Cum se obține fierul din minereu. Cum se obține fierul (oțelul) și din ce se face? Dezvoltarea metalurgiei fierului

Producția de fier în Rus' este cunoscută din timpuri imemoriale. Ca urmare a săpăturilor arheologice din zonele adiacente Novgorodului, Vladimir, Yaroslavl, Pskov, Smolensk, Ryazan, Murom, Tula, Kiev, Vyshgorod, Pereyaslavl, Vzhishch, precum și în zona Lacului Ladoga și în alte locuri , au fost găsite sute de locuri cu rămășițe de vase de topire, cuptoare brute, așa-numitele „gropi de lup” și uneltele corespunzătoare pentru producerea metalurgiei antice. Într-una dintre gropile lupilor, săpate pentru topirea fierului, lângă satul Podmokly din partea de sud a bazinului cărbunelui Moscovei, a fost găsită o monedă datată 189 din epoca musulmană, care corespunde începutului secolului al IX-lea modern. cronologie. Asta înseamnă că în Rus' au știut să topească fierul înapoi în acele vremuri îndepărtate, profund precreștine.

Numele poporului rus ne țipă literalmente despre prevalența metalurgiei pe întreg teritoriul Rusiei antice: Kuznetsov, Kovalev, Koval, Kovalenko, Kovalchuk. În ceea ce privește prevalența, numele de familie „metalurgice” rusești, poate, concurează chiar și cu englezul arhetipal John Smith (care, de fapt fierar, adică același fierar).

Totuși, calea oricărei săbii sau țevi de tun a început întotdeauna mult mai devreme decât cuptorul metalurgic și, mai mult, forja. Orice metal este în primul rând un combustibil (cărbune sau cocs pentru topirea sa) și, în al doilea rând, o materie primă pentru producerea sa.

Aici trebuie să pun imediat accent. De ce combustibilul este prima prioritate, în timp ce minereul de fier însuși este retrogradat cu atâta îndrăzneală de mine pe plan secund? Totul ține de logistica transportului minereului și combustibilului necesar producerii fierului în Evul Mediu.

La urma urmei, principalul și cel mai de înaltă calitate combustibil pentru topirea fierului medieval, înflorit, a fost cărbune.
Nici acum, în epoca modernă a iluminatului, sarcina de a obține cărbune de înaltă calitate nu este deloc atât de simplă pe cât pare la prima vedere.
Cărbunele de cea mai bună calitate se obține doar dintr-un număr foarte limitat de specii de lemn - din toate speciile de lemn de esență tare destul de rare și cu creștere lent (stejar, carpen, fag) și din arhetipul mesteacăn rusesc.
Deja din conifere - pin sau molid, cărbunele se dovedește a fi mult mai fragil și cu un randament mare de fine și praf de cărbune, iar încercarea de a obține cărbune bun din aspen sau arin cu frunze moi este aproape nerealist - randamentul unuia bun. cade în comparație cu stejarul de aproape două ori.

În cazul în care nu erau suficiente păduri pe teritoriul unde s-au găsit zăcăminte de fier, sau pădurile din zonă au fost distruse de generațiile anterioare de metalurgi, trebuiau inventați diverși înlocuitori de ersatz.
De exemplu, în Asia Centrală, în ciuda depozitelor de minereu de fier de înaltă calitate, era strâns cu pădure, motiv pentru care în loc de cărbune era necesar să se folosească următorul combustibil inovator:

Dacă cineva nu înțelege - acesta este bălegar de vacă. Puteți călare, oaie, capră sau măgar - nu joacă un rol special. Kizyak a fost frământat cu mâinile în prăjituri plate (ceva de genul acesta), apoi a fost așezat să se usuce la soare.
Desigur, într-o astfel de situație, nu era necesar să se vorbească despre „constanța compoziției” combustibilului, iar temperatura flăcării de la arderea unui astfel de „combustibil compozit” a fost mult mai mică decât cea a înalte. cărbune de calitate.

Un alt înlocuitor, mult mai avansat din punct de vedere tehnologic, a cărbunelui a apărut în lume mult mai târziu. Este, desigur, despre Coca-Cola pe care se bazează acum toată metalurgia feroasă modernă.
Istoria „inventării” cocsului are doar două sute de ani. La urma urmei, bateria cuptorului de cocs în care „cărbunele s-a ars singur” a fost prima și cea mai puternică salvă a revoluției industriale. Ea a fost, bateria cuptorului de cocs, și nu platforma petrolieră, cea care a creat acea „lume a cărbunelui și a aburului” pe care acum ne place să ne amintim în cărți, filme și anime despre steampunk.

Cu mult înainte de Revoluția Industrială, Anglia exploata deja zăcăminte bogate de cărbune, care, totuși, era folosit aproape exclusiv pentru încălzirea caselor. Topirea minereului în Anglia se făcea, ca în multe locuri din lume, numai pe cărbune. Acest lucru s-a datorat unui fapt neplăcut, caracteristic majorității cărbunilor - conțin în compoziția lor cantități considerabile de fosfor și sulf, care sunt foarte nocive pentru fierul obținut în cuptor.

Cu toate acestea, Marea Britanie este o insulă. Și, în cele din urmă, nevoile tot mai mari ale metalurgiei engleze, bazate pe cărbune, a depăşit toate posibilităţile pădurilor englezeşti. Robin Hoods englezi nu aveau unde să se ascundă- o creștere a topirii fierului a dus la nimic aproape toate pădurile din ceața Albion. Acest lucru a devenit în cele din urmă o frână pentru producția de fier, deoarece topirea a fost necesară o cantitate imensă de lemn: pentru prelucrarea unei tone de minereu - aproape 40 de metri cubi de materii prime lemnoase.
În legătură cu creșterea producției de fier, a existat o amenințare cu distrugerea completă a pădurilor. Țara a fost nevoită să importe metal din străinătate, în principal din Rusia și Suedia. Încercările de utilizare a cărbunelui fosil pentru topirea fierului au fost eșuate de mult timp, din motivul indicat mai sus.
Abia în 1735, crescătorul Abraham Derby, după mulți ani de experiență, a găsit o modalitate de a topi fierul folosind cărbune de cocsificare. A fost o victorie. Dar înainte de această victorie de la începutul secolului al IX-lea d.Hr., mai erau încă mai mult de 900 de ani.

Așadar, transportați lemne de foc (sau chiar cărbune gata făcut) la călcat nu funcționează pur și simplu din cauza logisticii procesului - combustibilul este necesar în masă de 4-5 ori mai mult decât masa minereului și chiar mai mult în volum - de cel puțin zece ori. Este mai ușor să aduceți fierul la combustibil.

