Доменное производство чугуна

Добыча чугуна базируется на восстановлении железа из оксидов железа и переводе пустой породы в шлак. Главной технологией производства чугуна является выплавка в доменных печах.

Чугун выплавляют в огромных доменных печах высотой в 30 м, а диаметром — до 12 м. Внутренняя часть домны изложена огнеупорным кирпичом, а внешняя облицована стальными листами. Сырьем для производства чугуна в доменных печах являются железные руды, топливо и флюсы. Такую смесь сырьевых материалов называют шихтой. Важнейшие железные руды: магнетит Fе3О4, гематит Fe2О3, пирит FеS2, сидерит FеСО3. В качестве топлива используют кокс, который является продуктом переработки каменного угля. Иногда вместо кокса используют природный газ или мазут. С помощью флюсов тугоплавкие примеси и пустую породу превращают в легкоплавкие соединения, шлак. В качестве флюсов используют известняк СaCO3 и доломит MgCO3.

Восстановления оксидов железа проходит по схеме:

Fe2O3 → Fe3O4 → FeO → Fe.

Сверху в доменную печь загружают руду, кокс и флюсы. Снизу через фурмы вдувают обогащенный кислородом и подогретый до 600-800 º С воздуха. В нижней части печи сгорает кокс.

При высокой температуре карбон (IV) оксид взаимодействует с коксом. Продуктом реакции является карбон (II) оксид (угарный газ), который выполняет роль восстановителя в доменном процессе:

Шихта постепенно опускается вниз, а навстречу движутся нагретые газы. Тем самым осуществляется принцип теплообмена и противотока реагентов.

Образован карбон (II) оксид при температуре 700 º С постепенно восстанавливает железную руду до образования железа:

3Fe2O3 + СО = 2Fe3O4 + СО2 ↑

Fe3O4 + СО = 3FeО + СО2 ↑

FeО + СО = Fe + СО2 ↑.

Восстановленное в доменной печи железо частично реагирует с углеродом и угарным газом. Продуктом реакции является цементит Fe3C:

3Fe + 2CO = Fe3C + СО2 ↑

При высокой температуре известняк разлагается:

CaCO3 = CaO + CO2.

Образован кальций оксид реагирует с тугоплавкими примесями — кислотными оксидами пустой породы. Образуются легкоплавкие вещества — шлаки:

СаО + SiO2 = CaSiO3.

Железо постепенно опускается в более горячую часть печи (распарьте) и растворяет в себе до 4% углерода и другие примеси. Образуется чугун — сплав железа с углеродом, карбидом железа, S, P, Si. Примеси ухудшают качество чугуна.

Чугун плавится и стекает в нижнюю часть горна, а жидкие шлаки собираются на поверхности. Они предотвращают окисление чугуна. Чугун и шлаки выпускают из печи несколько раз в сутки через особые отверстия, забитые глиной. Чугун выливается огненным потоком при температуре 1500 º С.

С доменной печи выходят газы, содержащие до 25% карбон (II) оксида. Их сжигают в особых аппаратах — кауперах. Каупер предназначены для предварительного нагрева воздуха, вдувают в печь.

Доменная печь работает непрерывно. Высокая температура в печи поддерживается благодаря экзотермическим реакциям. Периодически в печь добавляют новые порции шихты. В одной доменной печи за сутки можно сварить более 2000 т чугуна. Работа печи продолжается в течение нескольких лет, вплоть до капитального ремонта.

По применению чугун делится на три группы: литейный, специальный, передельный. С литейного чугуна отливают самые разнообразные изделия: детали сложной конфигурации, скульптуры, предметы декора. Добавление магния и других металлов значительно улучшает механические свойства чугуна, уменьшает его хрупкость. С передельного чугуна выплавляют сталь.

Доменный шлак используют для изготовления шлакобетона, гравия, щебня и т.п.

Производство чугуна

Организация технологического процесса выплавки чугуна из руды должна предусматривать:

• непрерывность процесса плавки при периодичности операций загрузки материалов шихты, выпуска чугуна и шлака;
• осуществление противотока реагентов (шихты и газообразных компонентов сырья);
• использование теплоты продуктов процесса;
• герметизацию оборудования и возможность непрерывного отбора доменного газа.

В соответствии с этими задачами технологическая схема доменного производства (рис. 9.6.) включает:

• рудный двор и бункерную эстакаду для хранения, дозировки и загрузки в скипы (тележки) материалов шихты;
• доменную печь;
• систему подогрева и подачи воздушного дутья;
• устройство для уборки и транспортировки жидких продуктов плавки (чугуна и шлака);
• систему очистки доменного газа.

Агломерат и кокс загружаются на рудном дворе в бункера 1 2, из которых они поступают в скипы подъемника 3. Скипы с материалами шихты в определенной последовательности например, АККАК (где А — скип с агломератом, К — скип с коксом), подаются в загрузочное устройство (засыпной аппарат) 5 доменной печи 4. В нижнюю часть печи через фурмы с помощью воздуходувки из каупера (воздухонагревателя) 9 подается воздух, перегретый до 1200—1300°С. Образующиеся в процессе плавки жидкие чугун и шлак периодически выпускаются из нижней мсти печи через специальные отверстия — лётки.

Выпускаемый чугун собирается в ковши емкостью 90—140 т, или в миксеры, футерованные огнеупорным материалом емкостью до 420 т, установленные на железнодорожных платформах. Шлак отводится по желобу в шлаковозы и направляется на грануляцию. Доменный газ, выходящий из колошника печи, очищается от пыли в пылеуловителе 6, скруббере 7, орошаемом водой, и окончательно в мокром электрофильтре 8. Очищенный и охлажденный до 40°С газ направляется в каупер 10, где сжигается в токе воздуха и разогревает насадку. Кауперы работают, таким образом, попеременно: один на подогрев воздушного дутья, другой — на разогрев насадки, что обеспечивает бесперебойность подачи подогретого воздуха в доменную печь

Дата публикования: 2014-11-26; Прочитано: 424 | Нарушение авторского права страницы

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2018 год.(0.001 с)…

Производство Сырье для производства чугуна и его подготовка

Место металлургии в народном хозяйстве страны

За годы Советской власти в СССР создано крупное металлур­гическое производство. По объему выплавки чугуна и стали, произ­водству проката͵ стальных труб, кокса и ферросплавов, добыче желœезных, марганцевых и хромитовых руд наша страна занимала первое место в мире.

Достижения науки и техники, развитие всœех отраслей промыш­ленности и сельского хозяйства непосредственно связаны с произ­водством и использованием черных металлов. Οʜᴎ по своим свой­ствам, экономичности использования в народном хозяйстве не имеют себе равных в большинстве сфер применения. Основными потребителями черных металлов являются машиностроение, строи­тельство, транспорт. Указанные отрасли потребляют около 90 % производимых в стране черных металлов.

