Казармщиков И.Т. - Производство металлических конструкционных материалов (1092920), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Такиеметаллы, как железо, медь, серебро, золото и др., нашли промышленное применение еще до нашей эры.Особое значение имеют черные металлы, представляющие сплавы железа снебольшим количеством углерода и других элементов.Доля черных металлов составляет около 95% от общего объема производстваметаллов. Черные металлы широко применяют в промышленности, строительстве, сельском хозяйстве, в быту. Такое широкое распространение черныхметаллов обусловлено двумя обстоятельствами.Во-первых, в земной коре содержатся большие запасы рудного сырья в видеоксидов железа. Железо является одним из наиболее распространенных элементовв земной коре (четвертое место после кислорода, кремния и алюминия). Оксидыжелеза в природе встречаются в виде больших месторождений.

Это позволяетстроить крупные горнорудные предприятия, благодаря чему затраты на добычуруды оказываются невысокими.Во-вторых, черные металлы удовлетворяют большинству требований,предъявляемых к конструкционным материалам в машиностроительной, строительной и других отраслях промышленности. Ведущая отрасль промышленностимашиностроение базируется на черной металлургии, которая в значительнойстепени определяет уровень развития машиностроения.Одно время казалось, что основой всей промышленности становится химия,и черная металлургия сдаст свои позиции синтетическим материалам и отойдет назадний план. Однако этого не произошло.

Выяснилось, что всякие заменителиметаллов не обеспечивают соответствующего качества. Кроме того,синтетические материалы буквально засорили нашу планету пластмассовымиотходами, переработка которых является дорогим и трудоемким процессом. В товремя как восстановление и регенерация черных металлов давно освоены и суспехом используются промышленностью.Надежда нашей техники композиты – многослойные составные материалы,обладающие рядом уникальных специфических свойств - тоже конструируютсяна основе черных металлов.На протяжении последних лет идет постоянное развитие и модернизациячерной металлургии. Родились оригинальные методы, которые радикально изменяют существующие технологические процессы.

На смену доменному процессу приходят способы прямого восстановления железа из руд, минуя домны.Быстро развивается индустрия получения металлических порошков, применяемых для производства конструкционных материалов с уникальными свойства-ми.Развитие металлургии идет по пути дальнейшего совершенствования методовплавки и разливки металла, механизации и автоматизации производства,внедрения новых прогрессивных способов. В перспективе стоит задача исполь-зования гидрометаллургического способа получения железа, при котором вразведанное месторождение закачивается соляная кислота, железо растворяется,образуя хлориды железа. Раствор поднимается на поверхность, обезвоживается, иполученные кристаллы хлоридов восстанавливаются до чистого железа.Современное металлургическое производство – это сложная система различных производств, базирующихся на месторождениях руд, коксующихся углей,энергетических комплексах. Оно включает:- шахты и карьеры по добыче руд и каменных углей;- горнообогатительные комплексы, где обогащают руды, подготавливая ихк плавке;- коксохимические заводы, где осуществляют подготовку углей и коксование;- энергетические цехи для получения сжатого воздуха и кислорода;- доменные цехи для выплавки чугуна и ферросплавов;- сталеплавильные цехи для производства стали;- прокатные цехи, в которых слитки перерабатывают в рельсы, балки,листы, трубы и т.д.Основными цехами металлургического завода являются:- доменный;- сталеплавильный;- прокатный.Вспомогательные цехи предназначены для обслуживания основных цехов иобеспечения их бесперебойной работы.

В эту группу входят следующие цехи:- энергетические;- огнеупорные;- транспортные;- ремонтные и др.Исходным сырьём металлургического предприятия является:- железная руда, добытая на рудниках и прошедшая предварительную обработку (обогащение и окускование);- каменный уголь, добытый в шахтах и прошедший также предварительную обработку;- флюсы, добытые в карьерах и также прошедшие предварительную обработку.Производство чугуна на металлургических заводах состоит из двухосновных этапов:- подготовка исходных материалов (шихты) к плавке;- выплавка чугуна.Шихтовыми материалами доменной плавки являются железосодержащиекомпоненты (агломерат, окатыши), кокс и флюсы.Подготовка железосодержащей части шихты состоит в обогащении руды наобогатительных фабриках и окусковании с получением агломерата или окатышей.

