Сущность и способы металлургического производства

Металлургия – это наука о промышленных способах получения металлов и их сплавов из природного сырья. Современное металлургическое производство представляет собой сложный комплекс различных предприятий, базирующийся на месторождении руд, коксующихся углей, энергетических мощностях. Оно включает в себя следующие предприятия:

1 – шахты, карьеры по добыче руд и каменных углей;

2 – горно-обогатительные комбинаты, где подготавливают руды к плавке (обогащают);

3 – коксохимические заводы или цехи, где готовят угли, коксуют их и извлекают полезные химические продукты;

4 – энергетические цехи для получения сжатого воздуха, кислорода, очистки газов металлургических производств;

5 – доменные цеха для выплавки чугуна и ферросплавов;

6 – заводы для производства ферросплавов;

7 – сталеплавильные цехи (конверторные, мартеновские, электросталеплавильные);

8 – прокатные цехи, где слитки перерабатывают в сортовой прокат (балки, рельсы, проволоку, лист и т.д.).

Основа современной черной металлургии – двухступенчатая схема, включающая доменную выплавку чугуна и передела его в сталь. При доменной плавке происходит избирательное восстановление железа из руды, а также восстановление фосфора, марганца и кремния, науглероживание железа и частичное насыщение его серой, т.е. образуется чугун – сплав железа с углеродом, кремнием, марганцем, серой и фосфором. Передел чугуна в сталь производят в конверторах, мартеновских и электрических печах. При этом происходит избирательное окисление примесей чугуна, которые переходят в шлак и газы.

Основной продукцией металлургического производства являются следующие продукты:

1) чугун передельный для производства сталей, чугун литейный для производства отливок, железорудные металлизованные окатыши для выплавки стали, ферросплавы (сплавы железа с Mn, Si, V, Ti и др.), предназначенные для выплавки легированных сталей, стальные слитки для производства сортового проката и стальные слитки для крупных поковок в черной металлургии;

2) слитки цветных металлов для сортового проката, слитки для производства отливок, лигатуры – сплавы цветных металлов с легирующими элементами, необходимые для производства сложных легированных сплавов для отливок, слитки чистых и особо чистых цветных металлов для нужд электротехники и электроники в цветной металлургии.

В черной и цветной металлургии для получения металлических материалов в зависимости от вида используемой энергии выделяют следующие процессы:

1. Пирометаллургический процесс основан на том, что энергия или тепло, необходимое для выплавки, получают за счет сжигания жидкого, твердого или газообразного топлива.

2. Электрометаллургический процесс основан на том, что тепло для выплавки получают в дуговых, индукционных и других электропечах.

3. Гидрометаллургический процесс основан на получении металлов из руд путем выщелачивания и последующего выделения металлов из раствора без нагревания до высоких температур.

4. Химикометаллургический процесс основан на получении металлов в результате последовательно протекающих химических реакций и металлургических взаимодействий.