Чугун – это сплав на основе железа. Его главное достоинство – долговечность. Изделия из чугуна широко применяют в станкостроении, производстве труб и радиаторов отопления, сантехнических изделий. Для производства большинства видов чугуна применяют литье, но и в ковке этот материал очень пластичен. Таким способом делают ограждения, декор для интерьера, например, каминные решетки, флюгеры, кованые калитки и ворота. Сырьем для производства чугуна служат рудные материалы, флюсы, кокс.
Руда
Основные виды сырья для производства чугуна – железные руды, кремнезем, глинозем, пустые породы с содержанием оксидов кальция и магния.
Руда, кроме основного материала, содержит и дополнительные компоненты – ценные и редкоземельные металлы. Если их содержание невелико, они используются в производстве чугуна. Если же процентное содержание позволяет извлекать из них, например, молибден, ванадий или никель, такую руду разделяют на компоненты.
Породу, добытую из недр, переводят из сырой в товарную. Происходит это в несколько этапов:
- Дробление для раскрытия рудного минерала.
- Грохочение для калибрования кусков разного размера.
- Окускование с целью получения крупных кусков руды из мелких.
- Агломерация (спекание).
- Обогащение для отделения пустой породы.
- Обжиг – для удаления серы, воды и углекислоты.
- Усреднение состава для достижения однородности.
После всех подготовительных процедур руду направляют на переплавку. Это делают в доменных печах на металлургических комбинатах.
Разновидности
В промышленном применении наиболее ценными являются руды:
- магнитный железняк, в котором содержание Fe колеблется от 45 до 70% и почти отсутствуют вредные примеси;
- красный железняк (55-60% Fe);
- бурый железняк (35-50%), основной недостаток – значительное количество вредных примесей;
- шпатовый железняк (30-45%).
Основные месторождения этих руд в нашей стране сосредоточены на Урале, в Сибири и ЦФО.
Свойства
Характеристики руды определяет ее химический состав. Чем выше содержание основного компонента, тем она ценнее.
|
Тип железной руды |
Содержание Fe, % |
|
бедная |
< 45 |
|
средняя |
От 45 |
|
богатая |
60-65 |
|
очень богатая |
> 65 |
Наличие вредных примесей и количество пустой породы делает производство металла из руд низкого качества более дорогостоящим. Чем выше содержание железа и меньше дополнительных компонентов, тем выше качество чугуна и дешевле его производство.
Стоимость железной руды на бирже находится на уровне 85 долларов за 1 тонну (на 18.02.2020).
Флюсы
Минеральные вещества, которые добавляют в руду при выплавке, способствуют снижению температуры плавления и удалению шлака – золы, пустой породы, серы. Флюсами служат доломит, известняк, мартеновский шлак, кварц, кремнезем.
Топливо
При выплавке чугуна применяют прочные и стойкие к истиранию материалы. Основное топливо – кокс. Его получают путем спекания без доступа кислорода из каменного угля. Качественный кокс содержит незначительное количество золы и серы. Он прочный и способен выдержать давление расплавляемой руды, не разрушаясь.
Еще один источник топлива – древесина. Ее жгут без доступа воздуха для получения угля. Однако ее крепость и дороговизна позволяют использовать такое топливо в металлургии регионов, богатых нестроевым лесом.
В качестве добавки к коксу применяют антрацит. У него высокая теплотворная способность, малая зольность и низкое содержание серы.
В последнее время стали широко применять для выплавки чугуна торфяной кокс. С таким топливом сплав получается высокого качества при меньшей стоимости.
Стоимость тонны кокса для доменных печей составляет 14 500 рублей.
Производство чугуна требует значительных затрат на предварительную подготовку – добычу и обогащение железных руд и флюсов, производство топлива. Сам металл плавят в доменных печах для дальнейшего производства прочных и долговечных изделий. Чугунные материалы применяют в машиностроении, производстве сантехнического оборудования, декоре. Рекомендуем посмотреть существующих производителей чугуна и произвести конкурентную разведку.
21.02.2020