Există combustibil în Rusia Antică și din abundență. Și cum rămâne cu platforma rusă cu fier?
Dar cu fierul sunt întrebări.
minereu de fier de calitate nu în Câmpia Rusă.

Imediat prind țipete: „Ce zici de anomalia magnetică de la Kursk? Minereu de fier magnetic de cea mai înaltă calitate din lume!
Da, una dintre cele mai înalte calitate din lume. Deschis în 1931. Adâncimea de apariție este de la 200 la 600 de metri. Sarcina în mod clar nu este pentru tehnologiile care au fost la dispoziția slavilor antici în secolul al IX-lea d.Hr. Totul arată frumos acum, dar pentru acea vreme imaginea unei cariere moderne de minereu de fier este ca o excursie la Alpha Centauri pentru umanitatea modernă. În teorie este posibil, dar în practică nu este.

Ca urmare, în secolul al IX-lea în Rus', este necesar să facem o alegere din ceva inclus în această listă a tuturor minereurilor de fier folosite în prezent de omenire:

Minereu de fier magnetic - mai mult de 70% Fe sub formă magnetit Fe3O4 (exemplu: anomalia magnetică Kursk tocmai descrisă de noi)
- minereu de fier roșu - 55-60% Fe sub formă hematită Fe2O3 (exemplu: din nou anomalia magnetică Kursk sau bazinul Krivoy Rog)
- minereu de fier brun (limonit) - 35-55% Fe sub formă amestecuri de hidroxizi fier feric Fe2O3-3H2O și Fe2O3-H2O (exemplu: ruinat de zăcământul Kerci din Ucraina).
- minereu de fier - până la 40% Fe sub formă carbonat FeCO3 (exemplu: depozit Bakal)

Magnetitul și hematitul se află adânc pe platforma rusă; nu există deloc minereu de fier feldspat pe ea.
Rămâne minereu de fier brun (limonit).
Materia primă, ca să spunem ușor, nu are valoare - doar uită-te la concentrația de fier din ea, dar gluma este că se află pe teritoriul Rusului de atunci. aproape peste tot. În plus, acest „aproape peste tot” se dovedește în mod miraculos a fi în imediata apropiere a sursei de atunci de combustibil de cărbune de înaltă calitate - pădurile puternice din Câmpia Rusă.

Desigur, este vorba despre turbării și limonit, care este adesea numit fier de mlaștină.
Pe lângă fierul de mlaștină, o geneză similară are fier de luncă și lac. Cu toate acestea, după cum veți vedea mai târziu, a fost cel mai profitabil să sapi un astfel de fier într-o mlaștină.

Pentru a înțelege amploarea distribuției extragerii efective a acestei resurse locale în Rusia, este suficient, ca și în cazul „numelor de familie metalurgice”, pur și simplu să deschideți orice hartă geografică și să priviți numele de rusă, ucraineană, belarusă. sau sate lituaniene.
Și imediat vei fi lovit de un număr imens de toponime cu cuvintele Guta, Buda, Ruda. Iată semnificațiile lor:

Guta: fabrica de sticla
Minereu: minerit de fier din mlaștină
Buda: extragerea potasiului din cenusa vegetala.

Veți găsi astfel de sate peste tot - într-o centură largă în mlaștinile Polesye - de la Brest la Sumy. În Rus' erau destule surse de „minereu de mlaștină”. „Fierul de mlaștină” se formează în general aproape peste tot unde există o tranziție de la solurile care conțin oxigen la un strat anoxic (exact la joncțiunea acestor două straturi).
În mlaștini, această graniță este situată pur și simplu, spre deosebire de alte tipuri de teren, foarte aproape de suprafata, prin urmare, acolo noduli de fier pot fi săpați literalmente cu o lopată, îndepărtând doar un strat subțire de vegetație de mlaștină.

Așa arată fierul de mlaștină fără pretenții (fier de mlaștină) .
Dar tocmai aceasta a salvat-o pe Rus.

Depozitele de fier din mlaștină în sine sunt clasice plasători.
Placerii sunt de obicei zăcăminte mult mai mici decât corpurile de minereu, volumul lor total depășește rar zeci de mii de tone (în timp ce zăcămintele de minereu pot conține milioane și miliarde de tone de minereu), dar exploatarea placerilor este de obicei mult mai simplă decât extragerea unui corp de minereu.
Placerul poate fi dezvoltat de obicei aproape cu mâinile goale și cu strivirea minimă a rocii, deoarece placerii apar de obicei în roci sedimentare deja distruse.
Aceasta este, în general, o practică larg răspândită: mai întâi se exploatează plasatorii - apoi minereurile.
Și - pentru toate metalele, mineralele sau compușii.

Apropo, „tinichea de lemn” (despre care am scris în seria despre Catastrofa Epocii Bronzului) este și el un placer.

Cu toate acestea, nu se poate spune că exploatarea placerilor de fier de mlaștină a fost o sarcină simplă.

Fierul de mlaștină a fost extras în trei moduri principale.

Prima a fost că vara, nămolul de fund a fost scos din plute de pe lacurile de mlaștină și de pe râurile care curgeau din mlaștini. Pluta era ținută într-un loc de un stâlp (o persoană) și o altă persoană a tras noroiul de pe fund cu o linguriță. Avantajele acestei metode sunt simplitatea și efortul fizic scăzut asupra lucrătorilor.
Dezavantajele sunt o cantitate mare de muncă inutilă, deoarece nu numai roca sterilă a fost strânsă cu fier de mlaștină, dar, în plus, cantități mari de apă au trebuit să fie ridicate împreună cu nămol. În plus, cu o linguriță este dificil să alegi solul la o adâncime mare.

A doua cale. În timpul iernii, în locurile în care canalele au înghețat până la fund, gheața a fost tăiată mai întâi, iar apoi sedimentul de fund care conținea fier din mlaștină a fost de asemenea tăiat. Avantajele acestei metode: capacitatea de a selecta un strat mare care conține fier de mlaștină. Dezavantaje: este dificil din punct de vedere fizic să crești gheața și pământul înghețat. Exploatarea este posibilă numai până la adâncimea înghețului.