Значительно расширилось производство цветных металлов и особенно алюминия, меди, цинка, никеля, кобальта͵ титана, воль­фрама и др. В промышленности применяется более 50 различных видов цветных металлов, без которых немыслимо развитие ряда отраслей. В этих условиях металлургия (производство металлов) является одной из ведущих отраслей промышленности, способствуя ускорению научно-технического прогресса в других отраслях на­родного хозяйства страны. От обеспеченности металлом, качества металлопродукции зависят темпы роста экономики и эффектив­ность общественного производства.

В свою очередь в условиях научно-технического прогресса по­вышаются требования к качеству металлов, рациональному их ис­пользованию при расширении производства новых конструкцион­ных материалов. Предусматривается дальнейшее улучшение качества конструкционных материалов исходя из задач создания новой прогрессивной техники и реализации ресурсосберегающего направления в экономике.

Чугун — ϶ᴛᴏ сплав желœеза с углеродом (содержание углерода 2 – 4,5%) и другими элементами (марганцем, фосфором, серой и т.д.).

Исходными материалами для производства чугуна являются руды, топливо и флюсы (минœеральные вещества, добавляемые в шихту для снижения температуры плавления пустой породы и удаления в виде шлака ненужных компонентов). Основным видом сырья являются желœез­ные руды, которые представляют горные породы, содержащие глав­ным образом химические соединœения желœеза с кислородом, и пус­тые породы, состоящие из кремнезема (SiО2), глинозема (Аl2Оз), оксидов кальция (СаО), магния (MgO) и др.

Ценность желœезной руды определяется содержанием в ней же­леза, степенью восстановимости, видом и составом пустых пород, содержанием вредных примесей. С повышением содержания желœеза в исходном сырье снижаются затраты на подготовку руды, увеличи­вается производительность доменных печей, уменьшается расход кокса. Это в конечном итоге ведет к снижению стоимости выплавки чугуна.

Экономичность процесса плавки зависит также от степени вос­становимости оксидов желœеза, содержащихся в руде. При исполь­зовании трудновосстановимых руд возрастает удельный расход топлива и увеличивается продолжительность плавки.

Наличие в рудах вредных примесей (серы, фосфора и др.) обус­ловливает ухудшение качества получаемого чугуна, крайне важность дополнительных затрат по их удалению.

Промышленное значение имеют следующие виды желœезных руд:

1) магнитный желœезняк, содержащий 45…70% желœеза в виде оксидов двух- и трехвалентного желœеза Fe2O3, Fe3O4. В руде мало вредных примесей, она обладает магнитными свойствами, трудно восстанавливается. Цвет руды темный: от серого до черного. Место­рождения этих руд находятся на Урале, в Сибири и Казахстане;

2) красный желœезняк с 55…60 % желœеза в виде оксида F2Оз, практически без вредных примесей, легко восстанавливаемый. Цвет руды от вишнево-красного до темно-серого. Основные место­рождения этих руд расположены на Украинœе (Криворожское), в Курской и Белгородской областях;

3) бурый желœезняк, 35…50 % желœеза в виде кристаллогидрата оксида 2Fe2O3•3H2O. Руда бурого цвета͵ характеризуется значи­тельным содержанием вредных примесей, легко восстанавливается. Основные месторождения расположены на Украинœе, в Казахстане и на Урале;

4) шпатовый желœезняк, содержание желœеза в котором в виде его карбоната (FeCO3) составляет 30…45 %. Цвет руды желтовато-бурый, сероватый, иногда с бурым или зелœеноватым оттенком.

Месторождения этих руд расположены на Урале и в Кировской области.

Желœезные руды, кроме основного компонента͵ содержат никель, ванадий, кобальт и другие элементы. При доменной плавке они переходят в чугун, легируют его и улучшают физико-химические свойства (легирование – добавление химических элементов (хром, никель, вольфрам и др.) для получения нужных свойств чугуна или стали). При значительном содержании указанных элементов ста­новится возможным и экономически целœесообразным их попутное извлечение. Указанные руды называют комплексными. К ним отно­сятся хромоникелœевая желœезная руда, ванадистые титаномагнетитовые руды и хромистый желœезняк.

Кроме желœезных руд, для выплавки чугуна используются желœе­зосодержащие отходы мартеновского производства, а также мар­ганцевые руды (при выплавке ферросплавов).

Источником тепла для расплавления руды служит топливо. Оно принимает участие также и в химических реакциях, протекающих в доменной печи. В качестве топлива при производстве чугуна используются кокс и природный газ. Кокс получают из коксующихся углей путем их нагрева в специальных печах до 1000…1100 °С без доступа воз­духа. Удельная теплота сгорания каменноугольного кокса дости­гает 27,2…31,4 МДж/кᴦ.

Эффективным заменителœем кокса является природный газ. Расширение его применения способствует более рациональному использованию кокса, уменьшению его расхода. Последнее суще­ственно сказывается на снижении себестоимости чугуна, так как стоимость газа значительно ниже стоимости кокса.

В число сырых материалов при выплавке чугуна входят флюсы, представляющие минœеральные вещества, добавляемые в шихту для снижения температуры плавления пустой породы и удаления в виде шлака ненужных компонентов (золы, серы, пустой породы). Пустые породы желœезных руд в основном состоят из кислых оксидов. По этой причине в качестве флюсов применяется известняк (СаСОз), доло­мит (CaCO3·MgCO3), основной мартеновский шлак и др. В случае если пустая порода желœезных руд содержит больше базовых оксидов, то в качестве флюсов используются кремнезем, кварц и др.

Руда, топливо и флюсы, взятые в определœенных дозах (по массе), называются шихтой. Для обеспечения более полного использования полезного объема доменных печей, сокращения расхода топлива и флюсов, а следовательно, получения высококачественного чугуна наиболее низкой себестоимости необходима подготовка шихтовых материалов к плавке.

Прежде всœего, подготовке подвергают руду. Она должна иметь требуемый состав и определœенный размер кусков (20…40 мм). С этой целью на желœезорудных предприятиях и металлургических заводах проводится усреднение руд по химическому составу. В свою очередь мелкие и пылевидные фракции подвергаются окускованию, а крупные — дроблению.

Переработка желœезных руд с небольшим содержанием желœеза (40…46 %) характеризуется значительным увеличением расхода топлива, флюсов, снижением производительности доменных печей и в конечном итоге увеличением себестоимости чугуна. По этой причине бедные руды подвергают обогащению, в процессе чего удаляется значительная часть пустой породы, а в получаемом концентрате значительно возрастает содержание основного компонента — желœеза.

Учитывая зависимость отхарактера и свойств руды применяют и соот­ветствующий способ ее обогащения (гравитационный, магнитный, флотационный и др.). К примеру, для руд, содержащих песчано-глинистые породы, применяются промывка, для окисленных желœез­ных руд — обжиг с целью перевода немагнитного оксида Fe2O3 в магнитное соединœение Fe3O4 и последующая магнитная сепара­ция. В основном бедные желœезные руды подвергают магнитной сепарации или в целях наилучшего обогащения руды ее сочетают с обжигом и флотацией.

