Металургійного переділу

Загальні особливості чорної металургії

Чорна металургія – одна з найважливіших галузей важкої промисловості. Вона забезпечує основною сировиною машинобудування, металообробні підприємства, а будівництво – одним з конструкційних матеріалів.

До складу чорної металургії входять такі технологічні процеси:

· видобуток та збагачення залізних, марганцевих і хромових руд;

· коксування кам’яного вугілля;

· видобуток та підготовка флюсів;

· виготовлення вогнетривких матеріалів;

· виробництво чавуну, сталі, прокату;

· виробництво феросплавів, спецсталей, електросталей;

· повторна переробка чорних металів.

Головне виробництво – це металургійний переділ, тобто отримання чавуну, сталі та прокату.

Чорна металургія має такі техніко-економічні особливості:

1. Складність металургійного комплексу;

2. Висока фондоємність;

3. Висока матеріалоємність. Наприклад, для отримання 1 т чавуну потрібно 1,5 т руди, 1,2 – 1,5 т коксу, 0,5 т флюсових вапняків, 30 м³ води. На 1 т сталі в цілому витрачається 7 т сировини і палива.

4. Є одним з основних забруднювачів навколишнього середовища;

5. Характерна форма організації виробництва – комбінування, яке засноване на послідовній переробці сировини, на комплексному використанні відходів.

Підприємства повного циклу поєднуються з коксуванням вугілля, виробництвом електроенергії та тепла, використанням коксівних газів з метою отримання хімічних продуктів, а доменних шлаків – для виробництва цементу та інших будматеріалів.

Комбінування знижує капітальні витрати на будівництво підприємств, сприяє комплексному використанню сировини та палива, а також утилізації відходів виробництва, зменшує транспортні витрати на перевозку сировини, скорочує виробничі процеси, що забезпечує зниження собівартості кінцевого продукту та зростання продуктивності праці. Комбінування також впливає на розміщення виробництва.

Є такі типи підприємствчорної металургії:

1. Підприємства повного металургійного циклу. У більшості випадків це – металургійні комбінати, де здійснюються всі три стадії отримання чорних металів, і використання на комбінаті його відходів іншими галузями промисловості.

2. Підприємства неповного циклу.Зосереджено одна чи дві стадії металургійного переділу. Найчастіше зустрічаються тип – сталеплавильні заводи, або спеціалізовані чавуноливарні заводи або підприємства, які виробляють сталь та прокат. Підприємства такого типу орієнтується на споживача, на машинобудівні райони та центри. А саме машинобудівні заводи дають сировину у вигляді металобрухту (скрапу). Окрім того, сталеливарні заводи в машинобудівних центрах можуть працювати по замовленню окремих машинозаводів.

3. Мала металургія.До цього типу відносять крупні ливарні цехи при машинобудівних заводах повного циклу як початкова стадія виробництва. Підприємства по виробництву цінних феросплавів, спецсталей, електросталей, орієнтовані на відносно дешеві джерела електроенергії, тому що вона бере участь в технологічних процесах виробництва.

Вихідні матеріали чорної металургії та їх підготовка до

металургійного переділу

Головний компонент при виробництві чорних металів – залізні руди. Вміст заліза в руді коливається від 25 % до 72 %. Використовують руди: червоний залізняк (гематит Fe₂O₃), магнітний залізняк (магнетити Fe₃O₄). Це руди, багаті на залізо (понад 50 %). Також використовують руди, в яких вміст заліза складає 30-40 % (бурий залізняк, залізисті кварцити).

Якщо вміст заліза в руди складає понад 55 %, то таку руду збагачувати не треба. Якщо вміст заліза складає 30-40 %, то таку руду збагачують, тобто нарощують вміст заліза.

Збагачення–операції по відокремленню пустої породи від руди та шкідливих домішок, а також по розділенню мінералів, наприклад, в кольорових металах. В результаті збагачення отримують рудні концентрати, «хвости».

Є декілька способів збагачення:

1. Флотаційне (мокре). У суміш води та мінералів додають повітря, спеціальні хімічні реагенти. Ці речовини мають неоднаково ступінь змочуваності. Залізо спливає на поверхню ванни разом з бульбашками повітря, відокремлюючись від пустої породи, яка осідає на дно. Потім рудні концентрати вибирають, підсушують та відправляють споживачам. Використовують і для збагачення поліметалів.

2. Випал. Залізну руду випалюють при високій температурі. Вода, вуглекислота, сірка та інші шкідливі домішки вигоряють, та отримують залізорудні концентрати.

3. Грохочення. Шляхом грохочення розділяють мінерали за крупністю та відокремлюють непотрібні домішки.

4. Метод магнітної сепарації. Використовують великі магніти для збагачення бідних руд. При цьому рудні частки, які мають великі магнітні властивості, притягуються до магніту, відокремлюючись від пустої породи. Недолік методу – його дорожнеча.

5. Агломераційний метод (спікання). Використовується для збагачення відносно багатих руд. Найчастіше входить до складу металургійних комбінатів. Сутність: крупну руду подрібнюють для отримання шматків розміром 30-100 мм, які можна завантажувати у доменну піч. Отриманий при подрібненні дріб'язок та пил відсіюють, спікають у шматки шляхом випалу його у суміш з коксовим пилом та вапняком при температурі 1000 ⁰С. При цьому збільшується концентрація заліза у руді та зменшується кількість шкідливих домішок.

В процесі плавки використовують флюси для видалення пустої породи. В процесі плавки флюси з’єднуються з пустої породою та золою коксу, виводячи їх у шлак. Флюси, які найбільш часто використовуються – вапняки, доломіти, магнезити, кальцинована сода та інші.

В чорній металургії необхідні вогнетривкі матеріали для викладки внутрішніх стін доменних печей – шамот (із вогнетривких глин, магнезиту або доломіту), динас (із кварцових піщаників). Також для виробництва чорних металів необхідні повітря, вода, легуючі присадки.

Другим за значенням компонентом для отримання чорних металів є кокс. Для його отримання використовують коксівне вугілля. Видобуте коксівне вугілля очищують від домішок, промивають у машинах, знов очищують. Промите та очищене вугілля завантажують у коксівні печі (батареї), де воно стікає у щільну пористу масу, яка майже повністю складається з вуглецю, який грає роль відновника заліза із його окислу у процесі плавки. Але чистий вуглець отримати важко, є сірка, яка переходить у метал та знижує його якості.

В процесі коксування вугілля в якості відходів одержують коксові гази, які є цінною сировиною для отримання багатьох хімічних продуктів (азотні добрива, етиловий спирт, вибухових речовин та ін.). Коксові гази утилізуються на металургійних комбінатах. Часто кокс виробляють на самостійних заводах (коксохімічні підприємства).

Поиск по сайту: