Чугунами называются сплавы железа с углеродом, содержащие более 1,7% углерода. Обычно в чугуне разных марок содержится от 2,6 до 3,6% углерода, некоторое количество кремния, марганца, а также примесь фосфора и серы. Получение чугуна. Чугун получают переработкой железных руд в специальных, так называемых доменных печах. Процесс получения чугуна из железных руд называется д о м е н ны м и является одним из основных процессов черной металлургии. Доменная печь представляет собой вертикальную шахтную печь, полезный рабочий объем которой может составлять от 700 до 2000 мг, а в отдельных случаях и более. Доменная печь, например, объемом 1200—1300 м3 может выплавлять до 1600—1800 т чугуна в сутки. Шахта такой печи имеет наибольший диаметр 9 ж, а общая высота печи составляет около 50 м. Снаружи печь имеет кожух из листовой стали, а внутри выложена огнеупорным кирпичом. Схема процесса выплавки чугуна показана на рис.21. В доменную печь через верхнюю ее часть (колошник) с помощью подъемного устройства периодически загружают железную руду, кокс и известняк. Снизу через специальные отверстия (фурмы) подают подогретый до 600—900 С воздух под давлением до 3—3,5 кгс/см2. Воздух подогревается в цилиндрических башнях с насадкой из .кирпича — кауперах, располагаемых рядом с доменной печью. Подогрев воздуха осуществляется теплом, получаемым от сжигания доменного газа в шахте каупера, для чего каупер снабжен специальными горелками. Сначала через
каупер пропускают продукты горения доменного газа, нагревающие кирпичную насадку каупера; затем через каупер пропускают подаваемый в фурмы доменной печи сжатый воздух, который нагревается при соприкосновении с горячей насадкой каупера. При сгорании кокса в шахте печи развивается высокая температура, достигающая в отдельных зонах 1700—1800 С. Образующаяся при сгорании кокса окись углерода, а также присутствующий в газах печи водород восстанавливают железо из его окислов, содержащихся в руде. Реакции восстановления наиболее
интенсивно протекают в зоне температур 950—1000 С. Восстановленное из окислов железо расплавляется, насыщается углеродом и в. виде жидкого сплава (чугуна) скапливается в нижней части печи. Загружаемый в печь известняк также расплавляется и дает жидкие шлаки, в которые переходят также пустая порода руды, зола сгоревшего кокса, кусочки футеровки печи и прочие примеси. Изменяя соотношение кокса и руды в шихте, а также температуру дутья и режим плавки, можно получать чугун разного состава, с различным содержанием углерода, кремния, марганца, фосфора и других примесей. Железные руды содержат различное количество железа — от 30 дО 60% и более.