В результате обогащения руд получают тонкодисперсные кон­центраты с содержанием желœеза до 65…67 %, которые с силу своих физических свойств не могут использоваться в доменном про­цессе. По этой причине следующим этапом подготовки руды является агломерация (окускование). На горнообогатительных комбинатах или металлургических заводах мелочь, колошниковую пыль, коксик (кокс с крупностью частиц до 3 мм), известняк увлажняют и пере­мешивают в смесительных устройствах. После этого шихтой загру­жают (толщина слоя 200…300 мм) колосниковые решетки агло­мерационных машин и снаружи поджигают газовой горелкой.

Доменная печь

Под колосниковой решеткой расположены вакуумные камеры, с по­мощью которых создается крайне важное разрежение, обеспечиваю­щее просачивание воздуха через слой агломерационной шихты. За счет сгорания коксика создается температура 1100…1450°С, обеспечивающая спекание шихты и образование пористого продук­та — офлюсованного агломерата. При использовании офлюсован­ного агломерата снижается расход кокса и известняка, улучшаются условия плавки и технико-экономические показатели работы домен­ных печей.

С развитием способов обогащения руд и увеличением удельного веса концентрата в общем объеме желœезорудного сырья начал при­меняться новый процесс подготовки руды — окомкование. Сущность процесса состоит в скатывании частиц исходной шихты и после­дующем обжиге полученных окатышей (размером 25…30 мм). Обожженные окатыши по сравнению с агломератом обладают более высокой механической прочностью, хорошей восстановимостью, однородны по составу и характеризуются высоким содер­жанием желœеза (70…95%).

Одним из весьма перспективных направлений развития метал­лургического производства является использование частично вос­становленных (металлизированных) материалов, в частности окатышей. Οʜᴎ используются для прямого восстановления желœеза, минуя доменный процесс.

Подвергаются подготовке также и другие шихтовые материалы. К примеру, кокс перед загрузкой в печь подвергается грохочению с целью удаления мелочи и снижения его потерь в процессе плавки за счет выноса мелких фракций. Флюсы подвергаются дроблению, а затем грохочению для отсеивания мелочи. Подготовленные таким образом шихтовые материалы послойно загружаются в доменную печь в определœенных взвешенных дозах, называемых калошами.

Читайте также

Производство чугуна Исходными материалами для производства чугуна являются руды, топливо и флюсы. Основным видом сырья являются желез­ные руды, которые представляют горные породы, содержащие глав­ным образом химические соединения железа с кислородом, и пус­тые… [читать подробенее]

Производство чугуна Исходными материалами для производства чугуна являются руды, топливо и флюсы. Основным видом сырья являются желез­ные руды, которые представляют горные породы, содержащие глав­ным образом химические соединения железа с кислородом, и пус­тые… [читать подробенее]

Место металлургии в народном хозяйстве страны За годы Советской власти в СССР создано крупное металлур­гическое производство. По объему выплавки чугуна и стали, произ­водству проката, стальных труб, кокса и ферросплавов, добыче железных, марганцевых и хромитовых… [читать подробенее]

Доменный процесс получения чугуна

Чугун выплавляют в вертикальных печах шахтного типа — доменных печах. Сущность процесса получения чугуна заключается в восстановлении окислов железа (связывании кислорода из оксида в какие – либо соединения), входящих в состав руды, окисью углерода, водородом и твердым углеродом.

Устройство и работа доменной печи. Схема работы доменной печи представлена нарис.6.3.Доменные печи, как и все шахтные печи, работают по принципу противотока. Сверху сходят шихтовые материалы, а снизу им навстречу движутся газы, образующиеся в процессе горения топлива. Агломерат, руду, флюс и кокс, поступающие в печь в определенном соотношении, называют шихтой.

Шихта подается на колошник 7 печи скипами 1, реже ленточными конвейерами. Скипы разгружают в печь через приемную воронку 2 и засыпной аппарат, установленный на колошнике. Воздух (дутье) от воздуходувных машин подается в печь через воздухонагреватели (в которых нагревается до 1000-1200˚С) и фурменные приборы, установленные по окружности горна. Через фурмы 13 вводится также дополнительное топливо (природный газ, мазут или угольная пыль).

Рис.6.3. Схема доменной печи: 1 — скип; 2 — приёмная воронка; 3 — малый конус; 4 — большой конус; 5 — воронка большого конуса; 6 — защитные сегменты; 7 — колошник; 8 — шахта; 9 — распар; 10 — заплечики; 11 — горн; 12 — чугунная лётка; 13 — фурма; 14 -шлаковая лётка; 15 — лещадь; 16 — камера горения воздухонагревателя (каупера); 17 — подкупольное пространство; 18 — огнеупорная насадка каупера; 19 — поднасадочное пространство

По мере накопления чугуна и шлака их выпускают из печи. Чугун выпускают через 3- 4 час. через чугунную летку 12, а шлак через 1,0 — 1,5 час. через шлаковую летку 14. Чугун и шлак сливают по желобам, проложенным по литейному двору, в чугуновозные ковши и шлаковозные чаши, установленные на железнодорожных платформах. Емкость чугуновозных ковшей 90 — 140 т. В них чугун транспортируют в кислородно-конвертерные или мартеновские цехи для передела в сталь. Чугун, не используемый в жидком виде, поступает на разливочные машины.

Рис.6.4. Доменная печь: 1 – защитные сегменты колошника; 2 – большой конус; 3 – приемная воронка; 4 – малый конус; 5 – распределитель шихты; 6 – воронка большого конуса; 7 – наклонный мост; 8 – скип; 9 – воздушная фурма; 10 – чугунная летка; 11 – шлаковая летка

Современная доменная печь представляет собой шахтную (вертикальную) печь круглого сечения общей высотой до 70 м и диаметром до 14 м (рис.6.4). Внутри доменная печь выкладывается (футеруется) огнеупорным кирпичом. Снаружи печь для прочности имеет стальной кожух.

Доменная печь включает следующие элементы засыпной аппарат, колошник, шахту, распар, заплечики и горн.

Засыпной аппарат служит для накопления и подачи шихты через колошник. Вверху колошника имеется газоотвод для выхода доменного (колошникового) газа. Шахта имеет форму усеченного конуса, расширяющегося книзу. Такая форма шахты способствует свободному опусканию шихты при плавке. Заплечики имеют форму усеченного конуса, расширяющегося кверху, поэтому они удерживают всю твердую шихту, находящуюся в распаре и шахте. Нижняя часть горна, в которой собираются жидкий чугун и шлак, называют лещадью. В горне имеется два отверстия — летки — для выпуска чугуна и шлака. Чугунная летка располагается в нижней части горна, а шлаковая — в верхней.

