Промышленная классификация металлов
Металлыи сплавы условно принято подразделять на две основные группы - черные и цветные. Такая классификация сложилась исторически. К черным металлам относят железо и его сплавы (чугун, сталь, ферросплавы). Остальные металлы составляют группу цветных.
Из металлов особое значение имеет железо: в общемировом производстве металлов свыше 90 % приходится на железо и его сплавы. Широкое применение черных металлов в различных областях техники объясняется их ценными физическими и механическими свойствами, а также и тем, что железные руды широко распространены в природе, а производство чугуна и стали сравнительно дешево и просто.
Объем производства черных металлов в значительной степени определяет уровень технического развития той или иной страны. Современное машиностроение является основным потребителем производимых металлургической промышленностью металлов. В любой отрасли машиностроения - тяжелом машиностроении, станкостроении, судостроении, автомобильной и авиационной промышленности, электронике и радиотехнике из черных металлов изготовляют огромное число деталей машин иприборов. Значительная доля черных металлов потребляется современным промышленным и гражданским строительством.
Большое значение в современной технике имеют и цветные металлы, которые широко применяют во всех отраслях народного хозяйства: в машиностроении, самолетостроении, радиомеханике и электронике. Все большее производство и применение цветных металлов в технике объясняется их физико-механическими и другими свойствами, которыми не обладают черные металлы и сплавы. Металлы в чистом виде применяются очень редко, за исключением меди и алюминия. Эти металлы используются в основном в электротехнической промышленности, как проводники электрического тока. Чистые металлы широко используются как компоненты (легирующие элементы) для получения сплавов. К таким металлам относятся медь, алюминий, магний, никель, титан, вольфрам, а также бериллий, германий, кремний. Наша страна имеет мощную черную и цветную металлургию, обеспечивающие потребности промышленности в металле в виде прокатной продукции. Развитие металлургии идет по пути совершенствования методов плавки и разливки металла, механизации и автоматизации производства, внедрения новых перспективных технологических процессов, обеспечивающих улучшение технико-экономических показателей и качества выпускаемой продукции.
СОВРЕМЕННОЕ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЕ ПРОИЗВОДСТВО И ЕГО ПРОДУКЦИЯ
Современное металлургическое производство представляет собой сложный комплекс различных производств, расположенный, как правило, вблизи месторождений руд, коксующихся углей, энергетических мощностей. Оно включает следующие комбинаты, заводы, цехи (рис. 1):
1) шахты и карьеры по добыче руд и каменны углей;
2) горно-обогатительные комбинаты, где подготовляют руды к плавке, т.е. обогащают их;
3) фабрики окускования железорудного сырья (агломерат, окатыши);
4) коксохимические заводы или цехи, где осуществляют подготовку углей, их коксование и извлечение из них полезных химических продуктов:
5) энергетические цехи для получения сжатого воздуха (для дутья доменных печей), кислорода, а также очистки газов металлургических производств;
Рис. 1. Схема современного металлургического производства
6) доменные цехи для выплавки чугуна;
7) заводы для производства ферросплавов;
8) сталеплавильные цехи (конвертерные, мартеновские, электросталеплавильные) для производства стали;
9) линии непрерывной разливки стали (МНЛЗ) и прокатные цехи, в которых слитки стали или заготовки перерабатывают в сортовой прокат - балки, рельсы, прутки, проволоку, а также лист и т.д.
Основой современной металлургии стали является двухступенчатая схема, которая состоит из доменной выплавки чугуна и различных способов его передела в сталь. При доменной плавке,осуществляемой в доменных печах, происходит восстановление железа из руды. Одновременно из руды восстанавливаются также фосфор и в небольших количествах марганец и кремний; железо науглероживается и частично насыщается серой. В результате из руды получают чугун - сплав железа с углеродом, кремнием, марганцем, содержащий также некоторое количество серы и фосфора.
Передел чугуна в стальпроизводят в конвертерах, мартеновских и электрических печах. В этих агрегатах происходит избирательное окисление примесей чугуна (в первую очередь – углерода) таким образом, что в процессе плавки они переходят в газы и шлак. В результате получают сталь заданного химического состава.
Основной продукцией черной металлургииявляются: 1) чугуны - передельный, используемый для передела на сталь, и литейный для производства фасонных чугунных отливок на машиностроительных заводах; основное количество (до 60 %) выплавляемого чугуна - передельный; 2) ферросплавы(сплавы железа с повышенным, содержанием марганца, кремния, ванадия, титана) для производства легированных сталей; 3) стальные слиткидля производства сортового проката (рельсов, балок, прутков, полос, проволоки), а также листа, труб и т, д.; 4) стальные слиткидля производства крупных кованых деталей машин (роторов, турбин, дисков и т.д.), называемые кузнечными слитками.