Непрерывные сталеплавильные процессы

Какие типы предприятий встречаются в чёрной металлургии?

Металлургический комплекс охватывает несколько процессов:

1) добыча и обогащение руды;

2) получение первичного металла (чугун);

3) выплавка стали, сплавов;

4) производство проката.

Бо́льшая часть чёрных металлов производится на металлургических заводах полного цикла (комбинатах), т. е. производящих чугун, сталь и прокат (иногда в их состав входит и добыча железной руды). На этих заводах в России выплавляется более 2/3 всей стали. Эти заводы, как правило, обладают большой мощностью (3/4 всего чугуна, 2/3 стали выпускается на предприятиях мощностью более 3 млн т каждое).

Кроме того, существуют и другие типы предприятий и производств:

— сталеплавильные и сталепрокатные заводы (передельная металлургия);

— производство ферросплавов — сплавов железа с хромом, марганцем, кремнием и другими элементами; эти сплавы в дальнейшем используются при выплавке стали для придания ей требуемых свойств;

— малая металлургия — производство стали и проката на машиностроительных заводах;

— бездоменная металлургия — производство железа методом прямого восстановления (из железорудных окатышей в электропечах). Это наиболее экономичный и экологичный способ получения металла. Такое предприятие (единственное в России) находится в городе Старый Оскол Белгородской области.

Каковы особенности металлургического комплекса?

Дерево, камень, волокна растительного и животного происхождения, глина, стекло, бронза, железо — материалы, которые люди используют для своих нужд с глубокой древности. Эпохами в развитии человечества стали бронзовый век и железный век. Но лишь с началом промышленной революции металл, в первую очередь железо, стал главным конструкционным (ориентированным на силовую нагрузку) материалом на несколько веков вперёд. Это связано с такими свойствами металлов, как прочность, твёрдость, пластичность, электрическая проводимость, сопротивляемость деформации. И в XXI в., несмотря на конкуренцию полимеров, керамики, новейших высокотехнологичных материалов, металлы остаются основой многих отраслей, прежде всего машиностроения.

Металлургия делится на чёрную и цветную. К чёрным металлам относят железо и его сплавы. На их долю приходится большая часть производимой в мире металлопродукции. Россия занимает 1-е место в мире по запасам железной руды и входит в пятёрку стран — лидеров по се добыче (рис. 87), а также по выплавке стали (рис. 88).

Металлургическое производство имеет ряд специфических особенностей.

1. Технологический процесс требует крупных объёмов не только рудного сырья, но и воды, топлива (коксующегося угля, природного газа), энергии.

2. Взаимозависимость сырьевой и топливно-энергетической базы, а также большой объём готовой продукции связаны с массовыми транспортными перевозками.

3. Отходы производства, выбросы вредных веществ создают серьёзные экологи веские проблемы.

4. Особое значение приобретает вторичная металлургия (использование метал лолома) с целью снижения затрат и экологического риска.

Окисление фосфора

Фосфор является вредной примесью, ухудшает механические свойства стали при температурах ниже 0 °C и вызывает явление, называемое хладноломкостью. Фосфор попадает в сталь в основном из чугуна, так как в процессе доменной плавки он восстанавливается и переходит в чугун. Фосфор, растворенный в металле, может окислятся по реакциям: 

4/5+O_2г=2/5(P₂O₅)кислородом, содержащимся в атмосфере,

4/5 + (2FeO) = 2/5(P₂O₅)*2Fe_ж

кислородом, содержащимся в оксидах железа шлака,

4/5+2=2/5(P₂O₅),кислородом, растворенным в металле.

При повышении температуры могут создаться благоприятные условия для восстановления фосфора и перехода его снова в металл. Для того, чтобы удалить фосфор из металла и удержать его в шлаке, необходимо снижать активность Р2О5 в шлаке, путем наведения основного шлака с помощью добавок извести. При взаимодействии металла со шлаком, содержащим оксиды железа и кальция, протекает реакция:

2 + 5(FeO) + 4(CaO)₄*(P₂O₅)

Образующееся прочное соединение )OP()CaO(524⋅связывает фосфор и пе-реводит его в шлак даже при высоких температурах.

Уменьшить активность Р2О5 в шлаке и тем самым способствовать удалению фосфора из металла можно путем смены шлака. Шлак, содержащий какое-то количество фосфора, близкое к равновесному с металлом, удаляют из агрегата (скачивают), а вместо него с помощью добавок, не содержащих фосфор, наводят новый шлак. После такой операции некоторое количество фосфора из металла переходит в новый шлак, пока не установится состояние, близкое к равновесию. Операцию скачивания и замены его новым шлаком можно проводить несколько раз до тех пор, пока в металле не останется очень мало фосфора. Такой метод используют при необходимости получить очень низкие концентрации фосфора в металле.

От: admin

Эта тема закрыта для публикации ответов.