Metalurgia wyklady (spis tresci).doc

Wsad wielkopiecowy składa się z rud żelaza odpowiednio przygotowanych jako grudki, spieki, brykiety, z topników służących jako czynniki obniżające temperaturę topnienia zanieczyszczeń rudy zwanych skałą płonną; paliwem w procesie wielkopiecowym mogą być:

Koks wielkopiecowy (tradycyjny), gaz ziemny wzbogacony wodorem, pył węgla kamiennego, mazut i inne paliwa ciekłe.

Rudy i inne materiały żelazonośne.

Wśród całej palety rud współczesna metalurgia stosuje tylko te, które zawierają powyżej 50% czystego żelaza. Są to:

1. Tlenek żelazowo – żelazawy:

Fe3O4 – magnetyt

Zawiera do 70% żelaza, a ruda norweska nawet 90% żelaza; kolor czarny lub szary.

Występują : Szwecja (Kiruna), Kral, Norwegia.

2. Tlenek żelazowy:

Fe2O3 – hematyt lub żelaziak czerwony

Zawiera do 60% żelaza; kolor czerwony lub brązowy.

Występuje: Ukraina (Krzywy Róg), Ural, Dolny Śląsk.

Wszystkie rudy posiadają zanieczyszczenia tzw. domieszki zwane skałą płonną. Domieszki mogą mieć odczyn kwaśny, jeżeli zawierają krzemionkę (piasek) – SiO2, odczyn obojętny – glin – Al2O3, odczyn zasadowy – kamień wapienny – CaCO3 (węglan wapnia).

Występują również domieszki korzystne, bo skała płonna w procesie wielkopiecowym musi być usunięta jako tzw. żużel. Tymi domieszkami są: mangan (Mu), wanat (V), nikiel (Ni), łączna ich zawartość nie przekracza 1,5%.

Domieszkami szkodliwymi, ale metalicznymi, chodź w innych procesach pożądanymi są: chrom (Cr), miedz (Cu), ołów, cynk, arsen, siarka, fosfor. Najwięcej jest chromu i miedzi.

Koks.

Koks jako paliwo nosi nazwę koksu hutniczego lub wielkopiecowego. Jego wytrzymałość na ściskanie, wielkość i zawartość węgla i siarki są określone normami. Pożądana jest granulacja koksu hutniczego od 50 do 100 mm. Zawartość siarki poniżej 0,8%, popiołu poniżej 1%, fosforu poniżej 0,5%. Taki koks jest wytwarzany w Koksowni Zdzieszowice (jedyna taka koksownia).

Topniki.

Topniki są to materiały kopalne, np.: kamień wapienny , który pod wpływem temperatury rozkłada się na wapno i dwutlenek węgla.

Tolomit węglan magnezu - .

Topniki muszą w procesie wielkopiecowym obniżyć maksymalnie temperaturę topnienia skały płonnej, która jest bardzo wysoka:

- piasek -

- glina -

krzemionka – SiO2 + CaO ® CaSiO3 – krzemian wapnia (ok. 960OC)

Skała płonna składa się z piasku i gliny.

Topniki służą nie tylko do obniżania temperatury skały płonnej, ale również usunięcia siarki (S) zawartej w koksie i ożużlowania popiołu zawartego w koksie.

Żużel wiekopiecowy.

Żużel wielkopiecowy jest bardzo cennym surowcem i jest natychmiast po wypłynięciu z wielkiego pieca chłodzony i przerabiany na:

- granulaty – drogowe

- pumeks – do betonów lekkich

- tłuczeń (autostradowy)

- cement hutniczy

Żużel zawiera:

- krzemionka - - 37%

- glin - - 9%

- wapno – CaO – 42%

- magnezyt – MgO – 8%

- tlenki żelaza – FeO – 0,5%

Gaz wielkopiecowy jest ,,chudym gazem” i zawiera składników palnych ok. 25% (tlenek węgla i wodoru) CO, CO2, N2, H2.

Wsad wielkopiecowy.

Wsad wielkopiecowy. Wsad jest w sposób przemysłowy przygotowany. Nigdy nie używa się wolnego koksu, wolnej rudy i wolnych topników (wolny – jaki przyroda nam dała). W tym celu rudy kruszy się, mieli i separuje magnetycznie to znaczy oddziela się na bębnie elektromagnetycznym skałę płonną niemagnetyczną od rudy żelaza magnetycznej. Następnie miesza w odpowiednich proporcjach rudę, koks, topniki i wyżarzamy je, czyli spiekamy w procesie tzw. aglomerowania otrzymując spiek. W hutach niemieckich i amerykańskich stosuje się brykiety lub grudki, które nie są spieczone pod wpływem wysokiej temperatury, lecz sprasowane w niskiej temperaturze.

Redukcja pośrednia – redukujemy żelazo z rudy.

Q* – wydajność w czasie

Q*= 500 ¸ 1000 Mg/dobę

500 – piec średni

1000 – piec duży

Huta Katowice Q=1200 ton/dobę

Spalanie w wielkim piecu.

Jest to proces wytwarzania ciepła służącego do reakcji pośredniej i bezpośredniej żelaza. Każde paliwo czy to będzie węgiel, koks czy gaz wymaga tlenu, który podtrzymuje palenie a sam się nie pali.

W strefie topnienia w górnej jego części mamy dużo świeżego tlenu i tam koks, czyli węgiel spala się według reakcji:

-reakcja egzotermiczna (wydziela ciepło)

W dolnej strefie topnienia zachodzi klasyczna reakcja Budouarda:

...

Plik z chomika:

kizikafly

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika:

Podstawy Nauki o Materiałach