Лещадь выполняют из особо огнеупорных материалов — углеродистых (графитизированных) блоков. Для повышения стойкости огнеупорной кладки печи в ней устанавливают металлические холодильники, по которым циркулирует вода. Для уменьшения расхода воды (для крупных печей расход воды составляет до 70000 м3 в сутки) применяют испарительное охлаждение, основанное на поглощении теплоты в процессе парообразования.

Подогрев воздуха осуществляется для увеличения производительности печи и уменьшения расхода топлива. Нагрев производят в специальных нагревательных аппаратах — воздухонагревателях (кауперах) регенеративного типа.

Воздухонагреватель представляет собой башню диаметром до 10 м, высотой до 50 м. Корпус воздухонагревателя выполнен из листовой стали, внутри футерован огнеупорным кирпичом. В шахте воздухонагревателя сжигают доменный газ. Остальное пространство воздухонагревателя заполнено насадкой (кирпичной кладкой с проходами для газов), аккумулирующей теплоту продуктов горения доменного газа. Горячие газы, проходя через насадку, нагревают ее и удаляются из воздухонагревателя через дымовую трубу. Затем подача газа к горелке прекращается, и через насадку пропускается холодный воздух, подаваемый турбовоздуходувной машиной.

Доменная печь имеет несколько воздухонагревателей: в то время как в одних насадка нагревается горячими газами, в других она отдает теплоту холодному воздуху, нагревая его. После охлаждении нагретой насадки воздухом нагреватели переключаются.

Внутри воздухонагревателя (рис. 6.3) имеется камера горения 16 и насадка 18, занимающая основной объем воздухонагревателя. Насадка выложена из огнеупорных кирпичей так, что между ними образуются вертикальные каналы. В нижнюю часть камеры горения к горелке подается очищенный от пыли колошниковый газ, который сгорает и образует горячие продукты сгорания. Воздух, проходя через насадку воздухонагревателя, нагревается до 1000 — 1200°С и поступает к фурменному устройству доменной печи, а оттуда в ее рабочее пространство.

Улучшение технико-экономических показателей работы доменных печей является одной из важнейших задач металлургического производства. Эта задача решается повышением производительности доменных печей путем улучшения их конструкций, энергетики, способов подготовки шихты, интенсификации доменного процесса.

Основным направлением в развитии современного доменного процесса является увеличение полезного объема доменных печей. При этом улучшаются технико-экономические показатели их работы. В России эксплуатируют доменные печи объемом 2300, 2700 и 5000 м3. Такие печи выплавляют в сутки более 10000 т чугуна.

Интенсификация процесса плавки приводит к повышению производительности доменных печей за счет следующего:

— повышение давления газов на колошнике до 0,18 МПа снижает скорость их движения в шахте доменной печи, улучшает условия восстановления железа, снижает расход кокса и уменьшает вынос колошниковой пыли;

— обогащение дутья кислородом повышает интенсивность горения кокса, в результате возрастает температура в горне доменной печи, ускоряются процессы восстановления кремния и марганца, что особенно важно при выплавке доменных ферросплавов и литейных чугунов;

— вдувание в горн природного газа и угольной пыли позволяет снизить расход кокса на 10 — 15%, увеличить производительность печей на 2 — 3% за счет повышения восстановительной способности газов.

Дата публикования: 2014-10-20; Прочитано: 1533 | Нарушение авторского права страницы

studopedia.org — Студопедия.Орг — 2014-2018 год.(0.001 с)…

1. Производства чугуна: исходные материалы, устройство доменной печи, технология плавки чугуна, продукты доменной плавки.

Чугун – железоуглеродистый сплав, содержащий более 2% углерода. Кроме углерода, в нем всегда присутствуют кремний (до 4%), марганец (до 2%), а также фосфор и сера. Чугун является основным исходным материалом для получения стали, на что расходуется примерно 80-85% всего чугуна.

РУДЫ, ФЛЮСЫ И ТОПЛИВО

Железные руды – основной исходный материал для выплавки чугуна. Пустая порода обычно состоит из кварца и песчаников с примесью глин, т.е. является кислой (избыток SiO2).

Железные руды в отличие от медных и многих других относительно богаты. Наиболее богатые руды содержат 60% железа и больше, наиболее бедные 30-40%.

В железных рудах всегда присутствуют вредные примеси – сера и фосфор. По типу рудного минерала руды бывают следующих основных видов.

Красный железняк. Рудный минерал – гематит, безводная окись железа Fe2O3 (70% Fe). Руда обычно содержит 50-60% Fe. Это наиболее распространенный вид руды во всем мире.

Магнитный железняк. Рудный минерал – магнетит, магнитная окись железа Fe3O4 (72,4% Fe), в руде 55-60% Fe.

Бурый железняк. Рудный минерал – водные окислы железа nFe2O3 · mH2O (52-66% Fe). В руде обычно содержится 30-50% Fe.

Шпатовый железняк. Рудный минерал – сидерит, карбонат железа FeCO3 (48,3% Fe), в руде обычно 30-40% Fe.

Доменные флюсы необходимы для удаления из доменной печи тугоплавкой пустой породы руды и золы топлива. Сплавляясь с флюсом, они образуют легкоплавкий сплав – доменный шлак; в расплавленном состоянии он удаляется из печи через шлаковую летку. Кроме того, флюс должен обеспечить получение шлака с необходимым химическим составом и физическими свойствами, что в значительной мере определяет состав чугуна.

Флюсы выбирают в зависимости от пустой породы руды. В отечественных железных рудах пустая порода, как правило, содержит избыток SiO2. Поэтому в качестве флюса используют сильноосновные материалы, главным образом известнякCaCO3. Типичный металлургический известняк после обжига содержит 50-55% CaO. Избыток извести в доменном шлаке способствует также удалению из чугуна серы. На отечественных заводах флюсы вводят в доменную печь главным образом в виде офлюсованного агломерата и офлюсованных окатышей.

Топливо в доменных печах служит не только источником тепла, но реагентом, обеспечивающим восстановление железа из руды и образования чугуна (путем науглероживания железа).

Основные требования к доменному топливу – высокая теплотворность, малое содержание золы, чистота по содержанию вредных примесей. Топливо должно иметь высокую механическую прочность, так как его дробление и образование мелочи препятствует нормальному движению печных газов, а также высокую пористость для обеспечения интенсивного горения. Топливо должно быть недефицитным и иметь невысокую стоимость.

Кокс является главным видом топлива в доменных печах и в среднем содержит 10-13% золы, 0,5-2% серы. Он достаточно прочен, что позволяет строить крупные доменные печи объемом до 5000 м3. На выплавку 1т чугуна расходуется около 550 кг кокса. При этом стоимость кокса составляет 45-55% себестоимости чугуна.