A treia metodă a fost cea mai comună. Pe malul de lângă canale sau lacurile de mlaștină, a fost asamblată o casă de bușteni, ca și pentru o fântână, doar mare, de exemplu, de 4 pe 4 metri. Apoi, în interiorul casei de bușteni, au început să sape, mai întâi, stratul de acoperire de rocă sterilă, adâncind treptat casa de bușteni. Apoi a fost selectată și roca care conține fier de mlaștină. S-au adăugat rulouri de bușteni pe măsură ce casa de bușteni s-a adâncit.
Apa care curgea constant era scoasă periodic. Era posibil, desigur, să sapi pur și simplu fără a întări pereții cu bușteni, dar în cazul unei vărsări foarte probabile a solului erodat și a lucrătorilor care adorm în groapă, cu greu ar fi fost posibil să salvezi pe cineva - oamenii ar fi se sufoca repede si se ineca. Avantajele acestei metode: capacitatea de a selecta întregul strat care conține fier de mlaștină și costuri mai mici cu forța de muncă în comparație cu a doua metodă. În plus, chiar înainte de începerea exploatării, a fost posibilă determinarea aproximativă a calității materiilor prime care se exploatează („locuitorii de acolo judecă și bunătatea minereului după felul de arbori care cresc pe el; astfel, cel găsit; sub mesteacăn și aspen este considerat cel mai bun, deoarece fierul este mai moale din el, iar în locurile unde crește molid, este mai dur și mai puternic").
Dezavantaje: trebuie să lucrezi în apă tot timpul.

În general, vechii mineri ruși au avut dificultăți. Acum, bineînțeles, recreatorii din întreaga lume fac excursii și chiar fac gropi în locuri mai uscate și mai accesibile de unde puteți obține cu ușurință niște minereu de mlaștină:

Copiii reenactorilor sunt fericiți. În secolul al IX-lea, totul era, cred, diferit.

Totuși, pentru a înțelege situația din Rus' în secolele IX-XII, trebuie să înțelegem scară a pescuitului care a fost organizat de strămoșii noștri pe o resursă atât de copleșită precum plasacii de mlaștină.

La urma urmei, dacă procesul de săpare a mâlului în mlaștini în sine nu a lăsat în urmă urme care pot fi urmărite de-a lungul secolelor, atunci prelucrarea ulterioară a fierului de mlaștină a lăsat urme în stratul cultural și chiar ce!

La urma urmei, pentru procesul de fabricare a brânzei, care la acea vreme era folosit în metalurgia rusă antică și producea zgură bogată în fier, era necesar foarte bogat minereu de fier. Și limonitul, după cum ne amintim, este un minereu sărac.
Pentru a obține un bun concentrat de limonit a fost necesară pre-îmbogățirea minereurilor extrase, atât de mlaștină, cât și de luncă. Prin urmare, metalurgiștii ruși antici au îmbogățit în mod necesar minereurile de fier din mlaștină care intrau în topire.

Operatia de valorificare a fost o conditie tehnologica foarte importanta pentru producerea fierului in cuptoare brute.
Studiile ulterioare, prin analiza monumentelor istorice, au relevat următoarele metode de prelucrare a minereului:

1) uscare (intemperii, în decurs de o lună);
2) tragere;
3) zdrobire;
4) spălare;
5) screening.

Obținerea minereului foarte concentrat nu putea fi limitată la doar una sau două operațiuni, ci necesita o prelucrare sistematică prin toate metodele indicate. O operațiune bine-cunoscută din punct de vedere arheologic este prăjirea minereului.
După cum înțelegeți, arderea a necesitat și combustibil de înaltă calitate (cărbune) și, de asemenea, în cantități considerabile.

În timpul explorării arheologice din apropierea satului Lasuny de pe coasta Golfului Finlandei, într-una dintre gropi a fost descoperită o grămadă de minereu ars. Pentru toate operațiunile de prelucrare a minereului este nevoie de un echipament foarte simplu: pentru zdrobirea minereului - un bloc de lemn și un mortar, iar pentru cernere și spălare - o sită de lemn (plasă de tije).
Dezavantajul arderii minereului de mlaștină în incendii și gropi a fost îndepărtarea incompletă a apei din acesta la arderea bucăților mari și pierderile mari la arderea bucăților mici.

În producția modernă, desigur, îmbogățirea este mult mai simplă - minereul zdrobit fin este amestecat cu același cocs măcinat și introdus într-un aparat similar cu o mașină de tocat carne mare. Snecul alimentează amestecul de minereu și cocs pe un grătar cu orificii nu mai mari de 8 mm. Strângând prin găuri, un astfel de amestec omogen intră în flacără, în timp ce cocsul se arde, topind minereul și, în plus, sulful este ars din minereu, desulfurând astfel simultan materia primă.

La urma urmei, fierul de mlaștină, ca și cărbunele, conține impurități dăunătoare - sulf și fosfor. Era posibil, desigur, să găsim materii prime care conțin puțin fosfor (ei bine, relativ puțin - în minereu de fier este totdeauna mai puțin decât în ​​mlaștină). Dar să găsești fier de mlaștină care conține puțin fosfor și sulf era aproape imposibil. Prin urmare, pe lângă întreaga industrie a exploatării fierului de mlaștină, a apărut o industrie la fel de mare a îmbogățirii sale.

Pentru a înțelege scopul acestei acțiuni, voi da un exemplu: în timpul săpăturilor din Old Ryazan în 16 din 19 locuinţe urbane Au fost găsite urme de gătit „acasă” a fierului în oale într-un cuptor obișnuit.
Călătorul vest-european Yakov Reitenfels, care a vizitat Moscovia în 1670, a scris că „țara moscoviților este o sursă vie de pâine și metal”.

Așadar, într-un loc gol, fără sub ei nimic altceva decât pământuri sărace de pădure, cu mesteacăni pierniciți și turbării, deodată strămoșii noștri au găsit o „mină de aur” literalmente sub picioarele lor. Și chiar dacă nu a fost un filon, ci un placer și nu aur, ci fier, situația nu s-a schimbat de aici.

O țară abia în curs de dezvoltare și-a primit locul în lume și o cale civilizațională care o va duce la tunurile din Balaklava, la tancul T-Z4 și la ICBM Topol-M.
Resurse. Loc de munca. Productie. Armă.

Pentru că având resurse - inevitabil vii la arme. Sau - altcineva vine pentru resursele tale.
Epoca fierului a început în Rus'.
Secolul - sau mai bine zis - mileniul armelor rusești.

Un mileniu în care sabia se va ridica – și va cădea din nou, după ce un alt inamic va fi învins și aruncat departe din pădurile de mesteacăn și din turbării.

Iar duşmanii nu au întârziat să vină.
Într-adevăr, în secolul al X-lea, cursa înarmărilor din epoca fierului câștiga deja avânt.

