Презентация по ОП.05 Материаловедение на тему "Производство чугуна"

Слайд #1

ПРОИЗВОДСТВО ЧУГУНА

Слайд #2

Что такое чугун?
Чугу́н — сплав железа с углеродом
(и другими элементами), в котором содержание углерода не менее 2,14 %, а сплавы с содержанием углерода менее 2,14 % называются сталью. Углерод придаёт сплавам железа твёрдость, снижая пластичность и вязкость.

Слайд #3

В зависимости от формы графита и количества цементита, выделяют белый, серый, ковкий и высокопрочный чугуны. Чугуны содержат постоянные примеси (Si, Mn, S, P), а в некоторых случаях также легирующие элементы (Cr, Ni, V, Al и другие). Как правило, чугун хрупок.

Слайд #4

Виды чугуна
-Белый чугун
-Серый чугун
-Ковкий чугун
-Высокопрочный чугун
-Передельный чугун

Слайд #5

Производство чугуна
Необходимое оборудование:
Для производства чугуна необходима огромная доменная печь.
Габаритные размеры такой печи впечатляют: высота 30 метров, внутренний диаметр 12 метров.

Слайд #6

● Самая широкая часть доменной печи носит название – распар.
● Нижнюю часть называют горном (через нее в печь попадает горячий воздух).
● Самая верхняя часть доменный печи называется шахта.
Она имеет верхнее отверстие, которое носит название калашник.
Калашник закрывается специальным затвором

Слайд #7

В основе работы доменной печи лежит противоток. Воздух подается снизу, а материалы (кокс, флюсы и руда) заправляются сверху. Кокс необходим для нагрева, расплавления и восстановления руды. Без флюса не сможет образоваться шлак. А руда – это основное сырье для производства чугуна.

Слайд #8

Кроме доменной печи для производства чугуна обязательно потребуются:
● вагонетки,
● специальный кран,
● бункеры,
● транспортеры
● и другое, в условиях металлургического завода.

Слайд #9

Сырье
В состав железной руды входит рудное вещество и пустая порода, которая состоит: из песчаника с примесью глинистых веществ, из кварцита, из известняка и из доломита.
Под рудным веществом подразумевают карбонаты железа, окислы и силикаты.

Слайд #10

В руде может присутствовать разное количество рудного вещества. В зависимости от этого она бывает богатая и бедная. Бедную руду отправляют на обогащение, а богатую сразу используют в производстве.

Слайд #11

Железные руды бывают нескольких видов:

Бурый железняк.
В состав входит железо в форме
водных окислов.
Общее процентное содержание
железа составляет 25-50%. Пустая
порода такого железняка может быть
кремнисто-глиноземной и отличаться
глинистостью.

Слайд #12

2. Красный железняк.
Материал имеет второе название – гематит. Железо в структуре этого железняка представлено в форме безводной окиси. В таком железняке очень мало вредных примесей, а самого железа содержится 45-55%. Цвет руды располагается в диапазоне от темно-красного до темно-серого.

Слайд #13

3. Магнитный железняк.
Железо представлено в форме закиси-окиси и составляет от общего количества 30-37%. У такой руды черный или темносерый цвет. Пустая порода представляет собой кремнеземистую массу с другими окислами.

Слайд #14

4. Шпатовый железняк.
Имеет второе название сидерит. Цвет у этого вещества грязно-серый или желтовато-белый. Этот материал легко поддается восстановлению. Железняк достаточно легко окисляется и переходит в форму бурого известняка. Железо в шпатовом железняке представлено в форме углекислой соли.

Слайд #15

Слайд #16

Расчет
Для производства чугуна в количестве одной тонны потребуется:
● Три тонны железистой руды.
● Одна тонна топливного кокса.
● Флюс (количество зависит в зависимости от типа руды).
● Двадцать тонн воды.

Слайд #17

Технологии
Подготовка руды.
Суть ее заключается в
пересортировке
руды по размеру кусков и
химическому составу.
Руду крупных размеров дробят на
более мелкие части, а фракции в
виде пыли или мелких частиц,
наоборот, окусковывают.

Слайд #18

В основе процессе окускования лежит агломерация, в процессе которой происходит спекание шихты и образование пористого продукта. Так же на этом этапе проводят процедуру обогащения бедных руд. В процессе переработки большая часть пустой породы удаляется, содержание железа увеличивается.

Слайд #19

2. Подготовка топлива.
Кокс подвергают грохочению.
В результате этого процесса удаляется ненужная мелочь, которая может привести к потери тепла в процессе плавки

Слайд #20

3. Подготовка флюсов.
Флюс так же измельчают и отсеивают мелочь. После этого все материалы загружаются в печь

Слайд #21

4. Доменный процесс производства.
Доменную печь заправляют коксом, затем агломератором (руда спеченная с флюсом) и снова коксом.
Температура для выплавки поддерживается благодаря вдуванию подогретого воздуха.
В горне сгорает кокс и образуется углекислый газ. СО2 проходит через кокс и образует СО.

Слайд #22

Окись углерода восстанавливает основную часть руды. При восстановлении железо становится твердым. Оно постепенно переходит в более горячую часть доменной печи, где растворяет внутри себя углерод. В результате образуется чугун.
Жидкий чугун вытекает в специальные ковши, откуда его выливают в предназначенные для него формы или сборникисмесители.

Слайд #23

Объёмы производства
1 Китай 543,748 млн т
2 Япония 66,943 млн т
3 Россия 43,945 млн т
4 Индия 29,646 млн т
5 Южная корея 27,278 млн т
6 Бразилия 25,267 млн т
7 Германия 20,154 млн т
8 США 18,936 млн т
9 Франция 8,105 млн т

Слайд #24