Продукты черной металлургии

Новости Чугун и сталь как главный продукт черной металлургии Черные металлы, к которым относятся чугун и сталь, являются самыми востребованными материалами в мировом производстве. Без них невозможно развитие ни одной из промышленных отраслей, особенно это касается машиностроения, транспортной и строительной сферы. Добыча железной руды — сложный и трудоемкий процесс. Чугун изготавливается в огромных доменных печах из железоуглеродистых сплавов. В его состав входит марганец, кремний, фосфор и сера. Несмотря на невысокую прочность, чугун хорошо поддается обработке и незаменим при литейных работах. В зависимости от состояния углерода различают: Графитный — хорошо обрабатывается и применяется в литье различных деталей; Белый — обладает более высокой твердостью, но плохо обрабатывается.

Черная металлургия

Черная металлургия Железо чугун, сталь, прокат было и остается самым массовым конструкционным материалом в мировом хозяйстве. Основная область применения черных металлов — машиностроение, растет его значение в строительстве. Железная руда — главный вид сырья в черной металлургии. Главные запасы сосредоточены в Вост. Все более важным видом сырья становится лом черных металлов.

Чёрная металлургия

Получение чистого железа , его сплавов стало возможным благодаря опыту, накопленному древними металлургами по выплавке меди и её сплавов с оловом , серебром , свинцом и другими легкоплавкими металлами. Плавку железа в древности производили в ямах-горнах, обмазанных глиной или выложенных камнем.

В горн загружали дрова и древесный уголь. Через отверстие в нижней части горна нагнетали с помощью кожаных мехов воздух. На смесь древесного угля и дров засыпали измельченную железную руду. Сгорание дров и угля проходило интенсивно.

Внутри горна достигалась относительно высокая температура [2]. Благодаря взаимодействию угля и оксида углерода СО, образовавшегося при сгорании угля, с оксидами железа, содержавшимися в руде, железо восстанавливалось и в виде тестообразных кусков накапливалось на дне горна.

Куски были загрязнены золой, шлаком, выплавлявшимся из составляющих руды. Такое железо называли сыродутным. Из него необходимо было удалить примеси прежде, чем приступить к изготовлению изделий. Разогретый металл ковали и на наковальне выжимали остатки шлака, примесей и др. Отдельные куски железа сваривали в единое целое.

Когда стали использовать энергию падающей воды и приводить в движение меха механическим способом, удалось увеличить объём воздуха, подаваемого в горн. Домницы имели высоту в несколько метров и сужались кверху. Сначала они были квадратными, потом стали круглыми. Подачу воздуха производили через несколько фурм. В нижней части домницы имелось отверстие, замазываемое глиной, через которое после окончания плавки вынимали готовое железо.

Улучшение технологии плавки, обкладки стенок домницы природным огнеупорным камнем позволили значительно повысить температуру в горне.

Позже заметили, что чугун обладает хорошими литейными свойствами и из него стали отливать пушки, ядра, архитектурные украшения [3]. Благодаря окислению из чугуна выжигали большую часть углерода, марганца, кремния. Масса была загрязнена остатками шлака. Её извлекали из тигля клещами или ломом и тут же в разогретом состоянии подвергали ковке для выдавливания загрязнений и сваривания в один прочный кусок.

Такие горны назывались кричными. Они обладали большей производительностью, чем сыродутные, и давали металл более высокого качества. Поэтому со временем получение сыродутного железа было прекращено. Выгоднее было получать железо из чугуна, чем непосредственно из руды.

По мере улучшения качества железа возрастали и потребности в нём в сельском хозяйстве, военном деле, строительстве, промышленности. Возрастало производство чугуна, домницы увеличивались в размерах, постепенно превращаясь в доменные печи. Ускоренное развитие металлургии началось после замены древесного угля коксом. Применение кокса не только удачно решило проблему топлива, но и благоприятствовало росту производительности доменных печей.

Благодаря повышенной прочности и хорошей теплотворной способности кокса стало возможным увеличение диаметра и высоты печей. Позднее были успешно проведены опыты по использованию доменного колошникового газа для подогрева дутья. Раньше все газы выбрасывались в атмосферу, теперь колошник стали делать закрытым и улавливали отходящие газы. Одновременно совершенствовался и способ получения стали. Кричный способ уже не мог удовлетворить потребности в железе. Прочность сталям придавал углерод. Науглероживание кричного железа производили либо в твердом состоянии, либо сплавлением с чугуном в маленьких тиглях.

