного чугуна. [c.11] Большинство доменных печей работает на коксе, который обладает высокой механической прочностью и при сгорании выделяет большое количество тепла он содержит более 8О0/0 углерода. Кокс получается из каменного угля в коксовальных печах. Особые сорта каменных углей, так называемые спекающиеся, подвергаются в печах нагреванию до 950—1000° без доступа воздуха, в результате чего получается кокс. [c.11] Кроме железной руды и топлива, в доменную печь загружают определенное количество флюсов. В качестве флюсов применяется главным образом известняк СаСОз. Флюсы способствуют понижению температуры плавления пустых пород и образованию жидкотекучего шлака. Расплавленные пустые породы руды носят название доменного шлака. [c.11] Железная руда, добытая из недр земли, перед загрузкой в доменную печь подвергается предварительной обработке и обогащению. Крупные куски руды, рудную мелочь и пыль загружать в доменную печь нельзя, так как будет нарушаться нормальный ход плавки. Поэтому руду дробят специальными дробильными машинами, после чего она подвергается обработке на грохотах. В результате такой обработки руда сортируется по крупности и из нее отсеивается рудная мелочь и пыль. Рудная мелочь подвергается агломерации, т. е. спеканию в куски на специальных машинах. С целью повышения содержания железа в руде и уменьшения в ней количества вредных примесей производится так называемое обогащение железной руды. [c.11] Над колошником устанавливаются специальные газоотводы 12, по которым отводится колошниковый газ, который используется в качестве топлива для подогрева воздуха, поступающего в печь для коксовальных и мартеновских печей и других целей. [c.13] Работа доменной печи представляет сложный процесс, в результате которого происходит разложение флюсов, восстановление железа из его окислов, науглероживание железа, образование чугуна, плавление пустых пород и образование шлака. [c.13] Известняк, применяющийся обычно в качестве флюсов, попадая в доменную печь, в первую очередь освобождается от имеющейся в нем влаги. Разложение известняка СаСОз на окись кальция СаО и углекислый газ СО начинается при нагреве его до 600° и заканчивается полностью при температуре 1000° и выше. [c.13] Восстановление железа из его окислов в доменйой печи осуществляется при помощи химических элементов, с которыми кислород соединяется более жадно, чем с железом. Такими элементами являются СО — окись углерода, С — углерод и Нг — водород. Восстановление железа протекает следующим образом руда при температуре 400°, подвергаясь воздействию окиси углерода (СО), отдает часть своего кислорода, в результате чего образуется магнитная окись железа Рез04 и углекислый газ СОг при этом выделяется некоторое количество тепла. [c.13] По мере того, как руда опускается в зону более высоких температур, процесс восстановления протекает интенсивнее. Образовавшаяся в верхней части шахты магнитная окись железа Рез04 в результате взаимодействия с окисью углерода СО превращается в закись железа РеО. Закись железа при дальнейшем опускании руды в нижнюю часть шахты под действием окиси углерода СО превращается в металлическое железо. Восстановление железа окисью углерода происходит только до 950° и называется косвенным восстановлением. Выше 950° происходит прямое восстановление, т. е. восстановление твердым углеродом. [c.13] Процесс расплавления пустой породы руды с флюсами называется шлакообразованием. Образование шлака происходит постепенно. Сначала пустая порода руды, смешанная с флюсами, размягчается, затем при температуре 1300—1400° она расплавляется, образуя доменный шлак. Расплавление пустой породы обычно происходит в распаре и заплечиках. Образовавшийся шлак стекает в горн доменной печи. [c.14] Температура вразличных зонахдоменной печи. Самая высокая температура развивается в горне доменной печи. У фурм, где происходит сгорание топлива, температура поднимается до 1800—1900°. На лещади температура примерно равна 1500°. В заплечиках температура колеблется от 1350 до 1500° в распаре 1000—1350°, в нижней части шахты она равна 900—1000°, в верхней части 500—600°. В колошнике температура находится в пределах от 80 до 350°. [c.14] Продуктами доменной плавки являются чугун, доменный, или колошниковый, газ и шлак. Шлак, образующийся в доменной печи, в результате расплавления пустой породы периодически выпускается через шлаковую летку. [c.14] Доменный шлак применяется для изготовления шлакобетона, шлакового цемента, шлаковой ваты и т. д. Шлак, идущий на переработку в цемент, предварительно подвергается грануляции, заключающейся в том, что жидкий шлак из доменной печи поступает в бассейн с водой смешиваясь с ней, он превращается в мелкие зерна, или песок. [c.14] Доменный, или колошниковый, газ — ценный вид горючего он получается в доменной печи в результате горения кокса, восстановления железа из окислов и разложения известняков. [c.14] Чугун представляет собой сплав железа с углеродом, кремнием, марганцем, фосфором и серой, в котором содержание углерода колеблется от 1,7 до 6,67 /о. Углерод может находиться в чугуне в химически не связанном состоянии с железом, т. е. в виде свободного графита, располагающегося равномерно по всей массе чугуна блестящими черными чешуйками, либо в виде химического соединения с железом РезС, которое носит название цементита. Состояние углерода в чугуне оказывает большое влияние на его механические свойства. Выделению углерода в виде графита способствует кремний, а образованию цементита—марганец. Сера и фосфор являются вредными примесями, ухудшающими механические свойства чугуна. Сера придает чугуну красноломкость (хрупкость металла в нагретом состоянии) и ухудшает литейные качества. Фосфор придает ему хладноломкость (хрупкость металла в холодном состоянии). Сера вносится в чугун из кокса, а фосфор из руды при ее плавке. [c.14] Вернуться к основной статье