11. Структурные составляющие железоуглеродистых сплавов.

Аустенит- твердый раствор внедрения углерода в гамма-железе с гранецентрированной кубической решеткой с максимальным содержанием углерода 2,14%. Аустенит обладает большой вязко­стью, хорошей сопротивляемостью истиранию, химиче­ской стойкостью и твердостью НВ 170...220.

Феррит- твердый раствор внедрения углерода в а-железе с предельной концентрацией 0,02% при 727^°С и 0,006% -при нормальной температуре. Он имеет объ­емно-центрированную кубическую решетку. Феррит имеет твердость НВ 80, он пластичен, хорошо обрабатывается давлением.

Цементит- химическое соединение железа с углеро­дом (FезС), содержащее 6,67% С. Он имеет сложную орторомбическую решетку и обладает высокой твердостью (НВ 800) и хрупкостью, пластичность его близка к нулю. При медленном нагре­вании и выдержке при высокой температуре он распа­дается, выделяя свободней углерод в виде графита. Цементит, находящийся в чугуне, придает излому ха­рактерный белый цвет, отсюда и произошло название чугунов.

Перлит- эвтектоидная смесь зерен цементита и фер­рита, соответствующая полному распаду твердого рас­твора аустенита, содержащая 0,8 % С. Прочность перлитаG_в= 550...1300 МПа, пла­стичность б = 5...20 %, твердость 160...260 НВ.

Ледебурит— эвтектическая смесь, состоящая в мо­мент образования из цементита и аустенита, предельно насыщенного углеродом. Аустенит при 727°С превра­щается в перлит, и при нормальной температуре ледебу­рит состоит из смеси перлита и цементита. Твердость ле­дебурита НВ 700, он очень хрупкий и содержит 4,3 % С.

12. Исходные материалы и продукты доменной плавки.

Исходные материалы для производства чугуна:

Железные руды:

-красный железняк, или гематитFе₂О₃; содержит в среднем 51…66 %Fе, а чистый ге­матит - 70 %Fе.

-бурый железняк – лимонит - кри­сталлогидрат оксида железаFе₂О₃-nН₂О; содер­жит железа от 55 до 30 % и ниже.

-магнитный железняк - магнитный оксид же­лезаFеО·Fе₂О₃·(Fе₃О₄); массовое содержание железа от 50 до 72 %.

-шпатовый железняк, или сидеритFеСО₃, содержит 30…42 %Fе.

Топливо. Основным топливом для доменных печей является ка­менноугольный кокс. Для снижения расхода кокса и интенсифика­ции выплавки чугуна в доменную печь вдувают природный газ, а также мазут, угольную пыль.

Флюсы. Во всех железных рудах, а также в золе от кокса в из­бытке содержатся кремнезем и глинозем, поэтому в шихту в каче­стве флюса добавляют известняк или доломит; они способствуют также шлакованию серы, вредной примеси в чугуне.

Смесь топлива, железных руд и флюсов называется шихтой.

Подготовка руд к доменной плавке. Руду дробят, затем руду обрабатывают промывкой (для обогащения руд), обжигают (для удаления влаги, углекислоты и частичного выжигания серы) и подвергают магнитному обогащению (используют магнитные сепараторы).

Продукты доменной плавки:

-передельные чугуны, идущие в переплавку на сталь (а также частично для литейного производства);

-литейные чугуны, применяемые исключительно для фасонного литья;

-ферросплавы, служащие при производстве стали для ее раскисления и легирования, имеют повышенное (более 10 %) массовое содержа­ние одного или нескольких элементов (например, марганца, крем­ния, хрома и др.);

-доменный газ отходит в среднем 3000 м³на 1 т выплавленного чугуна, шлака - до 0,6 т; содержит 25…34 % СО, 1…3 % Н₂, остальное - N и СО₂. Газ отводится с колошника, про­ходит очистку от пыли, захваченной из шихты, и часть его (около 25 %) используется на подогрев дутья доменной печи, остальная часть - для нагрева коксовых батарей, нагревательных печей в прокатных цехах, котлов и т. д.;

-шлак из доменной печи по желобу стекает в ковш. Затем его гра­нулируют струей воздуха или пара над водяным бассейном. Из гранулированного шлака приготовляют шлакобетон, шлаковый кирпич; при гранулировании паром из шлака получают шлаковую вату для тепловой изоляции.