Procese de producere directă a fierului din minereuri

Prin procesele de producere directă a fierului se înțeleg astfel de procese chimice, electrochimice sau chimico-termice care fac posibilă obținerea direct din minereu, ocolind furnalul, a fierului metalic sub formă de burete, cracker sau metal lichid.

Astfel de procese sunt efectuate fără a consuma cocs metalurgic, fluxuri, electricitate (pentru prepararea aerului comprimat) și, de asemenea, fac posibilă obținerea unui metal foarte pur.

Metodele de producere directă a fierului sunt cunoscute de mult timp. Au fost încercate peste 70 de metode diferite, dar doar câteva au fost implementate și, în plus, la scară industrială mică.

În ultimii ani a crescut interesul pentru această problemă, care este asociată, pe lângă înlocuirea cocsului cu alți combustibili, și cu dezvoltarea unor metode de îmbogățire în adâncime a minereurilor, oferind nu numai un conținut ridicat de fier în concentrate (70 ... 72). %), dar și eliberarea sa aproape completă din sulf și fosfor.

Obținerea fierului burete în cuptoare cu arbore.

Diagrama procesului este prezentată în fig. 2.1.

Orez. 2.1. Schema unei instalații pentru reducerea directă a fierului din minereuri și producerea de pelete metalizate

La primirea fierului burete, minereul extras este îmbogățit și se obțin pelete. Peleții din buncărul 1 prin sita 2 intră în cutia 10 a mașinii de încărcare și de acolo în cuptorul cu arbore 9 funcționând pe principiul contracurentului. Deversarea de peleți intră în buncărul 3 cu o presă de brichetare și sub formă de peleți intră din nou în sita 2 . Pentru a reduce fierul din peleți, un amestec de gaze naturale și de furnal este furnizat în cuptor prin conducta 8, supusă conversiei în instalația 7, în urma căreia amestecul se descompune în hidrogen și monoxid de carbon. În zona de reducere a cuptorului C se creează o temperatură de 1000 ... 1100 0 C, la care minereul de fier în pelete este redus la fier burete solid. Conținutul de fier din pelete ajunge la 90...95%. Pentru răcirea peletelor de fier prin conducta 6 până la zona de răcire 0 cuptoarele furnizează aer. Peleții răciți 5 sunt livrați la transportorul 4 și alimentați la topirea oțelului în cuptoare electrice.

Recuperarea fierului într-un pat fluidizat.

Minereu sau concentrat cu granulație fină este plasat pe un grătar prin care este furnizat hidrogen sau alt gaz reducător la o presiune de 1,5 MPa. Sub presiunea hidrogenului, particulele de minereu sunt în suspensie, făcând o mișcare continuă și formând un strat „fierbe”, „pseudo-lichefiat”. Patul fluidizat asigură un contact bun al gazului reducător cu particulele de oxid de fier. Consumul de hidrogen pe tona de pulbere recuperată este de 600...650 m 3 .

Prepararea fierului burete în capsule de creuzet.

Se folosesc capsule din carbură de siliciu cu un diametru de 500 mm și o înălțime de 1500 mm. Sarcina este încărcată în straturi concentrice. Interiorul capsulei este umplut cu un agent reducător - combustibil solid zdrobit și calcar (10...15%) pentru a îndepărta sulful. Al doilea strat este minereu zdrobit recuperabil sau concentrat, sol de moară, apoi un alt strat concentric de agent reducător și calcar. Capsulele montate pe cărucioare se deplasează lent într-un cuptor tunel de până la 140 m lungime, unde sunt încălzite, ținute la 1200 0 C și răcite timp de 100 de ore.

Fierul redus se obține sub formă de țevi cu pereți groși, acestea sunt curățate, zdrobite și zdrobite, obținându-se pulbere de fier cu un conținut de fier de până la 99%, carbon - 0,1 ... 0,2%.

Producția de oțel

Esența procesului

Deveni- aliaje fier-carbon care conțin aproape 1,5% carbon, cu un conținut mai mare, duritatea și fragilitatea oțelurilor cresc semnificativ și nu sunt utilizate pe scară largă.

Principalele materii prime pentru producția de oțel sunt fonta brută și resturi de oțel.

Fierul este oxidat în primul rând atunci când fierul reacționează cu oxigenul în cuptoarele de fabricare a oțelului:

Simultan cu fierul, siliciul, fosforul, manganul și carbonul sunt oxidate. Oxidul de fier format la temperaturi ridicate renunță la oxigen la impurități mai active din fontă, oxidându-le.

Procesele de fabricare a oțelului se desfășoară în trei etape.

Prima etapă este topirea încărcăturii și încălzirea băii de metal lichid.

Temperatura metalului este relativ scăzută, oxidarea fierului are loc intens, formarea oxidului de fier și oxidarea impurităților: siliciu, mangan și fosfor.

Cea mai importantă sarcină a etapei este îndepărtarea fosforului. Pentru aceasta, este de dorit să se efectueze topirea în cuptorul principal, unde conține zgura. Anhidrida fosforică formează un compus instabil cu oxidul de fier. Oxidul de calciu este o bază mai puternică decât oxidul de fier, prin urmare, la temperaturi scăzute, îl leagă și îl transformă în zgură:

Pentru a elimina fosforul, o temperatură scăzută a băii de metal și zgură, este necesar un conținut suficient în zgură. Pentru a crește conținutul în zgură și a accelera oxidarea impurităților, în cuptor se adaugă minereu de fier și calcar, inducând zgură de fier. Pe măsură ce fosforul este îndepărtat din metal în zgură, conținutul de fosfor din zgură crește. Prin urmare, este necesar să îndepărtați această zgură din oglinda metalică și să o înlocuiți cu una nouă cu aditivi proaspeți.

A doua etapă - fierberea băii metalice - începe pe măsură ce se încălzește la temperaturi mai ridicate.

Odată cu creșterea temperaturii, reacția de oxidare a carbonului are loc mai intens, ceea ce are loc odată cu absorbția căldurii:

Pentru a oxida carbonul, în metal se introduce o cantitate mică de minereu, calcar sau se insuflă oxigen.

Când oxidul de fier reacționează cu carbonul, din metalul lichid sunt eliberate bule de monoxid de carbon, provocând o „fierbere de baie”. În timpul „fierberii”, conținutul de carbon din metal este redus la nivelul necesar, temperatura este uniformizată pe volumul băii, incluziunile nemetalice care aderă la bulele care apar, precum și gazele care pătrund în bule sunt parțial îndepărtat. Toate acestea ajută la îmbunătățirea calității metalului. Prin urmare, această etapă este cea principală în procesul de fabricare a oțelului.