Вдувание 60-100 м3 природного газа на 1т выплавляемого чугуна снижает расход кокса на 10-15%, повышает восстановительную способность доменных газов, обеспечивает более высокую производительность доменной печи. Наиболее эффективным оказалось применение природного газа в сочетании с высокотемпературным дутьем, обогащенным кислородом.

ПОДГОТОВКА РУДЫ К ПЛАВКЕ

В настоящее время для выплавки чугуна используют лишь около 5% сырой железной руды; 95% всей руды до плавки подвергают предварительной подготовке. Подготовка железной руды является одним из эффективных направлений в совершенствовании доменного производства и дает возможность использовать более бедные руды. Подготовка руд включает дробление, сортировку и другие операции.

Дробление обеспечивает нужную степень измельчения руды. Для плавки в доменной печи размер кусков руды должен составлять 10-18 мм, для агломерации – менее 5-10 мм, для магнитного обогащения – 0,1 мм.

Сортировку руды по классам крупности при размерах кусочков более 1-3 мм проводят на механических грохотах. Для более тонко измельченных материалов используют гидравлическую классификацию. Разделяемый материал подают вместе с водой в специальные устройства, где крупные зерна быстрее оседают, отделяясь от более мелких. В устройствах типа гидроциклон разделение частиц по крупности происходит под действием центробежной силы.

Усреднение материалов по химическому составу и свойствам необходимо для обеспечения ровного хода доменной печи. Одним из основных методов усреднения руды является ее послойная укладка в штабеля большой емкости.

Обогащение руды приобретает все большее значение. В настоящее время до плавки обогащают около 80% всей руды. Это связано с использованием все более бедных руд, а также руд с тонковкрапленными в пустой породе рудными зернами. Так, например, в результате обогащения бедных криворожских железистых кварцитов с 20-45% Fe получают концентраты с 60-65% Fe. Основным способом обогащения железной руды в нашей стране является магнитный. Сущность сухой магнитной сепарации состоит в том, что тонкоизмельченную руду помещают в магнитное поле, где магнитные частицы руды отделяются от пустой породы. При мокрой сепарации руда при воздействии на нее магнитного поля одновременно промывается водой. Этот способ более гигиеничен, чем предыдущий, при котором выделяется много пыли. Магнитное обогащение можно непосредственно использовать только для так называемых сильномагнитных магнетитовых и титаномагнетитовых руд. Для других руд – средне- и слабомагнитных – перед обогащением производят магнетизирующий обжиг.

Среди других методов обогащения наиболее распространен гравитационный: отсадка и разделение в тяжелых суспензиях (взвесях), в которых рудный минерал тонет, а частицы пустой породы всплывают.

Для удаления рыхлой песчаной и глинистой пустой породы применяют также наиболее простой и дешевый способ – промывку водой.

УСТРОЙСТВО ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

Доменная печь (рис.6) – вертикальная печь шахтного типа. Ее высота (до 35 м) примерно в 2,5-3 раза больше диаметра.

Стенки печи выкладывают из огнеупорных материалов – в основном из шамота. Нижнюю часть горна и его основание (лещадь) выполняют из особо огнеупорных материалов – углеродистых (графитизированных) блоков. Для повышения стойкости огнеупорной кладки в ней устанавливают (примерно на ¾ высоты печи) металлические холодильники, по которым циркулирует вода. Для уменьшения расхода воды (для крупных печей до 70000 м3 в сутки) применяют испарительное охлаждение, основанное на том, что поглощаемое тепло используется для парообразования.

Кладка печи снаружи заключена в стальной кожух толщиной до 40 мм. Для уменьшения нагрузки на нижнюю часть печи ее верхнюю часть (шахту) сооружают на стальном кольце, опирающемся на колонны.

С увеличением полезного объема (рабочего пространства) доменных печей повышается их экономичность.

Современные крупные доменные печи имеют объем 2000-3000 м3.

На Криворожском заводе с 1974 г. работает печь объемом 5000 м3.

Воздух для горения топлива вдувается через 14-36 фурм в верхнюю часть горна печи.

В современную доменную печь для выплавки 1т чугуна вдувается около 3000 м3 воздуха; его расход на крупных печах достигает 6000-7000 м3/мин, что обеспечивается быстроходными турбовоздуходувными машинами (3500-4500 об/мин). Воздух нагревается в специальных воздухонагревателях. Каждую доменную печь обслуживают три-четыре автоматически переключающихся воздухонагревателя.

Применение высокотемпературного дутья привело к значительной интенсификации плавки. За последние годы температура воздушного дутья была повышена до 1200-1300º С.

Значительный эффект дало повышение давления под колошником примерно до 2,5 атм., приводящее к уменьшению скорости газа, улучшению теплообмена и интенсификации физико-химических процессов. Крупнейшим усовершенствованием явилось обогащение дутья кислородом (до 30%). Наибольший эффект дало комплексное использование этих мер при применении природного газа. Производительность печей повысилась примерно на 50%, а расход кокса снизился на 25-30%.

Доменная печь работает непрерывно в течение 5-10 лет. Для этого по мере необходимости в нее загружают отдельными порциями (колошами) шихтовые материалы, периодически выпускают чугун и шлак, непрерывно удаляют доменные газы.

Для выплавки 1т передельного (мартеновского) чугуна в среднем расходуется около 1,8т офлюсованного агломерата, 550 кг кокса. Таким образом, печь объемом 3000 м3 в сутки потребляет примерно 8500т шихтовых материалов и выплавляет около 5000-5500т чугуна.

В современных доменных печах все процессы по подготовке и загрузке шихтовых материалов полностью механизированы.

К вспомогательным устройствам, обеспечивающим работу печи, относятся: шихтовые дворы, оборудованные погрузочно-разгрузочными устройствами; бункерные эстакады с вагон-весами для автоматического взвешивания шихтовых материалов, подъемные механизмы, доставляющие самоопрокидываааающиеся тележки-скипы с шихтой к загрузочному аппарату доменной печи. Для нормальной работы печи необходимы также воздухонагреватели и другие устройства для осуществления горячего дутья, литейный двор, ковши – чугуновозы и шлаковозы, разливочные машины и т.д.

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

Доменное производство чугуна

Никто не может присваивать власть в Российской Федерации. Суверенитет Российской Федерации распространяется на всю ее территорию.

Технологии производства чугуна постоянно совершенствуются

Чугун является сплавом железа, содержащим углерод. Его состав может кроме них включать марганцевые, фосфорные, кремниевые, серные и др. компоненты. Изначально материалами для производства чугуна служат железосодержащие руды, топливные материалы, флюсы. Как правило, в виде сырья для производств чугуна применяются железняки, имеющие в составе от 30 до 70% железа и прочих химических веществ в пустой породе, а также вредных серо- и фосфоросодержащих соединений. Топливным материалом для производства чугуна служит кокс, представляющий собой результат сухой, то есть без участия воздуха, переработки каменного коксугля. Применяемые флюсы, чаще всего это кварц, доломит, песчаники и известняки, позволяют снизить температуру расплавления пустой породы, а также привести ее вместе с золой от топлива к шлаку.

