ИТС 26-2021 Производство чугуна, стали и ферросплавов

     2.3 Производство чугуна

Чугунами принято называть сплавы железа с углеродом () с содержанием углерода свыше 2% (в разное время это оценивали от 1,7% до 2,14%). Наименьшую температуру плавления (1148°С) имеет сплав без примесей с содержанием углерода 4,38% (эвтектический) [32]. В доменных печах в наибольшем количестве выплавляют чугун "передельный", предназначенный для передела в сталь или для переплавки в чугунолитейных цехах для производства различных отливок. Передельный чугун в зависимости от назначения выпускается трёх видов:

- передельный коксовый для сталеплавильного производства марок П1 и П2 и для литейного производства марок ПЛ1 и ПЛ2;

- передельный коксовый фосфористый марок ПФ1, ПФ2 и ПФ3;

- передельный коксовый высококачественный марок ПВК1, ПВК2 и ПВК3.

Химические составы данных видов чугуна должны соответствовать техническим условиям ГОСТ 805-95 "Чугун передельный", который устанавливает марки, группы, классы и категории в зависимости от содержания кремния, марганца, фосфора и серы. По требованию потребителей к химическому составу передельного чугуна могут предъявляться дополнительные требования по содержанию углерода, меди, хрома и др. Например, содержание кремния в чугуне марки П1 должно быть свыше 0,5% и до 0,9% включительно, в марке П2 - до 0,5%; в марке ПЛ1 - свыше 0,9% и до 1,2%, в марке ПЛ2 - свыше 0,5% и до 0,9% включительно.

Кроме передельного чугуна, в доменных печах выплавляют различные виды и марки литейных чугунов:

- литейный коксовый марок ЛК1; ЛК2; ЛК3; ЛК4; ЛК5; ЛК6; ЛК7;

- литейные легированные чугуны, содержащие повышенное содержание некоторых металлов - хромоникелевые, титанистые, титаномедистые, ванадиевые.

Примерный химический состав чугуна: Si - 0,80%; Mn - 0,40%; S - 0,6%; Ti - 0,10%; P - 0,08%; Cr - 0,05%; C - 4,64%.

В 2019 г. в мире было выплавлено 1875,155 млн т стали и 1327,1 млн т чугуна, что составило 70,8% от произведённой стали. Более 99% чугуна было выплавлено в доменных печах. Современное доменное производство характеризуется высокой производительностью, оптимальными расходами ресурсов и энергетическими затратами, надлежащим оснащением средозащитным оборудованием и технологиями. Удельная производительность лучших доменных печей составляет от 80 до 93,5 т/(м*сут).

Самые большие в мире доменные печи имеет южнокорейская фирма POSCO (ДП-1 полезным объёмом 6000 м с диаметром горна 16,1 м и 44 воздушными фурмами) и китайская компания Shagang Group (ДП-4 внутренним объёмом 5800 м с диаметром горна 15,7 м) [33, 34]. Доменные печи объёмом свыше 5000 м с использованием комбинированного дутья с вдуванием природного газа, пылеугольного топлива (ПУТ) и обогащением дутья кислородом производят более 14 тыс.т чугуна в сутки. В России, США и Канаде, имеющих собственные ресурсы природного газа, для снижения расхода кокса вдувают природный газ, в последнее время начали применять вдувание ПУТ. На современных доменных печах Южной Кореи и Китая расход вдуваемого ПУТ составляет от 160 до 250 кг/т, а расход кокса снижен до 290 кг/т [33, 34].

Достигнутые показатели доменных печей в мире [35]:

- минимальный расход кокса - 256,8 кг/т чугуна;

- максимальный расход ПУТ - 252,4 кг/т чугуна;