De asemenea, sunt create condiții pentru îndepărtarea sulfului. Sulful din oțel este sub formă de sulfură (), care se dizolvă și în zgura principală. Cu cât temperatura este mai mare, cu atât sulfura de fier se dizolvă în zgură și interacționează cu oxidul de calciu:

Compusul rezultat se dizolvă în zgură, dar nu se dizolvă în fier, astfel încât sulful este îndepărtat în zgură.

A treia etapă, dezoxidarea oțelului, constă în reducerea oxidului de fier dizolvat în metalul lichid.

În timpul topirii, o creștere a conținutului de oxigen din metal este necesară pentru oxidarea impurităților, dar în oțelul finit, oxigenul este o impuritate dăunătoare, deoarece scade proprietățile mecanice ale oțelului, în special la temperaturi ridicate.

Oțelul este dezoxidat în două moduri: precipitare și difuzie.

Dezoxidarea prin precipitare se realizează prin introducerea în oțelul lichid a dezoxidanților solubili (feromangan, ferosiliciu, aluminiu) care conțin elemente care au o afinitate mai mare pentru oxigen decât pentru fier.

Ca urmare a dezoxidării, fierul este redus și se formează oxizi: , care au o densitate mai mică decât oțelul și sunt îndepărtate în zgură.

Dezoxidarea prin difuzie se realizează prin dezoxidarea zgurii. Ferromangan, ferosiliciu și aluminiu în formă zdrobită sunt încărcate pe suprafața zgurii. Dezoxidanții, reducând oxidul de fier, reduc conținutul acestuia în zgură. În consecință, oxidul de fier dizolvat în oțel se transformă în zgură. Oxizii formați în timpul acestui proces rămân în zgură, iar fierul redus trece în oțel, în timp ce conținutul de incluziuni nemetalice din oțel scade și calitatea acestuia crește.

În funcție de gradul de dezoxidare, oțelurile sunt topite:

a) calm

b) fierbere

c) semicalmă.

Oțelul liniștit se obține prin dezoxidare completă în cuptor și oală.

Oțelul care fierbe nu este complet dezoxidat în cuptor. Dezoxidarea sa continuă în matriță în timpul solidificării lingoului, datorită interacțiunii oxidului de fier și carbonului:

Monoxidul de carbon rezultat este eliberat din oțel, ajutând la eliminarea azotului și hidrogenului din oțel, gazele sunt eliberate sub formă de bule, făcându-l să fiarbă. Oțelul care fierbe nu conține incluziuni nemetalice, prin urmare are o ductilitate bună.

Oțelul semicalm are o dezoxidare intermediară între calm și fierbere. Este parțial dezoxidat în cuptor și în oală, și parțial în matriță, datorită interacțiunii oxidului de fier și carbonului conținut în oțel.

Aliarea oțelului se realizează prin introducerea feroaliajelor sau a metalelor pure în cantitatea necesară în topitură. Elementele de aliere, la care afinitatea pentru oxigen este mai mică decât cea a fierului (), nu se oxidează în timpul topirii și turnării, deci sunt introduse în orice moment în timpul topirii. Elemente de aliere care au o afinitate mai mare pentru oxigen decât pentru fier ( ), se introduce în metal după dezoxidare sau concomitent cu acesta la sfârșitul topiturii, iar uneori în oală.

Metode de topire a oțelului

Fonta este transformată în oțel în unități metalurgice cu diferite principii de funcționare: cuptoare cu focar deschis, convertoare de oxigen, cuptoare electrice.

Producția de oțel în cuptoare cu vatră deschisă

Proces cu vatră deschisă (1864-1865, Franța). În perioada de până în anii șaptezeci, a fost principala metodă de producție a oțelului. Metoda se caracterizează printr-o productivitate relativ scăzută, posibilitatea de a utiliza metal secundar - resturi de oțel. Capacitatea cuptorului este de 200...900 tone Metoda face posibilă obținerea oțelului de înaltă calitate.

Cuptorul cu vatră deschisă (Fig. 2.2.) conform dispozitivului și principiului de funcționare este un cuptor regenerativ cu reflectare a flăcării. Gazul gazos este ars în camera de topire

combustibil sau ulei. Temperatura ridicată pentru obținerea oțelului în stare topit este asigurată de recuperarea căldurii gazelor din cuptor.

Un cuptor modern cu vatră deschisă este o cameră alungită orizontal realizată din cărămizi refractare. Spațiul de topire de lucru este limitat de jos de o vatră 12, de sus de o boltă 11 , iar din lateralele din față 5 și din spate 10 pereți. Vatra are forma unei bai cu pante spre peretii cuptorului. În peretele frontal există ferestre de încărcare 4 pentru alimentarea cu încărcare și flux, iar în peretele din spate există o deschidere 9 pentru eliberarea oțelului finit.

Fig.2.2. Schema unui cuptor cu focar deschis

Caracteristica spațiului de lucru este aria vetrei cuptorului, care este calculată la nivelul pragurilor ferestrelor de încărcare. Capetele cuptorului 2 sunt amplasate la ambele capete ale spațiului de topire, care servesc la amestecarea combustibilului cu aer și la furnizarea acestui amestec în spațiul de topire. Gazele naturale și petrolul sunt folosite drept combustibil.

Pentru încălzirea aerului și a gazului atunci când funcționează cu gaz cu conținut scăzut de calorii, cuptorul are două regeneratoare 1.

Regenerator - o cameră în care este plasată o duză - o cărămidă refractară așezată într-o cușcă, concepută pentru a încălzi aerul și gazele.

Gazele care ies din cuptor au o temperatura de 1500 ... 1600 0 C. Intrand in regenerator, gazele incalzesc garnitura la o temperatura de 1250 0 C. Aerul este furnizat printr-unul dintre regeneratoare, care, trecand prin ambalaj. , se încălzește până la 1200 0 C și intră în capul cuptorului, unde se amestecă cu combustibilul, se formează o torță 7 la ieșirea din cap, îndreptată către sarcina 6.

Gazele de eșapament trec prin capul opus (stânga), dispozitive de curățare (rezervoare de zgură), care servesc la separarea particulelor de zgură și praf de gaz și sunt trimise la al doilea regenerator.

Gazele răcite părăsesc cuptorul prin coșul 8.

După ce duzele regeneratorului drept sunt răcite, supapele sunt comutate, iar fluxul de gaz în cuptor își schimbă direcția.

Temperatura pistolului cu flacără ajunge la 1800 0 C. pistolul încălzește spațiul de lucru al cuptorului și încărcarea. Torța contribuie la oxidarea impurităților de sarcină în timpul topirii.

