1-Ma`ruza. Mavzu: Metallmaslar. Vodorod. Suv. Reja. Metallmaslarning davriy jadvalda tutgan o`rni. Metallmaslarning umumiy xossalari

4. Cho`yan va po`lat ishlab chiqarish.
Rudalardan temir olish uchun uning oksidlarini CO va C (koks) bilan qaytariladi. Bunda toza temir emas, balki uning C va boshqa qo`shimchalar (Si, Mn, S, P) bo`lgan qotishmasi olinadi. Bu qotishma cho`yan deyiladi.
Cho`yan domna pechlarida, ya`ni domnalarda suyuqlantirib olinadi. Domna–bu hajmi 5000 m<sup>3</sup> va balandligi 80 m gacha bo`lgan, ichki tomoniga o`tga chidamli g`isht qoplangan va tashqi po`lat g`ilofi bo`lgan murakkab inshootdir. Domnaning yuqorigi yarmi shixta, yuqorigi teshigi–koloshnik, eng keng qismi–raspar, pastki qismi–gorn deyiladi.
Boshlang`ich materiallar: shixta–tarkibida temir oksidi, koks, flyuslar bor ruda. Koks issiqlik manbai bo`lib va CO olish uchun xizmat qiladi. Flyuslar bekorchi jinsni oson suyuqlanadigan birikmalarga–shlaklarga aylantiradi.
Domnaga koloshnik orqali boshlang`ch materiallar solinadi. Ko`mirning yonishi va zaruriy haroratni saqlab turish uchun gorndagi maxsus teshik orqali kislorodga boyitilgan havo puflanadi.
Gornning yuqorigi, harorat 1850 <sup>0</sup>C ga etadigan qismida koks 600-800 <sup>0</sup>C gacha qizdirilgan, puflanadigan havoda yonadi va CO<sub>2</sub> hosil bo`ladi. Hosil bo`lgan CO<sub>2</sub> koks cho`g`i orqali o`tib CO ga aylanadi:
C + O₂ = CO₂ CO₂ + C = 2CO
CO asta-sekin rudani qaytaradi, dastlab 450-500 ⁰C da Fe₃O₄ ga, 600 ⁰C da FeO ga, 700 ⁰C da Fe ga qadar qaytariladi:
3Fe₂O₃ + CO = 2Fe₃O₄ + CO₂ Fe₃O₄ + CO = 3FeO + CO₂
FeO + CO = Fe + CO₂ FeO + C = Fe + CO
Rudadan Fe qaytarilishi 1100 ⁰C datugaydi.buharoratda rudada qo`shimchalar holida bo`lgan Si, Mn, P o`zlarining birikmalaridan qisman qaytariladi.
SiO<sub>2</sub> + 2C = Si + 2CO MnO + C = Mn + CO
Ca<sub>3</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>2</sub> + 5C = 2P + 3CaO + 5CO
Qaytarilgan temir asta-sekin pastga tushadi va koks cho`g`i hamda CO bilan to`qnashib, Fe₃C hosil qiladi:
3Fe + C = Fe₃C 3Fe + 2CO = Fe₃C + CO₂
Bunda suyuqlangan temir o`zida C, Fe<sub>3</sub>C, Si, Mn, P, S ni eritadi va suyuq cho`yan hosil qiladi. Ruda tarkibidagi bekorchi jins asosan qumtuproq va boshqa oksidlardan tarkib topgan bo`ladi. Uni yo`qotish uchun boshlang`ich materiallarga flyuslar–ko`pincha ohaktosh qo`shiladi. Yuqori haroratda ohaktosh parchalanadi:
CaCO<sub>3</sub> = CaO + CO<sub>2</sub>
CaO bekorchi jinsdagi moddalar bilan reaksiyaga kirishib, shlak–asosan kalsiy silikatlar va alyumosilikatlar hosil qiladi. Suyuq cho`yan bilan shlak gornga oqib tushadi, bunda shlak yengil bo`lganligi sababli cho`yanning ustida to`planadi va uni kislorodning ta`siridan saqlaydi. Cho`yan bilan shlak turli balandlikda joylashgan teshiklar orqali chiqarib olinadi.
Domnadan chiqayotgan gaz koloshnik gazi yoki domna gazi deyiladi. Uning tarkibida 30 % gacha CO, N<sub>2</sub>, CO<sub>2</sub> bo`ladi va maxsus inshootlarni–domnaning havo qizdirgichlarini (kauperlarini) qizdirish uchun sarflanadi; domnaga beriladigan havo kauperlarda 600-800 ⁰C gacha qiziydi.
Domnada suyuqlantirib olingan cho`yan tarkibida 93 % Fe, 4,5 % C, 0,5-2 % Si, 1-3 % Mn, 0,02-2,5 % P va 0,005-0,08 % S bo`ladi. Cho`yan mo`rt, bolg`lanmaydi va prokatka qilinmaydi (chig`irlanmaydi). Cho`yan ikki xil–kulrang va oq cho`yan bo`ladi.