Доменное производство чугуна

Наибольшее применение нашел в производстве чугуна доменный процесс. Он включает ряд физических, физико-химических, а также механических проявлений, наблюдаемых в действующей доменной печи. Помещенные в эту печь исходные компоненты (кокс, железосодержащие материалы с флюсами) при прохождении всех операций преобразуются в сплав чугуна, выделяющиеся доменные газы со шлаками. Задача доменного производства чугуна – создание этого сплава из железосодержащих компонентов посредством их переплавления в доменных печах в очень высокой температуре.

Поэтому доменный цех – один из важнейших в структуре завода по производству чугуна. Помимо этого производство чугуна в доменной печи – основа для изготовления стали, прокатных изделий – конечной продукции металлургического цикла других предприятий. Часть чугуна является товарным продуктом, поставляемым в твердом виде в форме небольших слитков (чушек). Их получают на разливочных машинах, установленных в стороне от доменного цеха в специальном разливочном отделении. Другая часть чугуна идет на производство сталей. Газ, получаемый в ходе процесса производства чугуна, используют в мартеновском и коксохимическом производствах в металлургии. Он служит основным топливом нагревательных устройств прокатных цехов, доменных воздухонагревателей.

Чугун выплавляется в печах, куда помещаются, чередуясь слоями, железосодержащие компоненты с флюсами, топливом. От воздействия своей массы они спускаются в низ печи, куда в особые отверстия подается подогретый воздух под определенным давлением. Он поддерживает нужные условия горения загруженного кокса. Технологический процесс производства чугуна предполагает восстановление железа, а также других элементов из их окислов. В процессе восстановления кислород отнимают от окислов и получают из них компоненты или окислы меньшего содержания кислорода.

Одним из ведущих способов производства чугуна считается восстановление железа от действия окиси углерода. Она образуется от сгорания в горне печи природного газа. Еще стоит отметить, что восстановление железа, предусмотренное технологией производства чугуна для данных печей, осуществляется постепенно, в процессе поэтапного извлечения кислорода из окислов. Доменный процесс предполагает, что в процессе восстановления железа участвуют как окиси углерода, так и непосредственно сам твердый углерод.

Определенное количество железа также восстанавливается с помощью водорода. В схеме производства чугуна восстановление железа от действия водорода или окиси углерода считается непрямым (то есть косвенным), а восстановление с помощью твердого углерода называют прямым. На самом деле восстановление железа в данном случае осуществляется двумя стадиями. К моменту достижения железорудным составом зоны распада доменной печи, где установилась температура около 1000°С и больше, окислы железа успевают частично восстановиться непрямым путем в зоне, где действуют менее высокие температуры. В результате их прямого разложения углеродом получается полное восстановление железа.

Производство высокопрочного чугуна

При производстве высокопрочного чугуна большое место отводится науглероживанию железа. Чугун с такими характеристиками образуется, когда восстановленное в доменной печи из рудного материала железо принимает в себя много углерода и прочих элементов. Начало процесса науглероживания железа характеризуется его образованием в губчатом состоянии на участке печи, где действует температура до 500°С. Только что восстановленное железо выступает в качестве катализатора, способствующего распаду окиси углерода на два компонента: двуокись и сажистый углерод. В итоге распада окиси углерода от температуры 550-650°С получаются карбиды железа, прочих металлов. Наделенный особой активностью, сажистый углерод активно вступает в химическое взаимодействие с частицами железа.

При температуре в 1000°С и больше карбид железа распадается на железо с углеродом. С ростом количества углерода температура в процессе плавления становится существенно ниже. Так, чистое железо расплавляется при температуре от 1539°С, а сплав его с углеродом способен плавиться уже от 1147°С. Плавление сплава происходит в зонах доменных печей, где действуют высокие температуры, то есть внизу шахты. Образующийся жидкий сплав и есть чугун. При стекании вниз он, омывая раскаленные части кокса, еще больше науглероживается.

Науглероживание металла завершается ниже уровня шлаковой летки – в металлоприемнике. Здесь на соотношение углерода с металлом оказывает влияние содержание других компонентов. Итоговое наполнение углеродом при производстве серого чугуна, например, может зависеть от стойкости карбидов, которая в большой степени определяется содержащимися в чугуне примесями. Например, примесь марганца способствует науглероживанию металла, так как он входит в состав карбида, растворяющегося в чугуне. Аналогичное действие оказывают ванадий, хром, титан. Кремний с фосфором или сера препятствуют образованию карбидов. Из-за этого ферромарганец и зеркальные чугуны всегда содержат больше углерода, чем чугуны передельные, ферросилиций или полученные в литейном производстве чугуны.

В ходе плавления восстанавливается не только само железо, но и ряд различных элементов, находившихся в рудной массе. В составе шихтовых материалов в печи, помимо окислов железа, поступают еще окислы и отдельные химические элементы, такие как марганец, хром, ванадий, титан, свинец, медь, цинк, мышьяк и др. Они в полностью или частично восстановленном виде вместе с частицами серы попадают в чугун и влияют на его свойства в худшую или в лучшую сторону. В основах производства чугуна считается, что чаще всего ценными примесями служат кремний с марганцем, а вредоносными – сера с фосфором.

Наличие в чугуне серных компонентов можно уменьшить до оптимального предела путем внедоменного обессеривания. Если выдержать чугун с 2% марганца в ковше-чугуновозе или миксере, то некоторый объем серы в различных ее соединениях с марганцем перейдет из состава металла в шлак. Это возможно благодаря уменьшению растворяемости данного соединения в металлах от снижения температуры. Подобное обессеривание в ковше чугуна может достичь 60%. Кроме этого существуют еще методы внедоменного обессеривания чугунов. В производствах чугуна в мире довольно часто в этих целях используют обессеривающие присадки, такие как известь, кальцинированная сода или металлический магний.

Особенности процесса производства чугуна

В процессе плавления в горн с общей смесью стекает расплавленный шлак. Благодаря его плотности, меньшей, чем у чугуна, он всплывает поверх него. Это явление наблюдается в районе распара печи. Первоначальный шлак получается от сплавления находившихся в пустых породах руд, а также флюсах окислов. При стекании вниз, в процессе накапливания шлак значительно меняется по составу. Благодаря реакциям с компонентами не полностью прогоревшего кокса, расплавляющегося чугуна в нем получают восстановление из своих окислов марганец с железом, а кроме того растворяются соединения серы, зола и кокс.

Равномерность работы доменных печей, качественное производство отливок из чугуна с его видом зависят от таких свойств шлака, как плавкость, вязкость, текучесть, температура плавления, серопоглотительная способность. Данные качества шлака продиктованы его химическим наполнением, минералогическими свойствами исходных шихтовых компонентов. Химическое содержание шлака предопределяет итоговый состав чугуна, этим объясняется тот факт, что для производства различных чугунов (литейного, передельного и др.) обычно выбирают шлак с определенными свойствами. Расплавленные шлаки и получаемый чугун поочередно выпускаются в особые отверстия – шлаковую и чугунную летки, сначала шлак, потом чугун.