Durata de topire este de 3…6 ore, pentru cuptoarele mari - până la 12 ore. Topitura finită este evacuată printr-un orificiu situat în peretele din spate la nivelul inferior al focarului. Orificiul este etanș înfundat cu materiale refractare cu aglomerare redusă, care sunt eliminate atunci când topitura este eliberată. Cuptoarele functioneaza continuu, pana se opresc pentru reparatii majore - 400 ... 600 de incalziri.

În funcție de compoziția încărcăturii utilizate în topire, există varietăți ale procesului cu vatră deschisă:

- proces de fier vechi, în care sarcina constă din fier vechi (deșeuri) de oțel și 25 ... 45% fontă brută, procedeul se folosește la fabrici în care nu există furnale, dar există mult fier vechi.

- proces de fier vechi, în care sarcina constă din fier lichid (55 ... 75%), fier vechi și minereu de fier, procedeul se utilizează la uzinele metalurgice cu furnale.

Căptușeala cuptorului poate fi bazică și acidă. Dacă în procesul de topire a oțelului predomină oxizii bazici în zgură, atunci procesul se numește principal proces pe vatră deschisă, iar dacă acru - acru.

Cea mai mare cantitate de oțel este produsă prin procesul de deșeuri în cuptoare cu focar deschis, cu căptușeală de bază.

Minereul de fier și calcarul sunt încărcate în cuptor, iar după încălzire, deșeurile sunt alimentate. După încălzirea deșeurilor, fierul lichid este turnat în cuptor. În perioada de topire din cauza oxizilor de minereu și fier vechi, impuritățile sunt oxidate intens: siliciu, fosfor, mangan și, parțial, carbon. Oxizii formează o zgură cu un conținut ridicat de oxizi de fier și mangan (zgură de fier). După aceea, se efectuează o perioadă de „fierbere” a băii: minereul de fier este încărcat în cuptor și baia este purjată cu oxigen furnizat prin conductele 3. În acest moment, alimentarea cu combustibil și aer a cuptorului este oprită și zgura este îndepărtată.

Pentru a îndepărta sulful, se introduce zgură nouă prin aplicarea de var pe oglinda metalică cu adaos de bauxită pentru a reduce vâscozitatea zgurii. Conținutul în zgură crește și scade.

În perioada de „fierbere”, carbonul este intens oxidat, astfel încât amestecul trebuie să conțină un exces de carbon. În această etapă, metalul este adus la o compoziție chimică predeterminată, gazele și incluziunile nemetalice sunt îndepărtate din el.

Apoi metalul este dezoxidat în două etape. În primul rând, dezoxidarea are loc prin oxidarea carbonului metalului, furnizând simultan dezoxidanți - feromangan, ferosiliciu, aluminiu - în baie. Dezoxidarea finală cu aluminiu și ferosiliciu se realizează în oală, când oțelul este extras din cuptor. După selectarea probelor de control, oțelul este eliberat în oală.

În principalele cuptoare cu focar deschis se topesc oțelurile de structură carbon, oțelurile slab și mediu aliate (mangan, crom), cu excepția oțelurilor și aliajelor înalt aliate, care se obțin în cuptoarele electrice de topire.

Oțelurile de înaltă calitate sunt topite în cuptoare acide cu focar deschis. Se folosește un amestec cu un conținut scăzut de sulf și fosfor.

Principalii indicatori tehnici și economici ai producției de oțel în cuptoare cu focar deschis sunt:

· productivitatea cuptorului - îndepărtarea oțelului din 1 m 2 din suprafața vetrei pe zi (t / m 2 pe zi), în medie 10 t / m 2; R

· consumul de combustibil la 1 tonă de oțel topit, este în medie de 80 kg/t.

Odată cu extinderea cuptoarelor, eficiența economică a acestora crește.

Producția de oțel în convertoare de oxigen.

Procesul BOF - topirea oțelului din fier lichid într-un convertor cu o căptușeală principală și suflare de oxigen printr-o tuieră răcită cu apă.

Primele experimente în 1933-1934 - Creierul.

La scară industrială - în 1952-1953 la fabricile din Linz și Donawitz (Austria) - a fost numit procesul LD. În prezent, metoda este cea principală în producția de masă a oțelului.

Convertorul de oxigen este un vas în formă de pară din tablă de oțel, căptușit cu o cărămidă principală.

Capacitatea convertizorului - 130 ... 350 de tone de fier lichid. În timpul funcționării, convertorul se poate roti 360 ​​0 pentru a încărca resturi, turna fier, scurge oțel și zgură.

Materialele de încărcare ale procesului de transformare a oxigenului sunt fontă lichidă, resturi de oțel (nu mai mult de 30%), var pentru ghidarea zgurii, minereu de fier, precum și bauxită și spat fluor pentru lichefierea zgurii.

Secvența operațiilor tehnologice în fabricarea oțelului în convertoarele de oxigen este prezentată în fig. 2.3.

Fig.2.3. Secvența operațiilor tehnologice în fabricarea oțelului în convertoare de oxigen

După următoarea topire a oțelului, orificiul de evacuare este etanșat cu o masă refractară și căptușeala este inspectată și reparată.

Înainte de topire, convertorul este înclinat, restul de orez este încărcat cu ajutorul mașinilor de umplere. (2.3.a), fonta se toarnă la o temperatură de 1250 ... 1400 0 C (Fig. 2.3.b).

După aceea, convertorul este transformat în poziția de lucru (Fig. 2.3.c), în interior este introdusă o tuyeră răcită și prin ea este furnizat oxigen la o presiune de 0,9 ... 1,4 MPa. Varul, bauxita și minereul de fier sunt încărcate simultan cu începerea suflarii. Oxigenul pătrunde în metal, îl face să circule în convertor și să se amestece cu zgura. Sub tuyeră se dezvoltă o temperatură de 2400 0 C. Fierul se oxidează în zona de contact dintre jetul de oxigen și metal. Oxidul de fier se dizolvă în zgură și metal, îmbogățind metalul cu oxigen. Oxigenul dizolvat oxidează siliciul, manganul, carbonul din metal, iar conținutul lor scade. Metalul este încălzit de căldura degajată în timpul oxidării.

Fosforul este îndepărtat la începutul băii purjând cu oxigen, când temperatura acestuia este scăzută (conținutul de fosfor din fontă nu trebuie să depășească 0,15%). Cu un conținut crescut de fosfor, pentru a-l îndepărta, este necesar să se scurgă zgura și să se introducă una nouă, care reduce performanța convertorului.

