Фирменный Автосервис

 

 

Основные направления металлургического производства

участник Великой отечественной войны
Основное назначение металлургии — производство металлов, материалов, наиболее распространенных для изготовления промышленных изделий. Металлы получают в основном восстановлением из руд.
Многие материалы получают путем осуществления химических реакций в специальных агрегатах при высоких температурах. В частности, подавляющее большинство черных и цветных металлов выплавляют из руд. Выплавка металлов производится в несколько стадий. Черные металлы первоначально выплавляют в домнах, где получают чугун. Как побочные продукты в доменной печи (домне) образуются шлак и доменный газ. При дальнейшем переделе из чугуна удаляют избыток углерода и он превращается в сталь. Стали выплавляют в мартенах, конверторах, электродуговых и индукционных печах. Для получения цветных металлов также используется многостадийная переработка, основными этапами которой являются обогащение руд, получение промежуточных продуктов и выплавка или электролиз с последующим рафинированием чистых металлов. На последних этапах выплавки металлов корректируют их химический состав по легирующим добавкам и примесям.
Побочные продукты, возникающие при производстве цветных металлов, содержат большое количество ценных компонентов и используются, в том числе, для извлечения из них золота, серебра, редкоземельных элементов.
Для получения металла используются методы прямого восстановления металлов из руд. Эти методы при производстве железа и стали дают возможность исключить доменный процесс. Технология прямого восстановления железа состоит из следующих этапов: измельчение руды — восстановление железа из руды водородом или углеродом (мелким углем или коксом) при температуре 500-1300 °С. Железо не переводится в жидкое состояние, а получается в виде губчатой массы или крицы (сварившиеся куски железа размером 5-30 мм). Этот продукт идет в дальнейшую переработку в виде лома для сталеплавильных процессов или на измельчение до порошка в порошковой металлургии.
Наиболее чистые металлы, а также материалы со строго регламентированным составом получают методами их осаждения из газовых, паровых, жидких сред, а также путем электролиза, зонной плавки или спеканием при высокой температуре в защитной атмосфере или в вакууме. Осаждение из различных сред производится за счет разложения неустойчивых соединений с выделением получаемого элемента в атомарном состоянии и последующей его конденсацией на подложку. При спекании первоначально измельченный материал окусковывается или сваривается в монолит. В порошковой металлургии предварительно отпрессованные брикеты спекаются в защитной атмосфере для предотвращения окисления. В процессе зонной плавки производится очистка исходного материала от ненужных примесей путем многократного прогона (перемещения) зоны расплавленного металла по длине первоначального полуфабриката.
Металлургические процессы по типу производимых материалов делятся на производство черных и цветных металлов. К черным металлам относят сплавы на основе железа.
По виду технологии эти процессы разделяют на методы:
— пирометаллургический (обжиг, прокаливание, выплавка и испарение металлов, восстановление веществ в твердом состоянии, электролиз расплавов);
— гидрометаллургический (растворение, выщелачивание, концентрирование, разделение, электролиз водных растворов);
— порошковой металлургии (получение порошка, формование изделий, спекание);
— электрометаллургический (электролиз, выплавка в электрических печах и пр.).
Пирометаллургические методы используются для получения и рафинирования металлов (Me) при повышенных температурах в расплавленном, твердом или газообразном состоянии.
К основным пирометаллургическим процессам относятся плавление, обжиг, испарение, дистилляция, восстановление в твердом состоянии, электролиз расплавов.
Плавление может производиться методом окислительной (Me1+  Ме20 -» Me1O + Ме2); восстановительной (МеО + С ----  Me + СО); или осадительной (Me 1S + Ме2 — Ме1 + Me2S) плавки.
Обжиг может быть окислительным, восстановительным, сульфатизирующим, хлорирующим или приводящим к термическому разложению.
Примеры обжига:
окислительный 2MeS + 3О2 -» 2МеО + 2S02;
восстановительный Ме20з + СО —> 2МеО + С02;
сульфатизирующий МеО+ S03 — MeS04;
хлорирующий MeS + 202 + 2NaCl -- МеС12 + Na2S04;
термическое разложение МеС03 —> МеО+ С02.
Примером восстановления в твердом состоянии могут служить реакции:
МеО + С -> Me + СО; МеО + CO.-- Me + С02.
Гидрометаллургические методы основаны на использовании преимущественно водных растворителей с целью отделения пустой породы или перевода металлов в раствор.
В гидрометаллургии используются следующие основные приемы: выщелачивание, концентрирование, разделение, осаждение. При выщелачивании производится растворение металлических компонентов; при концентрировании — уменьшение количества растворителя за счет возгонки или испарения; при разделении — удаление нерастворимых компонентов отстаиванием (осветлением), фильтрацией, центрифугированием, экстрацией; при осаждении — получение металлов электролизом, осаждением, кристаллизацией, выпариванием и испарением растворителя.
Технологические процессы порошковой металлургии состоят из операций получения порошков (механическое измельчение, распыление, разбрызгивание, химическое осаждение, восстановление, карбонильный метод), формования заготовок (холодное, горячее, гидравлическое непрерывное прессование, плавка порошков в обоймах, прокатка, шликерное литье) и спекания (с жидкой фазой или без нее). После указанных операций спеченное изделие подвергается окончательной обработке — резанию, калибровке, прокатке, нанесению защитных покрытий и пр.


Производственная структура предприятия и цеха Научные конференции 5 Организация поточного производства Общая характеристика и разновидности поточного производства Особенности организации работы прерывно-поточных линий Управление инновационными предпринимательскими рисками в условиях глобальной трансформации Синергетическая модель воспроизводства и становление российской экономики как синергетической системы Автоматизация поточного производства Учебные пособия 4 Учебные пособия 4 

 

Образовательный сайт Бармашовой Л.В.

Рассылки Subscribe.Ru
Современное образование
Подписаться письмом