Материалы для производства металлов и сплавов

Для производства металлов используют руды, флюсы, топливо, огнеупорные материалы.

Рудой называют горные породы, содержащие металлы в количествах, обеспечивающих экономную их переработку.

Руда состоит из минералов, содержащих металл в виде оксидов, сульфидов, карбонатов, и пустой породы (в основном, кремнезема SiO₂, глинозема Al₂O₃), в составе которой находятся также примеси серы, фосфора, мышьяка и др.

Флюсом называют материалы, образующие при плавке шлак - легкоплавкое соединение с пустой породой руды, золой топлива и другими неметаллическими включениями. Шлак имеет меньшую плотность, чем металл, поэтому он находится на поверхности расплавленного металла.

При выплавке черных и некоторых цветных металлов в качестве флюсов используют кварцевый песок, состоящий в основном из SiO₂, известняк CaCO₃ и другие соединения кальция или магния.

Топливом в металлургических процессах служит кокс, природный, доменный или коксовый газ, мазут.

Кокс получают сухой перегонкой коксующихся каменных углей
без доступа воздуха при температуре 1000…1100 °С. При такой обработке из угля извлекаются и ценные побочные продукты: бензол, фенолы,
а также улавливается коксовый газ.

Природный газ состоит в основном из метана CH₄.

Доменный газ - побочный продукт при выплавке чугуна в доменной печи содержит значительное количество горючих составляющих (до 32 % СО, до 4 % Н₂).

Мазут - тяжелый остаток перегонки нефти содержит до 88 % С, 10…12 % Н₂ и небольшое количество кислорода и серы.

Огнеупорные материалы применяют для внутренней облицовки (футеровки) плавильных печей и другого оборудования, находящегося
под действием высоких температур и расплавленных металлов и шлаков. По химическому составу огнеупорные материалы подразделяют на кислые, основные и нейтральные.

К кислым относятся динасовый кирпич, кварцевый порошок и другие материалы с высоким содержанием кремнезема SiO₂; к основным - доломитовые, магнезитовые и другие материалы с большим содержанием основных оксидов MgO, CaO; к нейтральным - материалы, состоящие из оксидов Al₂O₃, Cr₂O₃, MgO и т.д. (шамот, хромомагнезит), а также углеродистый кирпич.

Производство чугуна