Структура мирового хозяйства
Контрольная работа - Экономика
Другие контрольные работы по предмету Экономика
ий процесс - плавка с получением чугуна, стали, проката;
утилизация отходов основного производства и получение из них вторичных видов продукции.
В зависимости от сочетания этих технологических процессов выделяют металлургию полного цикла, неполного цикла, передельную и малую металлургию.
Металлургические комбинаты представляют собой производства полного цикла, включающие все стадии производственного процесса.
Обычно руды представляют собой совокупность минералов. Минералы, содержащие извлекаемый металл, называются рудными минералами, все остальные - пустой породой. Последняя чаще всего состоит из песка, глины, известняка, которые трудно плавятся. Чтобы облегчить выплавку металла, к руде примешивают специальные вещества - флюсы. Флюсы образуют с веществами пустой породы легкоплавкие соединения - шлаки, которые обычно собираются на поверхности расплавленного металла и удаляются.
Во многих рудах количество пустой породы столь велико, что непосредственная выплавка металла из таких руд экономически невыгодна. Такие руды предварительно обогащают - отделяют от них часть пустой породы. В оставшемся концентрате содержание рудного материала повышается.
Железо - самый распространенный после алюминия металл на земном шаре. В природе железо встречается в виде различных соединений: оксидов, сульфидов, силикатов. В свободном состоянии железо находят только в метеоритах. К важнейшим рудам железа относятся магнитный железняк, красный железняк, бурый железняк, шпатовый железняк, а также встречающийся в больших количествах в природе пирит или железный колчедан, редко применяемый в металлургии, так как чугун из него получается очень низкого качества из-за большого содержания серы.
В результате металлургического передела в доменных печах из обогащенной железной руды получают первичный продукт - чугун - сплав железа с углеродом, содержащий постоянные примеси Si, Mn, S, P, а иногда и легирующие элементы (Cr, Ni, V и др.). Как правило, чугун хрупок. Основная масса чугуна перерабатывается в сталь, остальное - литейный чугун (фасонное литье). Железоуглеродные сплавы, содержащие меньше 2,14% углерода, называются сталями, а содержание больше 2,14% углерода - чугунами. Чугун отличается от стали не только более высоким содержанием углерода, но и своими свойствами. Он в очень малой степени способен к пластической деформации, но обладает хорошими литейными свойствами. Чугун дешевле стали.
Выплавка чугуна производится в доменных печах, выложенных из огнеупорных кирпичей и достигающих 30 м высоты при внутреннем диаметре около 12 м. Доменную печь загружают сначала коксом, а затем послойно агломератом и коксом. Кокс получается при сухой перегонке каменного угля и применяется в металлургии при выплавке металлов из руд.
Агломерат - это определенным образом подготовленная руда, спеченная с флюсом. Горение и необходимая для выплавки чугуна температура поддерживаются вдуванием в горн подогретого воздуха или кислорода. В горне уголь сгорает, образуя двуокись углерода, которая, поднимаясь вверх и проходя сквозь слои накаленного кокса, превращается в окись углерода, которая и восстанавливает большую часть руды, переходя снова в двуокись углерода. Пустую породу в руде образует главным образом диоксид кремния SiO. Это тугоплавкое вещество. Для превращения тугоплавких примесей в более легкоплавкие соединения к руде добавляется флюс. Обычно в качестве флюса используют CaCO. При взаимодействии его с SiO образуется CaSiO, легко отделяющийся в виде шлака.
Получающееся твердое железо постепенно опускается в более горячую часть печи - распар - и растворяет в себе углерод; образуется чугун. Последний плавится и стекает в нижнюю часть горна, а жидкие шлаки собираются на поверхности чугуна, предохраняя его от окисления. Чугун и шлаки выпускают по мере накопления через особые отверстия, забивая в остальное время глиной. Доменная печь работает непрерывно, По мере того как верхние слои руды и кокса опускаются, в печь добавляют новые порции.
Сталь - ковкий сплав железа с углеродом (до 2,14%) и другими элементами. Получают сталь главным образом из смеси чугуна со стальным ломом в мартеновских, кислородно-конверторных и электрических печах. По составу отличают углеродистую и легированную сталь и др.
Легированная сталь - сплав. Для придания сплавам железа определенных физических, химических или механических свойств вводят в состав обычных сортов стали легирующие элементы - Cr, Ni, Mo, W, V, T и др. (от 2,5 до 10% добавок).
Существует несколько способов переработки чугуна в сталь. Они основаны на окислении содержащегося в чугуне углерода и примесей и отделении образующихся оксидов в газовую фазу или в шлак.
Мартеновский способ (разработан французским инженером П. Мартеном) - выплавку ведут в пламенной отражательной печи. В нее загружают чугун, а также стальной лом, требующий переплавки, и некоторое количество руды. В печь вводятся предварительно нагретый воздух и топливо (в виде газа или распыленной жидкости). При сгорании топлива образуется факел с температурой 1800-1900 градусов С. Металл и руда плавятся, и в расплав вводят добавки, необходимые для получения стали заданного состава. Сейчас строительство мартеновских печей практически прекращено в связи с изобретением кислородно-конверторного способа сталеплавления.
Кислородно-конверторный способ или бессемеровский (по фамилии изобретателя) состоит в продувании струи воздуха через расплавленный чугун. При этом углерод и примеси с