Глава 1. Металлические материалы / Глава 1.1. Основные сведения о производстве металлов и сплавов / Глава 1.1.1. Чугун
Чугун представляет собой сплав железа с углеродом, содержащий более 2 % углерода. Предельное содержание углерода в чугуне колеблется от 2,4 до 2,8 % для малоуглеродистых чугунов и до 4,5...5,0 % - для белых чугунов, а также высокоуглеродистых чугунов.
В зависимости от назначения чугуны делятся на передельные и литейные. Передельные чугуны применяют для выплавки стали, а литейные – для изготовления отливок различного назначения. В последнее время широко используют синтетический литейный чугун, полученный насыщением и обогащением передельного чугуна кремнием за счет добавления в него электропечного ферросилиция. Качество чугуна зависит от его химического состава. Содержание химических элементов С, Si, S, Mn, Cr, Р, Сu регламентируется техническими требованиями.
Исходным сырьем для выплавки чугуна являются железные руды и марганцевые руды, флюсы и топливо. Железо в рудах содержится в основном в виде окислов, иногда - в виде карбоната железа FeCO3. Виды железных руд: магнитный железняк, красный железняк, бурый железняк, шпатовый железняк.
Магнитный железняк содержит 50...60% Fe (железа) в виде магнитной окиси Fе3O4 (магнетит). Красный железняк содержит 50...70 % Fe в виде безводной окиси Ре3О3 (гематит). Бурый железняк содержит 25...50 % Fe в виде гидроокиси 2Fe2O33H2O (лимонит) и Fe2O3H2O (гетит). Шпатовый железняк содержит 30...40 % Fe в виде карбоната железа FeCO3 (сидерит). Марганцевые руды содержат 20...55 % Мn (марганца) в виде различных окислов. При производстве чугуна в качестве флюса применяют известняк или доломитизированный известняк. Основным видом топлива при производстве чугуна является кокс в виде крупных, прочных и пористых кусков, в которых содержится большое количество углерода. В качестве топлива используют также природный газ.