Но такие методы не могли дать много стали. Сущность процесса пудлингования заключалась в том, что топка была отделена от ванны, в которой расплавляют чугун. По мере окисления примесей из жидкого чугуна выпадали кристаллы твердого железа, которые накапливались на поду ванны.

Ванну перемешивали ломом, намораживали на него тестообразную железную массу до 50 кг и вытаскивали из печи. В бессемеровских конвертерах перерабатывали чугуны с повышенным содержанием кремния. Процесс шел быстро: 15-18 т чугуна превращались в сталь в течение 15-20 мин. Для переработки чугуна с повышенным содержанием фосфора Томасом был предложен конвертер с футеровкой из оксидов кальция и магния [4]. Печи работали на жидком и газообразном топливе.

Газ и воздух подогревали теплом отходящих газов. Благодаря этому в печи развивались настолько высокие температуры, что стало возможным на поду ванны иметь не только жидкий чугун, но и поддерживать в жидком состоянии более тугоплавкое железо и его сплавы. В мартеновских печах начали получать из чугуна сталь любого состава и использовать для переплава стальной и чугунный лом. В начале XX в появились электрические дуговые и индукционные печи.

В этих печах выплавляли легированные высококачественные стали и ферросплавы. Сегодня это наиболее производительный метод получения стали. В последние годы появились значительно усовершенствованные по сравнению с прошлым процессы прямого получения железа из руды. Развитие сталеплавильного производства повлекло за собой и развитие нового оборудования для горячей и холодней обработки стали.

Выплавкой железа занимались отдельные крестьянские семьи или совместно несколько крестьянских дворов. Строили домницы на землях Новгородчины, Псковщины, в Карелии. Бурное производство чугуна началось при Петре I. Большие земельные вотчины , лежащие рядом с заводом, приписывались к заводу вместе с крестьянами, которые обязаны были отрабатывать на нём определённое время.

Крепостное право в течение длительного времени обеспечивало заводы рабочей силой. Чугун начали экспортировать за границу [5]. Владельцы русских заводов, имевшие в своем распоряжении дешёвую рабочую силу, не заботились о развитии производства, о внедрении технических новшеств, облегчении условий труда рабочих.

Постепенно старые уральские заводы приходили в упадок и останавливались. Министерство финансов, в ведении которого находилась горно-металлургическая отрасль, стремилось внедрять в стране передовые технические достижения, в первую очередь британские. Так, например, об изобретении Нилсоном нагрева доменного дутья и многих других, российские металлурги и промышленники узнавали уже через несколько месяцев после их оглашения.

Например, ещё в 1830-х гг. Нилсон внедрил своe изобретение, Христофор Иоакимович Лазарев , представитель знаменитого армянского рода промышленников и меценатов, провёл на Чёрмозском заводе в Пермском крае успешные опыты по использованию нагретого дутья.

Но даже готовые технические решения практически не были востребованы, поскольку внешний спрос на русское железо иссяк ещё в начале века, после того, как Великобритания стала сама обеспечивать себя металлом, а внутренний спрос был крайне низок. В результате даже те инновации, которые внедрялись наиболее технически грамотными и предприимчивыми заводовладельцами, представляли собой скорее дань технической моде, нежели реальный инструмент повышения экономической эффективности [6].

Сулине завод для выплавки чугуна на донецком антраците. В местечке Юзовка ныне г. Донецк был пущен крупнейший по тому времени Юзовский металлургический завод.

Бурное развитие металлургия Юга получила с открытием залежей железных руд Кривого Рога. В сочетании с запасами донецких углей это стало основой развития горнорудной промышленности Юга России.

В отличие от заводов Урала южные заводы были оборудованы более крупными агрегатами. В доменные печи загружали кокс и выдавали в сутки примерно в шесть-семь раз больше чугуна, чем в печах, работающих на древесном угле.

Интенсивное развитие чёрная металлургия в СССР получила в годы первых пятилеток. Подвергались коренной реконструкции старые заводы: Днепропетровский, Макеевский, Нижне-Днепровский, Таганрогский. Большая часть оборудования металлургических заводов была эвакуирована на Восток. В кратчайшие сроки на Урале и в Сибири было развернуто производство металла, необходимого для победы.

Были освоены новые марки броневой, орудийной стали, налажен выпуск необходимых сортов проката. Советский Союз значительно превосходил врага по производству танков, орудий, самолётов и другой техники.