Sulful este îndepărtat pe toată durata topirii (conținutul de sulf din fontă ar trebui să fie de până la 0,07%).

Alimentarea cu oxigen este întreruptă atunci când conținutul de carbon din metal corespunde valorii specificate. După aceea, convertizorul este răsucit și oțelul este eliberat în oală (Fig. 2.3.d), unde este dezoxidat prin metoda de precipitare cu feromangan, ferosiliciu și aluminiu, apoi zgura este drenată (Fig. 2.3.d) .

În convertoarele de oxigen se topesc oțelurile cu conținut variat de carbon, fierbinți și calm, precum și oțelurile slab aliate. Elementele de aliere în formă topită sunt introduse în oală înainte ca oțelul să fie introdus în acesta.

Procesul de producere a fierului începe cu topirea fontei, care conține o cantitate semnificativă de carbon (care intră în fontă din cocs sau cărbune folosit pentru topirea minereului). Fonta este foarte dura, dar fragilă. Carbonul poate fi îndepărtat complet din fontă. Fierul forjat rezultat este un material maleabil, dar relativ moale. Se introduce din nou o anumita cantitate de carbon in el si ca rezultat se obtine un otel care are suficienta duritate si in acelasi timp suficienta duritate.

Calculați cantitatea de energie electrică necesară pentru a topi 1 tonă de fontă într-un cuptor electric, dacă acceptăm a) reacția de reducere a fierului în cuptor se desfășoară conform schemei

Toate procesele metalurgice pot fi împărțite în primare și secundare. În cadrul proceselor primare se înțelege extracția metalului din diverse materii prime naturale sau artificiale (procesul în furnal, producția directă a fierului, topirea negru și

În toate procesele de topire, oțelul lichid conține o cantitate mică de oxigen dizolvat (până la 0,1%). În timpul cristalizării oțelului, oxigenul interacționează cu carbonul dizolvat, formând monoxid de carbon (P). Acest gaz (precum și alte gaze dizolvate în oțel lichid) este eliberat din oțel sub formă de bule. În plus, oxizii de fier și impuritățile metalice sunt eliberați de-a lungul granițelor oțelului. Toate acestea conduc la o deteriorare a proprietăților mecanice ale oțelului.

Manganul este extras sub formă de feromangan care conține 85-88% mangan, până la 7% carbon, restul este fier. Topirea feromanganului dintr-un amestec de mangan și minereuri de fier se realizează folosind cărbune ca agent reducător. Ecuația reacției de reducere a MnOz

Când carbonul și impuritățile sunt oxidate, o parte din fierul metalic este oxidat la FeO oxid (deșeuri de metal). Pentru a reduce pierderile de metal, acesta este regenerat, adică redus la fier. În conformitate cu aceasta, în procesul de topire a oțelului, se disting două perioade consecutive - oxidarea și reducerea, care pot fi reprezentate de schemă.

B. Perioada de recuperare a topirii în topirea oțelului cu convertizor de oxigen este separată spațial de perioada de oxidare și are loc după eliberarea oțelului din convertor în oală. Concomitent cu reducerea oxidului de fier FeO în

Procesul tehnologic de prelucrare a minereului de fier, cărbunelui, calcarului și combustibililor hidrocarburi în produsul final poate fi împărțit în 3-4 etape principale, care sunt efectuate separat pentru a obține un anumit produs, care este procesat într-un nou tip de produs la următoarea etapă. Diferitele etape ale procesului pot avea loc în aceeași unitate de proces. Acest lucru va ajuta nu numai la economisirea energiei și a costurilor de transport, ci și la simplificarea procesului. Principalele etape tehnologice în producția de fier și oțel sunt următoarele: pregătirea materiilor prime (cocsificarea cărbunelui, prăjirea calcarului, producerea de sinterizare a minereului de fier și peleți) producerea fontei (topire la furnal, producerea fierului burete prin reducerea directă a fierului) convertoare de oxigen) produse laminate (turnare continuă a semifabricatelor, laminare oțel secțiuni, producție de țevi, forjare).

Primele metale folosite au fost probabil aurul și argintul, deoarece pot fi găsite în natură în stare liberă. Au fost folosite în principal în obiecte decorative. Cuprul a început să fie folosit în jurul anului 8000 î.Hr. pentru fabricarea de unelte, arme, ustensile de bucătărie și bijuterii. În jurul anului 3800 î.Hr., a fost inventat bronzul - un aliaj de cupru și staniu. Ca urmare, omenirea a trecut din epoca de piatră la epoca bronzului. Apoi a fost găsită o metodă de topire a fierului și a început epoca fierului. Pe măsură ce oamenii își acumulau experiența chimică, gama de materiale utile pe care omul a învățat să le obțină prin prelucrarea unei game largi de minereuri s-a extins.

Metodele pirometalurgice de topire a cuprului sunt nepotrivite pentru prelucrarea minereurilor sărace care nu pot fi îmbogățite. În această categorie sunt incluse minereurile oxidate, atât sărace, cât și mai bogate, precum și haldele de minereuri cu sulfuri sărace și sterile de la îmbogățire. Pentru această materie primă se folosesc metode de levigare a cuprului din minereu și extragerea acestuia din soluții prin precipitare a fierului sau electroliză cu anozi insolubili.

Cel mai comun minereu din care se obține cromul este minereul de crom de fier FeCgaO. Calculați conținutul (în procente) de impurități din minereu, dacă se știe că 240 kg de ferocrom (un aliaj de fier cu crom) care conține 65% crom s-au obținut din 1 tonă din acesta în timpul topirii.

Care este conținutul relativ în greutate de fier din acest minereu (în procente) Cât de mult carbon este necesar pentru a topi fierul din

Cu utilizarea complexă a minereurilor sulfurate polimetalice, pentru topirea fierului se obțin diferite metale neferoase, acid sulfuric și oxid de fier. Exemple de utilizare complexă a materialelor naturale, care sunt amestecuri de substanțe organice, sunt cocsificarea cărbunelui cu industriile chimice însoțitoare, prelucrarea petrolului, șisturilor, turbei și lemnului. Din fiecare tip de combustibil se obțin sute de produse. Anterior, când cărbunele era cocs, singurul produs al acestui proces era cocsul, gazul era ars în cuptoare, iar gudronul era aruncat. În prezent, hidrocarburile benzenice, amoniacul, hidrogenul sulfurat și alte obiecte de valoare sunt izolate din gazul cuptorului de cocs.