Строим малый и большой бизнес на производстве чугуна

Химический состав чугуна близок к составу стали, но отличается от неё повышенным, более 2%, содержанием углерода. Так же в его состав обязательно входят кремний, марганец, фосфор и сера.
При выплавке стали из железной руды он является промежуточным продуктом производственного процесса, так как температура его плавления на 300 градусов ниже температуры плавления стали.
На следующем этапе процесса при повышении температуры плавки и удаления примесей из него получают сталь. Для этого используется около 85% всего выплавляемого чугуна.
В силу этих обстоятельств он стоит гораздо дешевле стали.

Высокое содержание углерода делает чугун хрупким и уязвимым для ударных воздействий. Но при этом он обладает большой устойчивостью при сжатии.
Из-за его структуры изделия из этого материала не чувствительны к повреждениям своей поверхности и такие повреждения не ведут к деформации или разрушению всего изделия в целом.
Эти свойства обуславливают большую, чем у стали, лёгкость резки чугуна, особенно при обработке на токарном станке.
Поэтому его часто применяют для изготовления деталей различных устройств, которые не подвергаются ударным и растягивающим воздействиям.
История промышленного производства чугуна в России насчитывает без малого 300 лет. В 20-и веке СССР занимал первое место в мире по выплавке чугуна и стали. За это время валовое производство черных металлов достигло в России вместе с Украиной 153 млн. тонн.
После распада СССР выплавка сократилась более чем в два раза. В 2008 году в России выплавлялось 68, 5 млн. тонн. Сейчас на долю России досталось четвертое место в рейтинге производителей черной стали после Китая, Японии и США.
Особенность современного положения дел в чугунолитейной отрасли в России состоит в том, что она большей частью работает на экспорт, производя чугун главным образом в виде чушек, отправляемых за рубеж для дальнейшей обработки.
В результате сложилась ситуация, когда в России, несмотря на большой объём валового производства чугуна, существует постоянный дефицит готовых изделий из литейного чугуна.
Благодаря этому в России создалась ниша для малого бизнеса, занимающегося фасонным литьём чугуна.
Следует сказать, что это производство относится к числу сложных и предъявляет высокие требования к технической грамотности и технологической дисциплине, как менеджеров, так и рядовых работников.
Постараемся дать в общих чертах представление об основных способах выделки чугуна и их привлекательности для малого бизнеса.

Доменный способ производства чугуна

Доменное производство имеет своей целью выплавку железа из руды, при этом в ходе плавки удаляются пустая порода и вредные примеси.
Принципиальная схема работы доменной печи остаётся неизменной со времён создания в России чугунолитейного производства.

• • Сама печь представляет собой сооружение с вертикальной рабочей камерой, внутренняя поверхность которой выложена огнеупорным кирпичом.
  • Шихта – сырьё для плавки, подаётся в верхнюю часть доменной печи, называемую колошником.

  Колошник оснащён газоотводами, через которые из доменной печи удаляется смесь из колошниковых газов и шихтовой пыли, скопившихся во время плавки. Затем смесь сепарируется, и пыль уходит в агломерацию, снова попадая в шихту, а газ применяется для использования на вспомогательных производствах.

  • Основная часть рабочей камеры – шахта, выполнена в виде усеченного конуса, расположенного основанием вниз.
  • Под шахтой расположена ёмкость цилиндрической формы – распар. В распаре происходит расплавление шихты, он опирается на столбы, которые укреплены непосредственно в фундаменте доменной печи.
  • Под распаром находится ещё одна ёмкость цилиндрической формы – горн. В верхней части горна имеется летка для выпуска шлака, а в нижней – летка для выпуска чугуна. Через летки во время плавки периодически происходит вывод чугуна и шлака из доменной печи.
  • Выше шлаковой летки расположены отверстия – фурмы, через которые производится подача кислорода, нагретого воздуха и прочих добавок.

  Выплавка в доменной печи происходит следующим образом:

  1. Поданный через фурмы кислород вступает в реакцию с содержащимся в шихте углеродом, температура горения при этом составляет до 2000 градусов.
  2. Расплавленное железо, освобожденное от сгоревшего углерода, скапливается в переходной камере конусообразной формы между горном и распаром – заплечиках. Здесь часть выделившегося из шихты углерода соединяется с железом, науглероживая его. Здесь же с железом соединяются освобожденные из шихты марганец с кремнием, сера, фосфор и другие элементы.
  3. Образовавшийся таким образом чугун стекает из заплечиков в горн, а расплавленный шлак скапливается над ним.
  4. Чугун и шлак выпускаются из доменной печи через соответствующие летки.
  5. Из летки расплавленный чугун, температура которого при этом составляет около 1500 градусов, по желобу попадает в раздаточный ковш.

  

  Выплавленный чугун делится в зависимости от его назначения на следующие виды:

  1. Передельный чугун, который в дальнейшем будет переделан в сталь.
  2. Литейный чугун, который характеризуется увеличенным содержанием кремния и уменьшенным содержанием серы, служит для выделки чугунного литья.
  3. Специальный (ферросплавный) чугун, в котором может быть увеличено содержание таких элементов, как марганец или хром, служит для производства специальных сталей.

  При разливе из раздаточного ковша, передельный чугун отправляется в миксер, откуда его отбирают для передела в сталь. Литейный же чугун заливается в формы для изготовления чугунных чушек.
  Объём доменной печи составляет от 1500 до 5000 м3, высота её может достигать нескольких десятков метров
  Работа доменной печи происходит в непрерывном режиме на протяжении нескольких лет, что требует постоянной подачи огромного количества шихты и топлива.
  При этом функционирование доменной печи обеспечивается сложной и высокоразвитой инфраструктурой, состоящей из вспомогательных производств и коммуникаций по транспортировке сырья и конечного продукта.
  Инвестиции, необходимые для организации доменного производства, исчисляются миллиардами рублей. Поэтому его организация под силу только крупным корпорациям.
  В силу всего вышесказанного можно резюмировать, что организация доменного производства чугуна слишком далеко выходит за рамки возможностей малого бизнеса.

  Переплавка чугуна в вагранке

  В отличие от доменной плавки, переплавка чугуна в вагранке при грамотном подходе способна приносить прибыль при относительно небольших вложениях и представляет несомненный интерес для малого бизнеса.
  Вагранка, как и домна, принадлежит к печам шахтного типа. В качестве топлива в ней используется кокс, в последнее время всё большее распространение получают вагранки, работающие на газе.
  Для достижения высокой температуры горения используется нагнетание воздуха в рабочую камеру.
  В отличие от доменной печи, где металл выплавляется из руды, в вагранке производится переплавка лома чугуна и чугунных чушек с последующим разливом расплава в формы для получения готовых изделий.
  Ввиду небольшого размера обслуживание таких печей на порядки проще, чем обслуживание домны. По этой же причине упрощен их ремонт и процедура остановки.

