Техноекологія доменного виробництва

Особливості процесу і склад викидів доменної печі.

Основним продуктом доменної плавки є чавун, а побічними - шлак і доменний (колошниковим) газ. У середньому при згорянні 1 т сухого коксу утворюється 3400 м³ доменного газу з середньою теплотою згоряння 3,96 МДж/м^3. Пил і газоподібні викиди з доменних печей утворюються в результаті складних фізичних і хімічних процесів. Вважають, що з доменним газом з печі виносяться пил, внесена з шихтою (утворилася при дробленні шихтових матеріалів, в основному коксу), і пил, що з'явилася при терті стовпа шихти в самій доменної печі.

Рис. 3.3 - Сучасний доменний цех: 1 - доменна піч, 2 - чавунна льотка, 3 - чавуновозів, 4 - газовідводи, 5 - ливарні двори; 6 - повітронагрівачі, 7 - димова труба, 8 - повітропроводи холодного і гарячого дуття; 9 - пункт управління, 10 - пиловловлювач; 11 - апарати тонкої газоочистки; 12 - скиповий підйомник, 13 - бункерна естакада, 14 - газопроводи брудного і чистого газу; 15 - ліфт; 16 - агломераційна фабрика.

Рисунок 3.4 – Схема виробництва чавуну

Рисунок 3.6 – Розріз доменної печі

Чавун - сплав заліза з вуглецем з вмістом більше 2,14% (точка евтектичного перетворення на діаграмі станів). Вуглець в чавуні може міститися у вигляді цементиту і графіту. Залежно від форми графіту та кількості цементиту, виділяють: білий, сірий, ковкий і високоміцні чавуни. Чавуни містять постійні домішки (Si, Mn, S, P), а в деяких випадках також легуючі елементи (Cr, Ni, V, Al і ін.) Як правило, чавун крихкий.

Види чавуну

Білий чавун

У білому чавуні весь вуглець знаходиться у вигляді цементиту. Структура такого чавуну - перліт, ледебурит і цементит. Таку назву цей чавун отримав через світлого кольору зламу.

Сірий чавун

Сірий чавун це сплав заліза, кремнію (від 1,2 - 3,5%) і вуглецю, що містить також постійні домішки Mn, P, S. У структурі таких чавунів більша частина або весь вуглець знаходиться у вигляді графіту пластинчастої форми. Злам такого чавуну через наявність графіту має сірий колір.

Ковкий чавун

Ковкий чавун одержують тривалим отжигом білого чавуну, в результаті якого утворюється графіт хлопьевідний форми. Металева основа такого чавуну: ферит і рідше перліт. Ковкий чавун одержують термообробкою з білого чавуну. Він отримав свою назву через підвищену пластичності і в'язкості (хоча обробці тиском не піддається). Ковкий чавун володіє підвищеною міцністю при розтягуванні і високим опором удару. З ковкого чавуну виготовляють деталі складної форми: картери заднього моста автомобілів, гальмівні колодки, трійники, косинці і т. д.

Маркується ковкий чавун двома літерами і двома числами, наприклад КЧ 370-12. Літери КЧ означають ковкий чавун, перше число-межа міцності (в МПа) на розрив, друге число - відносне подовження (у відсотках), що характеризує пластичність чавуну.

Високоміцний чавун

Високоміцний чавун має в своїй структурі кулястий графіт, який утворюється в процесі кристалізації. Кулястий графіт послаблює металеву основу не так сильно як пластинчастий, і не є концентратором напружень.

Половинчастий чавун

У половинчастому чавуні частина вуглецю (більше 0,8%) міститься у вигляді цементиту. Структурні складові такого чавуну - перліт, ледебурит і пластинчастий графіт.

Класифікація

Залежно від змісту вуглецю сірий чавун називається доевтектичних (2,14-4,3% вуглецю), евтектичним (4,3%) або заевтектичних (4,3-6,67%). Склад сплаву впливає на структуру матеріалу.

Залежно від стану і змісту вуглецю в чавуні розрізняють: білі і сірі (за кольором зламу, який обумовлюється структурою вуглецю в чавуні у вигляді карбіду заліза або вільного графіту), високоміцні з кулястим графітом, ковкі чавуни, чавуни з вермікулярним графітом. У білому чавуні вуглець присутній у вигляді цементиту, в сірому - в основному у вигляді графіту.

У промисловості різновиди чавуну маркуються таким чином:

1. передільний чавун - П1, П2;

2. передільний чавун для виливків (передільної-ливарний) - ПЛ1, ПЛ2,

3. передільний фосфористий чавун - ПФ1, ПФ2, ПФ3,

4. передільний високоякісний чавун - ПВК1, ПВК2, ПВК3;

5. чавун з пластинчастим графітом - СЧ (цифри після букв «СЧ», позначають величину тимчасового опору розриву в кгс / мм);

6. антифрикційний чавун

a) антифрикційний сірий - АЧС,

b)антифрикційний високоміцний - АЧВ,

c) антифрикційний ковкий - АЧК;

7. чавун з кулястим графітом для виливків - ВЧ (цифри після букв «ВЧ» означають тимчасовий опір розриву в кгс / мм і відносне подовження (%);

8. чавун легований зі спеціальними властивостями - Ч.