В послевоенные годы чёрная металлургия быстро оправилась от потерь. Все последующие пятилетки характеризуются последовательным наращиванием объёмов производства, строительством новых заводов и цехов. Крупнейшими стали комбинаты: Магнитогорский, Новолипецкий , Западно-Сибирский , Криворожский , Череповецкий , Челябинский и ряд других.

Появились кислородные конвертеры емкостью до 350 т, 900 т мартеновские печи, двухванные сталеплавильные агрегаты, 200-т дуговые электропечи, доменные печи с полезным объёмом 5000 м3. Построены непрерывные станы для получения листа, сортового проката, труб, установки для непрерывной разливки стали УНPC. Получила развитие специальная металлургия высококачественных сталей и сплавов: процессы получения стали на установках электрошлакового, вакуумного индукционного, вакуумно-дугового, электронно-лучевого, плазменно-дугового переплавов.

Широко применяются такие методы, как обработка жидкой стали в ковше синтетическим шлаком и аргоном, вакуумирование жидкого металла. Были построены конвертеры вместимостью 350 т.

Построены новые коксовые батареи, агломерационные фабрики , горнообогатительные комбинаты , в том числе Костомукшский ГОК , вошел в строй Оскольский электрометаллургический комбинат по производству стали из железа прямого восстановления , начали работать два электрометаллургических завода в Белоруссии и Молдавии производительностью по 600 тыс. Продолжается выведение из эксплуатации старых агрегатов, работа которых экономически нецелесообразна.

Значительное внимание уделяется повышению качества металла на всех стадиях его производства. Проведены большие работы по улучшению качества подготовки железорудного сырья. На рубеже 1990—2000-х годов произошло резкое увеличение производства стали в конвертерных цехах и закрытие мартеновских цехов на металлургических комбинатах.

Вклад российских и советских учёных[ править править код ] Большую роль в развитии отечественной металлургии сыграли выдающиеся ученые [7]. Аносов разработал основы теории производства литой высококачественной стали. Чернов является основоположником научного металловедения , его труды по кристаллизации стали не потеряли своего значения и в настоящее время.

Академики А. Байков , М.

Продукты и полупродукты металлургических производств

Помимо основной металлургической продукции выпускаются и другие виды продукции, которые часто не имеют никакого отношения к металлургическим материалам: серная кислота, элементарная сера, кальцинированная сода, поташ, минеральные удобрения, цемент, минеральная вата и многие другие. Кроме того, в металлургическом производстве получают многочисленные полупродукты и отходы основного производства: шлаки, штейны, газы, агломераты и спеки, кеки, шламы и т. Рассмотрим основные виды продукции металлургического производства. В черной металлургии основными видами продукции являются чугуны, стали и ферросплавы.

В данную товарную позицию не включаются: а химические изделия, используемые для тех же целей и тем же способом, что и ферросплавы, например, оксид молибдена, молибдат кальция и карбид кремния, а также силицид кальция и силицид марганца, если сплавы содержат менее 4 мас. Данные продукты получаются из руды в виде кусков или гранул или из обогащенной руды в виде брикетов или окатышей. Обычно они содержат более 80 мас. Эти продукты используются для производства стали. Изделия данной товарной позиции в форме брикетов или окатышей не следует путать с изделиями из обогащенной руды товарной позиции 2601; первые заметно отличаются от последних по блеску на поверхности среза. Продукты на основе железа, полученные прямым восстановлением, легко отличить от других губчатых черных металлов полученных из расплавленного передельного чугуна методом распыления по тем признакам, что первые имеют шероховатую и пористую поверхность, в то время как последние обладают округленной поверхностью, ясно показывающей, что они прошли через стадию плавления. В данную товарную позицию включается также очень чистое железо то есть железо, содержащее примесей не более 0,06 мас. Это железо, используемое в исследовательских лабораториях и в некоторых отраслях металлообрабатывающей промышленности например, в порошковой металлургии , является хорошим разбавителем для металлов.

.

Урок по теме Черная металлургия. проблем, обусловленных большими объемами получения этого продукта в мире (до млн т ежегодно). Первичные продукты черной металлургии (передельный чугун, зеркальный чугун, ферросплавы, изделия черной металлургии, полученные прямым. Экспорт продукции черной металлургии в цифрах. Импорт Рост российского экспорта основных металлургических продуктов в денежном.

.

.

.

.

.

.

ВИДЕО ПО ТЕМЕ: ВРП России (Валовый региональный продукт). Часть 1