Чугун в транспорта
1. Развитие на производството на черни метали в СССР
Производството на черни метали в Русия е възникнало в древни времена. Проучването на исторически документи и различни предмети е установило, че руските войници в древността (VII-VIII век) са използвали оръжия, произведени от домашно произведен метал. Добив на черни метали в Русия до края на 16 век. произведени по занаятчийски начин. Първите руски металургични заводи с доменни пещи са построени през 1632 г. Производството на черни метали и изграждането на металургични заводи в Русия започват да се развиват особено бързо при Петър Велики.
Преди избухването на Първата световна война (1914), царска Русия е петият по големина производител на желязо и стомана в света.
2. Получаване на чугун
Суровините за производство на чугун са: железни руди, гориво, потоци.
Чугунът се получава от железни руди чрез топенето им в доменните пещи. Желязната руда се добива от земните недра и представлява сложно вещество, състоящо се от железни оксиди и различни отпадъчни скали. Отпадъчните скали са веществата, които изграждат железни руди, които не съдържат желязо:
За топене на желязна руда в доменна пещ е необходимо гориво. Доменните пещи се захранват с въглища и въглищен кокс. Въгленът, поради слабата си механична якост, се срутва, не издържайки на натиска на материалите и поради това се използва в малки доменни пещи. Железни руди се топят на въглища, за да се получи висококачествено чугун.
Повечето доменни пещи работят на кокс, който има висока механична якост и генерира голямо количество топлина при изгаряне; съдържа повече от 80о/о въглерод. Коксът се получава от въглища в коксови пещи. Специални видове битумни въглища, така наречените агломериращи въглища, се нагряват в пещи до 950-1000 ° без достъп на въздух, което води до кокс.
В допълнение към желязната руда и горивото в доменната пещ се зарежда известно количество поток. Варовикът CaCO3 се използва главно като поток. Потоците спомагат за понижаване на точката на топене на отпадъчните скали и образуват течаща шлака. Разтопената отпадъчна руда се нарича доменна шлака.
Желязната руда, добита от земните недра, се обработва предварително и обогатява, преди да бъде заредена в доменната пещ. Големи парчета руда, фина руда и прах не трябва да се зареждат в доменната пещ, тъй като нормалният процес на топене ще бъде нарушен. Следователно рудата се раздробява от специални трошачни машини, след което се преработва на сита, в резултат на такава обработка рудата се сортира по размер и от нея се пресяват рудни фини частици и прах. Фината руда се подлага на агломерация, т.е. синтероване на парчета на специални машини. За да се увеличи съдържанието на желязо в рудата и да се намали количеството вредни примеси в нея, се извършва така нареченото обогатяване на желязна руда.
Има различни методи за обогатяване: мокро обогатяване, печене на руда, магнитно отделяне. Когато се намокри, се изплаква с вода в специални машини, откъдето
отвежда в рудата определено количество отпадъчни скали (глинени, песъчливи) и по този начин процентът на съдържанието на желязо се увеличава. Печенето на руди постига отстраняване на влага, въглероден диоксид, сяра, а освен това се увеличава порьозността на отделните парчета руда, което допринася за по-доброто намаляване на желязото в процеса на доменната пещ. Магнитното отделяне на рудата дава
способността да се отделят парчета руда, съдържащи железни оксиди, от отпадъчните скали. Този тип обогатяване се извършва в специални устройства, наречени магнитни сепаратори. Парчетата желязна руда, влизащи в магнитния сепаратор, се магнетизират и привличат към барабана, а отпадъчната скала се навива от барабана в специална фуния. Така се обогатява рудата.
Общ изглед на доменната пещ е показан на фиг. 5. Вътрешната част на доменната пещ е изградена от огнеупорни шамотни тухли, извън нея е затворена в стоманена броня. Височината на съвременните пещи достига 32 м. Доменната пещ е монтирана върху стоманобетонна основа. Долната цилиндрична част с височина 3–3,5 m и диаметър 7–8 m се нарича рог. Вътре огнището е облицовано с шамотни тухли. Дъното на огнището с дебелина от 3,5 до 5 m се нарича колба и е поставено от шамотни тухли с най-висока рефрактерност. На дъното се натрупват разтопено желязо и шлака. Близо до дъното има отвор 3 за освобождаване на чугун, наречен чугунен отвор. Малко по-високо има втора дупка, така наречения шлаков отвор, през който се изхвърля шлака. В горната част на огнището има фурми (от 12 до 18 бр.), Разположени симетрично по обиколката на пещта. Въздухът влиза в доменната пещ през фурмите с помощта на вентилатор. Въздухът се загрява предварително в специални въздушни нагреватели. Над планината има плещи; имаща формата на пресечен конус, обърнат отгоре надолу. Височината им е около 3 м. Над раменете има параход, който има цилиндрична форма. Височината на парата е 1,5–2,7 м. Над парата има зона на пещта, наречена шахта. Шахтата има конусовидна форма с височина 14,5—16 м. Горната част на шахтата се нарича горна и има цилиндрична форма. Височината на върха е 2-3 м, диаметърът е 5-7 м. В горната част се зареждат пресни порции суровини (желязна руда, гориво, потоци). Над горната част на доменната печка е инсталирано зареждащо устройство, с помощта на което се зарежда доменната пещ.