Черная металлургия Во все времена вопрос о том,

Черная металлургия Во все времена вопрос о том, какие материалы создавать, какие свойства им придавать, был и всегда будет неотъемлемым от вопроса каким способом это делать Н. М. Жаворонков

Стадии производства металла Производство проката Добыча руды. Обогащение руды Выплавка металла

Металлургическая база – группа металлургических предприятий, использующая общие рудные и топ- ливные ресурсы

Железо Fe самый распространенный металл на Земле после алюминия (4, 2% всей массы земной коры) Важнейшие руды : • Магнитный железняк Fe 3 O 4 • Красный железняк Fe 2 O 3 • Бурый железняк 2 Fe 2 O 3 · 3 Н 2 О • Железный колчедан Fe. S

Месторождения железных руд • Урал (гора Магнитная, Качканар, Высокая) • Алтай • Криворожское месторождение Курской магнитной аномалии

Запасы железной руды – 57 млрд. т. (32% общемировых запасов – 1 место). Самое крупное месторождение в мире – КМА (Курская магнитная аномалия) 80% железной руды добывается открытым способом До 20% добываемой руды идет на экспорт Не хватает марганца, хрома. Марганец завозится из Украины и Грузии, хром из Казахстана Добыча железной руды – 71 млн. т. (15% общемировой добычи – 4 место), 96 млн. т. (2004 г. ), 102 млн. т. (2006 г. ) 1 место – Китай 2 место – Бразилия 3 место – Австралия КМА. Космический фотоснимок.

Строение доменной печи

Устройства доменно печи представляет собой конструкцию в виде шахты. Высота ее составляет примерно 35 м, что почти в 3 раза больше собственного диаметра. Доменная печь имеет стенки из шамота или другого огнеупорного материала. А основание и нижняя часть горна сделаны из углеродистого блока, еще более огнеупорного материала. Для увеличения огнеупорных качеств стоят специальные устройства — металлические холодильники. По ним постоянно циркулирует вода. С внешней стороны опоясана кожухом из стали. Его толщина — около 40 мм. Современные агрегаты со всеми сооружениями и материалами имеют массу более 30 тысяч тонн. Поэтому конструкция доменной печи предусматривает и специальный мощный фундамент. Состоит он из подошвы (это плита из бетона толщиной около 4 м). На нее крепятся колонны и монолитный цилиндр из жароупорного бетона. На фундамент устанавливается горн печи. Печи для выплавки чугуна имеют больший объем, так как его увеличение повышает экономичность работы доменной печи. Особо большие агрегаты имеют полезный объем до 3000 м³. В верхней половине горна установлены фурмы, служащие для вдувания воздуха. Их количество не превышает 36 штук. Расход воздуха огромен. Он обеспечивается специальными турбовоздуходувками. А нагревается воздух еще одним устройством — мощными воздухонагревателями. Современная доменная печь в течение почти 10 лет работает без перерывов. По мере необходимости в нее загружаются шихтовые составляющие. Загрузка производится определенными порциями — колошами. А выпускают из печи чугун. Постоянно удаляются шлак и доменный газ. За одни сутки агрегат перерабатывает около 8500 тонн шихта, выплавляя при этом примерно 5000 тонн чугуна. Принцип работы доменной печи таков, что все подготовительные и загрузочные процессы полностью механизированы. Для качественной выплавки чугуна, помимо основных устройств, используются и вспомогательные. Это механизмы для загрузки сырья. Схема работы предусматривает и подъем этого сырья, что также обеспечивается специальным оборудованием.

Мартеновская печь

О принципе работы и устройстве Действие мартеновской печи основано на следующем процессе. Внутрь объема вдувается подогретая топливовоздушная смесь. Емкость имеет низкий свод, отражающий тепловые потоки в плавильную ванну, где происходит плавка материала. Схема ее работы такова: в объеме плавильной камеры температура, в которой плавится чугун, поддерживается получаемыми печными газами. В плавильне начинаются окислительные процессы. Благодаря им чугунное сырье превращается в сталь. Реакция начинается, когда в шихту добавляется известь и дополнители, которые придают материалу определенные характеристики (речь идет о жаропрочности, коррозийной стойкости). По сути дела, мартеновские печи являются симметричными конструкциями. Плавильная камера заполняется рабочими компонентами горения, которые поступают в нее через определенные промежутки времени. Системы газовоздушных трактов функционируют поочередно, подавая рабочую смесь либо отводя продукты сгорания. Устройство мартеновской печи следующее: 1. Ванна, где образуется сталь, расположена в верхней зоне печи под самым сводом. На ее бортах имеются откосы. 2. Газовоздушные тракты проходят по левой и правой сторонам от передней части. 3. Через окна, находящиеся на фронтоне печи, закладывается исходная шихта. Таким же образом туда попадают добавки, необходимые для плавления, отбирается металл и шлак для анализа. Каждое окно снабжено смотровыми заслонками с «глазком» . 4. Кормовая зона оснащена сливным отверстием. 5. По каналам, находящимся в головках, поступают воздушные массы, а также горючее. 6. Кроме того, головки оснащены: 7. Шлаковиками. Они бывают воздушными и газовыми. В них оседают отработанные частицы шлака. 8. Регенераторами — сетью каналов, при изготовлении которых используется огнеупорный кирпич. С их помощью поступающее топливо заранее подогревается очищенными газами. 9. Боровами (газоотводными каналами). Они расположены в нижнем секторе головок.

Добавление раскислителей – феррсплавов (сплавов железа с большим содержанием других металлов: хром, марганец, ванадий, кремниий) Химия мартеновского процесса

Продукция металлургических комбинатов Чугун – сплав железа, содержащего более 90% углерода, а также кремний, марганец, небольшое количество серы и фосфора. • белый • серый

Продукция металлургических комбинатов Сталь – это сплав железа с углеродом, массовая доля которого не превышает 2, 5%. Виды стали: • твёрдая (массовая доля углерода 2, 5) • мягкая (массовая доля углерода до 0, 3%)

Виды предприятий чёрной металлургии • сталеплавильный и сталепрокатный заводы ( «передельная» металлургия) • производство ферросплавов • малая металлургия • бездоменная металлургия

Экологические проблемы черной металлургии Загрязнение окружающей среды опасными отходами

Экологические проблемы черной металлургии

Экологические проблемы черной металлургии ЗАГРЯЗНЕНИЕ АТМОСФЕРЫ различными отраслями промышленности

Экологические проблемы черной металлургии

Экологические последствия работы металлургического комплекса Загрязнение атмосферы: Пыль при добыче Газы при выплавке Газы при образовании терриконов Загрязнение литосферы: Твердые отходы Отвалы отработанной породы Загрязнение гидросферы: Сточные воды при гидролизе цветных металлов Накопление не свойственных окружающей территории металлов Загрязнение биосферы: Разрушение природных комплексов Биологические мутации

Выбросы вредных веществ в атмосферу отраслями промышленности, % Отрасли промышленности Выбросы вредных веществ Промышленность в целом 100% Электроэнергетика 29% Топливная отрасль 21% Чёрная металлургия 15% Цветная металлургия 22% Химия и нефтехимия 3% Машиностроение 3% Лесная промышленность 3% Прочие 4%