Производство чугуна

№	Сырье	Химические реакции, лежащие в основе производства	Продукты процесса	Применение образующихся продуктов
1	Подготовка сырья: измельчение, агломерация, офлюсовывание	в регенератор	А. доменный газ	Q Синтез органических веществ Топливо
2 а	Шихта флюсы	CaC CaO + Si 3CaO +	Б. шлаки	Строительное дело, сельское хозяйство
б	обогащенная руда (концентрат) , примеси	3Fe + 2CO = 3Fe + C = Si MnO + C = Mn + CO	В. чугун Fe Si, Mn, P, S	Переработка в сталь

Продолжение

в 3 4	кокс воздух, ↑ обогащенный кислородом t°=1000° природный ↑ газ	C + C восстано- вители
Научные принципы организации производства Непрерывность процесса. Ведение процесса при оптимальных условиях: высокая температура (2а, в, 3, 4); увеличение концентрации веществ (VI — обогащение восстановителями); увеличение площади соприкосновения реагирующих веществ (I). Противоток реагирующих веществ (2–3, 4). Теплообмен (А→3). Механизация процессов. Автоматизация технологических процессов.

Производство стали

СЫРЬЕ

СаО

железная руда

железный лом

передельный чугун

Способы получения стали

Способ	Кислородно-конвертерный	Мартеновский	В электропечах
Источник тепла	Экзотермические реакции окисления примесей	Газообразное или жидкое топливо (мазут)	Электродуга (без )
Местонахождение источника тепла	В шихте	Над шихтой	Между электродом и шихтой
t°	~1600°С	~2000°С	~2500°С
Время плавки	30–40 минут	6–8 часов
Выход за одну плавку	~300 тонн	~900 тонн	~350 тонн
Недостатки	Периодичность	Низкое качество стали	Большая электрозатрата
Достоинства	Высокая суточная производительность Высокое качество стали	Можно регулировать подачу топлива ↓ Можно регулировать t° ↓ Разные сорта стали	Высококачественные легирующие стали

Реакции, лежащие в основе производства стали кислородно-конвертерным и мартеновским способами

1. 2Fe + FeO — основной окислитель примесей

2. Окисление примесей

Si + 2FeO → Si

Mn + FeO → MnO + Fe + Q

2P + 5FeO →

C + FeO → CO + Fe – Q

3. Удаление примесей

Si

или

—используют как фосфорное удобрение

FeS + CaO → CaS↓ + FeO

MnO + Si

4. Удаление избытка FeO, регулирование содержания Mn, Si, C. Добавление раскислителей (ферромарганец, ферросилиций, алюминий).

Mn + FeO

↓

в шлак

5. Условия производства

   1. Применять воздух, обогащенный , или полностью заменить его на.

   2. Увеличение поверхности реагирующих веществ.

   3. Увеличить температуру процесса для уменьшения расхода топлива и увеличения скорости всех реакций.