Основы металлургического производства

Особенности металлургического производства. Промышленная классификация металлов

Металлургическое производство – это комплекс производств, включающий: горно-обогатительные комбинаты, карьеры и шахты по добыче каменных углей и руд, коксохимические заводы, энергетические цеха, доменные цеха, заводы по производству ферросплавов, сталеплавильные цеха, а также прокатные цеха.

Условно сплавы и металлы делятся на две основные группы:

• черные,
• цветные.

К черным металлам и сплавам относятся железо и его сплавы - сталь, ферросплавы и чугун, а остальные металлы и сплавы - к цветным.

В мировом производстве металлов около 90 % приходится на железо и его сплавы. Широкое и активное использование черных металлов во многих отраслях промышленности обусловлено их механическими и физическими свойствами, а также широким распространением в природе железных руд. Объемом производства черных металлов во многом определяется уровень развития страны. Основным потребителем продукции металлургического производства является машиностроение. Немалое значение также имеют цветные металлы. Они нашли применение в таких областях промышленности, как самолетостроение, машиностроение, электроника и радиотехника. Растущие применение и производство цветных металлов обусловлено их технико-физическими и прочими свойствами, которыми не обладают черные металлы и сплавы на их основе. В чистом виде металлы используются очень редко, исключением является алюминий и медь. Данные металлы в основном используются в электротехнической промышленности в качестве проводников электрического тока. Чистые металлы также применяются в качестве легирующих компонентов для получения сплавов с необходимыми характеристиками. К таким металлам можно отнести магний, никель, алюминий, медь, вольфрам, титан, кремний, бериллий и германий. Развитие современного металлургического производства идет по пути совершенствования способов плавки и разливки металлов, автоматизации и механизации процессов, а также внедрения новых технологий, которые обеспечат улучшение качества выпускаемой продукции и технико-экономических показателей.

Основа современного металлургического производства - двухступенчатая схема, состоящая из доменной выплавки чугуна и различных способов передела его в сталь. При доменной плавке, которая происходит в доменной печи, осуществляется избирательное восстановление железа из руды, но при этом из руды одновременно восстанавливаются кремний, магний и фосфор. Процесс передела чугуна в сталь может осуществляться мартеновских печах, конвертерах и электрических печах. Основной продукцией черной металлургии являются:

1. Стальные слитки, используемые для производства крупных кованных деталей.
2. Чугуны предельные и литейные. Предельные чугуны применяются для передела в сталь, а литейные для производства фасонных чугунных отливок.
3. Стальные слитки для производства сортового проката.
4. Ферросплавы.

К основной продукции цветного металлургического производства относятся: слитки цветных металлов для производства сортового проката; чушки цветных металлов для фасонных отливок; лигатуры - сплавы цветных металлов с легирующими элементами; слитки чистых металлов для электронной техники, приборостроения, и прочих отраслей специального машиностроения.

Материалы для производства металлов и сплавов

Для производства стали, чугуна и цветных металлов используются топливо, флюсы, руда и огнеупорные материалы. Руда состоит из пустой породы и минералов, в состав которых входят металл и его соединения. В зависимости от содержания добываемого материала руды делятся на бедные и богатые. Бедные руды дополнительно подвергаются обогащению, которое заключается в удалении из руды части пустой породы. Промышленной рудой является та порода, из которой целесообразно извлекать металлы и их соединения. Данный уровень определяется содержанием добываемого металла: для молибдена этот показатель составляет от 0,005 до 0,02 %, для меди – 3-5 %, для железа 30-50 %.

Флюсом является материал, который загружается в плавильную печь с целью образования легкоплавкого соединения с пустой породой руды, золой топлива и концентрата. Получаемое в результате данной операции соединение называется шлаком. Шлак может быть основным или кислым. В кислом шлаке преобладают кислотные окислы, а в основном основные окислы. У шлака меньше плотность, чем у железа, поэтому во многих случаях он применяется для его защиты от воздуха и печных газов. В металлургическом производстве в качестве топлива используются газ, мазут и кокс.