  

  Принципиальная схема вагранки, работающей на коксе, выглядит так:

  • Основной частью вагранки является металлический цилиндр — кожух, изготовленный из листов стали 6-12 мм. Внутренняя поверхность его выложена жаропрочным кирпичом или иным огнеупорным материалом, толщина которого равняется 200-300 мм.
  • Основанием для кожуха служит подовая плита, которая опирается на четыре колонны. Для удаления остатков чугуна при ремонте служит отверстие, расположенное в центре плиты, закрытое заслонкой.
  • Для загрузки кусков чугуна, кокса и присадок служит завалочное окно.
  • Часть рабочего пространства от подовой плиты до завалочного окна называется шахтой.
  • Часть пространства кожуха, находящаяся выше завалочного отверстия, называется трубой.
  • Нижняя часть шахты называется горном. В горне имеются фурмы для подачи воздуха или кислорода, а так же летки, чугунная и шлаковая.
  • Часть горна в районе фурм – плавильный пояс.
  • Розжиг производится через рабочее окно с помощью дров.

  Процесс плавки происходит таким образом:

  1. Через завалочное окно в шахту загружаются куски чугуна и кокса, а так же флюса и иных присадок.
  2. При сгорании кокса, температура горения которого повышается благодаря нагнетаемому через фурмы воздуху, происходит расплавление чугуна, который выходит через чугунную летку.
  3. Шлак, который в силу своей лёгкости плавает поверх чугуна, выходит сквозь шлаковую летку.
  4. Газообразная смесь, образовавшаяся при горении, уходя вверх по шахте, нагревает опускающуюся от завалочного окна шихту и уходит в трубу.

  Для облегчения заливки больших форм и выдерживания постоянного химического состава чугуна вагранки, как правило, оснащены еще одним горном – копильником, в котором накапливается выходящий из летки кожуха чугун.
  В этом случае раздача расплава производится из копильника.
  Рабочий цикл составляет от 10 до 20 часов, после чего вагранка гасится и производится ремонт жаропрочной облицовки её внутренней поверхности.
  Производительность такой печи может равняться от 0,2 до 25 т/час, соответственно, при диаметре шахты от 500 до 2000 мм, при полезной высоте шахты от 3 до 5 метров.

  

  Инвестиции, необходимые для начала производства по литью в вагранке

  Постараемся определить рентабельность, которой обладает литейное производство, при использовании вагранки производительностью 0,2-0,35 т/час.
  Потребляемая электроэнергия такой печи равна 2 кВт/ч.
  Она способна выплавлять чугун нескольких видов – литейный, модифицированный и рафинированный. Это происходит за счёт использования технологии ШПР – шлейфовой продувки расплава.
  За месяц такая печь способна производить 22 плавки с выходом готового продукта на одну плавку – 5400 кг. Что за месяц составит 118 т чугуна.
  Стоимость такой печи около 4500000 р. В эту цифру, кроме оборудования, входит стоимость его доставки и монтажа, а так же обучения сотрудников.
  Аренда производственных помещений и их подготовка к монтажу оборудования, а так же закупка инструмента, спецодежды и тому подобного – 45000 р.
  Итого, объём необходимых инвестиций равен 4950000 р.

  Текущие расходы

  На одну тонну чугуна расходуется:

  • 0,16 т кокса, что при цене 18000 р/т составляет 2880 р.
  • 0,05 т известняка, при цене 2 250 р/т составляет 112, 5р.
  • 0,025 т ферросилиция, при цене 30000 р/т составляет 750 р.
  • 0,2-0,3 т стального лома, при цене 12000р/т составляет 2400 р.
  • 0,7-0,8 т чугунного лома, при цене 9000 р/т составляет 8100 р.

  Таким образом, на одну тонну чугуна расходуется сырья на сумму 14 242,5 р., на 118 т чугуна потребуется сырьё на сумму 1680615 р.
  При трехсменной работе, когда в одну смену работают четыре человека, на зарплату им уйдет 630000 р. в месяц.
  Расходы на электроэнергию за месяц составят 880 кВт*4=5280 р.
  Итого сумма текущих расходов за месяц составит 2315895 р.

  

  Доходы

  Средняя цена за тонну литейного чугуна в чушках составляет около 37500 р/т. При месячной норме выпуска 118 т, общий доход за месяц составит 442500 рублей. Вычтя сумму текущих расходов, получим чистый доход в месяц равный 2 109 105 р.
  При такой доходности инвестиции полностью окупятся за три месяца.
  Следует отметить, что в этих расчётах речь шла о выпуске литейного чугуна в чушках, при литье готовых изделий, даже таких простых, как канализационные люки, стоимость готовой продукции повышается не менее чем в 2,5 раза.
  Организация такого производства требует дополнительных затрат для обустройства соответствующей формовки, но высокая его рентабельность с лихвой оправдывает все затраты.
  Аналогичным образом обстоят дела и с выпуском рафинированного и модифицированного чугуна.

  Заключение

  Сделаем несколько важных замечаний.
  Литейное производство относится к числу взрывоопасных и пожароопасных, кроме того, оно сопряжено с выбросом большого количества вредных веществ. Поэтому лицензирование его в России сопряжено с известными трудностями и затратами.
  Функционирование такого производства требует повышенной технологической дисциплины и неуклонного соблюдения правил техники безопасности.
  Характерным отличием литейного процесса является огромная роль, которую играет технически грамотный персонал, особенно это касается инженерно-технических работников. Поэтому к подбору их надо подходить с большой ответственностью и не скупиться на достойную оплату их труда.
  Так же следует отметить большие резервы рентабельности, которыми обладает литейное дело в России. В основном они базируются на внедрении новых технологий и развитии производственной инфраструктуры, а так же на расширении ассортимента выпускаемых изделий.
  Например, сейчас очень активно развивается внедрение новых видов форм, систем нагрева и поддува.
  Что касается ассортимента, то при работе вагранок, как правило, 10% выпускаемой продукции составляет стальное литьё, которое гораздо дороже чугунного. Зачастую вагранку используют так же для выплавки цветных металлов.

  

  В заключение надо сказать, что кроме шахтных печей, таких как домна и вагранка, производство чугуна и стали осуществляется и в других видах печей:

  Источник http://magictemple.ru/domennoe-proizvodstvo-chuguna/

  Источник http://promplace.ru/dobycha-i-poluchenie-metallov-staty/proizvodstvo-chuguna-1441.htm

  Источник http://bisnesideya.ru/nestandartny-e-idei-biznesa/stroim-malyj-i-bolshoj-biznes-na-proizvodstve-chuguna.html