Обогащение производится с целью повышения содержания полезногокомпонента (железа) в руде, что существенно улучшает металлургическиесвойства железосодержащей части шихты. Окускование сырья способствуетповышению газопроницаемости столба шихтовых материалов в доменной печи,улучшению восстановительной способности газового потока, уменьшениювыноса газовым потоком мелких фракций шихты из доменной печи. В результатеокускования значительно увеличивается производительность доменных печей,сокращается расход кокса.Каменный уголь, входящий в состав исходного сырья, используется в доменной шихте в виде кокса, являющегося продуктом переработки специальных(коксующихся) каменных углей.

Качество кокса характеризуется химическимсоставом, физико-механическими свойствами и зависит от свойств исходныхуглей, их подготовки к коксованию, технологии коксования и обработки готовогококса.Флюсы, применяемые в доменной печи, служат для приданиялегкоплавкости пустой породы руды, ошлакования золы кокса и полученияжидкоподвижного шлака. В качестве флюса обычно применяют известняки.Флюс вводится в доменную печь в виде офлюсованных агломерата и окатышейили непосредственно в печь в виде кускового материала.Продукцией черной металлургии является:- чугуны, выплавляемые двух видов:- передельный, используемый для передела в сталь;- литейный, используемый для производства фасонных чугунныхотливок на машиностроительных заводах.- ферросплавы для выплавки легированных сталей;- стальные слитки для производства различного проката (рельсов, балок,листа, труб и др.), а также для изготовления крупных кованых валов,дисков, роторов турбин.Продукцией цветной металлургии является:- слитки цветных металлов для производства сортового проката, а такжеслитки (чушки) для изготовления отливок на машиностроительных заводах;- лигатуры или сплавы цветных металлов с легирующими элементами, необходимые для производства легированных сплавов для отливок;- слитки чистых и особо чистых металлов для приборостроения.2 Материалы производства металлов и подготовка их кплавке2.1 Материалы, используемые для производства металлов и сплавовДля производства металлов необходимы следующие материалы:- руда;- топливо;- флюсы;- огнеупорные материалы.Руда представляет собой полезное ископаемое, добываемое из недр земли.Это горная порода, из которой при данном уровне развития техникиэкономически целесообразно извлекать металлы.

Например, в настоящее времяцелесообразно перерабатывать руды, если содержание металла в них составляет:- железа – 20 – 60%;- меди – 1 – 3%;- никеля – 0,3 – 1,0%;- молибдена – 0,005 – 0,02%.По мере развития техники указанные пределы постепенно снижаются ипереработке подвергаются руды с меньшим содержанием полезного компонента.Руда состоит из минералов, содержащих полезный металл и так называемуюпустую породу. Пустая порода может быть:- кремнистой, представленной кварцем – SiO2;- глиноземистой, содержащей значительное количество глинозема – Al2O3;- магнезиальной, содержащей в своем составе соединения магния.В зависимости от содержания добываемого металла руды бывают богатые ибедные. Бедные руды обогащают, то есть удаляют из руды часть пустой породы, врезультате получают концентрат с повышенным содержанием добываемогометалла.Руды обычно называются по одному или нескольким металлам,содержащимся в них.

Например, железные, марганцевые, медные,хромоникелевые, железо-ванадиевые и др.Запасы руд делят в зависимости от степени изученности на несколькокатегорий, обозначаемых буквами латинского алфавита А, В, С.К категории А (промышленные запасы) относятся месторождения, покоторым проведено разведочное бурение по частой сетке скважин и формарудного тела выявлена с достаточной точностью. Утверждение месторождения покатегории А является основанием для начала строительства металлургическогозавода.К категории В (вероятные запасы) относятся месторождения, обуренные поредкой сетке скважин, что делает затруднительным определение точной формырудного тела.

Если месторождение отнесено к категории В, то это может служитьоснованием для проектирования, но не для строительства металлургическогозавода.К категории С (ориентировочные запасы) относят месторождения, формарудного тела в которых известна лишь в самых общих чертах, по естественнымобнажениям или геофизическим данным. Запасы руды по категории С могутиспользоваться только при перспективном планировании развития металлургии.Сумма запасов (А + В + С) называется общими балансовыми запасами руд.Топливо в металлургической промышленности используется в виде кокса,природного газа, мазута. Оно служит не только как горючее для нагрева ирасплавления материала, но и как реагент в химических реакцияхметаллургических процессов.Флюсы представляют собой материалы, загружаемые в плавильную печьдля образования легкоплавкого соединения с пустой породой руды и золойтоплива.

Характеристики

Список файлов книги