Topirea sticlei. Sticla poate fi transparentă sau translucidă, incoloră sau colorată. Este un produs de topire la temperaturi ridicate a unui amestec de siliciu (cuarț sau nisip), sodă și calcar. Pentru a obține proprietăți optice și fizice specifice sau neobișnuite, alte materiale (aluminiu, potasiu, borat de sodiu, silicat de plumb sau carbonat de bariu) sunt utilizate ca aditiv la topitură sau ca înlocuitor pentru o parte din soda și calcarul din încărcătură. Topiturile colorate se formează ca urmare a adăugării de oxizi de fier sau crom (galben sau verde), sulfură de cadmiu (portocaliu), oxizi de cobalt (albastru), mangan (magenta) și nichel (violet). Temperaturile la care aceste ingrediente trebuie încălzite sunt peste 1500°C. Sticla nu are un punct de topire specific și se înmoaie la o stare lichidă la o temperatură de 1350-1600 °C. Consumul de energie chiar și în cuptoarele bine proiectate este de aproximativ 4187 kJ/kg de sticlă produsă. Temperatura necesară a flăcării (1800-1950 °C) este atinsă prin arderea gazului amestecat cu aer, încălzit la 1000 °C într-un schimbător de căldură regenerativ, care este construit din cărămizi refractare și încălzit de către produsele de evacuare ale arderii. Gazul este suflat în fluxul de aer cald prin pereții laterali ai capului superior al regeneratorului, care este camera de ardere principală, iar produsele de ardere, după ce degajă căldură masei de sticlă, părăsesc cuptorul și intră în regenerator. situat vizavi. Când temperatura de preîncălzire a aerului de ardere scade semnificativ, fluxurile de aer și de produse de ardere sunt inversate și gazul va fi introdus în fluxul de aer încălzit în regeneratorul opus.

Electrozii corona din precipitatoarele electrostatice verticale sunt un fir rotund subțire, un fir cu vârfuri mici sau un fir cu o secțiune transversală pătrată sau în formă de stea. Datorită faptului că electrozii de descărcare au adesea mai mult de 6 m lungime, firul rotund, deși suficient de subțire pentru a oferi o coroană stabilă, poate să nu fie suficient de puternic, mai ales că este supus vibrațiilor în timpul scuturării. În acest sens, se folosește un fir de un calibru mai mare cu o secțiune transversală sub formă de pătrat sau stea, cu margini ascuțite care asigură formarea unei coroane stabile. Electrozii de sârmă ghimpată sunt preferați în unele precipitatoare electrostatice și, mai recent, au fost utilizați pentru a depune ceața de oxid de fier în fabricarea oțelului cu oxi-combustibil.

Principiul utilizării deșeurilor industriale (utilizarea integrată a materiilor prime, tehnologie fără deșeuri). Transformarea deșeurilor în produse secundare ale producției permite o mai bună utilizare a materiilor prime, ceea ce la rândul său reduce costul de producție și previne poluarea mediului. De exemplu, metalele neferoase, sulful, acidul sulfuric și oxidul de fier (III) sunt obținute din minereurile sulfurate polimetalice în timpul procesării complexe pentru topirea fierului. Utilizarea integrată a materiilor prime este baza pentru combinarea întreprinderilor. În același timp, apar noi industrii care prelucrează deșeurile din întreprinderea principală, ceea ce dă un efect economic ridicat și este un element esențial al chimizării economiei naționale.

Metalele pot fi extrase din minereurile lor direct prin reducere electrolitică sau chimică. Reducerea electrolitică, despre care a fost deja discutată în Sec. 19.6 este folosit la scară industrială pentru a obține cele mai active metale sodiu, magneziu și aluminiu. Metalele mai puțin active cuprul, fierul și zincul sunt produse comercial prin reducere chimică, majoritatea metalelor mai puțin active fiind produse prin reducerea topiturii la temperatură ridicată. Prin urmare, astfel de procese se numesc topire.

Dioxidul de carbon se formează din reducerea oxidului de fier [ecuația (22.20)], precum și din descompunerea calcarului. Dar calcarul joacă un rol în topirea fierului nu numai ca furnizor de dioxid de carbon. Minereul care este recuperat conține de obicei

Când fierul este topit, zgura plutește pe suprafața metalului topit, protejându-l de oxidarea de către aerul care intră. Fierul și zgura rezultate sunt îndepărtate periodic din cuptor. Fierul obținut într-un furnal se numește fontă și conține până la 5% carbon și până la 2% alte impurități, siliciu, fosfor și sulf.

Când fierul este topit într-un furnal, au loc o varietate de procese chimice, în special, reducerea oxidului de fier (III) cu monoxid de carbon (II), care poate fi exprimată prin ecuație

Reacțiile chimice în topirea fierului și a oțelului au loc în principal în soluții. Fierul lichid și oțelul sunt soluții ale diferitelor elemente din fier. În furnalele și cuptoarele de topire a oțelului, acestea interacționează cu zgura lichidă - o soluție de oxizi.

Seleniul și teluriul se găsesc în minerale rare precum C3Se, Pb5e, A25e, Cu2Te, PbTe, A2Te și AuTe, precum și ca impurități în minereurile sulfurate de cupru, fier, nichel și plumb. Din punct de vedere industrial, minereurile de cupru sunt surse importante de extracție a acestor elemente. În timpul arderii lor în timpul topirii cuprului metalic, cea mai mare parte a seleniului și teluriului rămân în cupru. În timpul purificării electrolitice a cuprului, descrisă în Sec. 19.6, impurități precum seleniul și telurul, împreună cu metalele prețioase aur și argint, se acumulează în așa-numitul nămol anodic. Când nămolul anodic este tratat cu acid sulfuric concentrat la aproximativ 400°C, seleniul este oxidat la dioxid de seleniu, care se sublimează din amestecul de reacție.

În unele cazuri (de exemplu, la topirea oțelului pentru transformatoare), este necesar să se obțină o concentrație foarte scăzută de carbon de 0,002-0,003%. Din ecuația de mai sus se poate observa că pentru aceasta este necesară scăderea pco.Utilizarea cuptoarelor cu vid în metalurgia modernă face posibilă topirea fierului și a oțelului cu un conținut minim de carbon.

Când fierul este topit din minereu de fier magnetic, una dintre reacțiile care au loc într-un furnal este exprimată prin ecuația Res04 + CO = ZReO + Oj folosind datele din tabel. 5 aplicații, determină efectul termic al reacției. În ce direcție se va deplasa echilibrul acestei reacții dacă temperatura crește?

Minereu de fier magnetic Oxid de fier Conținut de fier 50-70%, compus în principal din oxid de fier (11, ill) Pb3O, materie primă pentru producția de fier, aditiv în producția de oțel (topire)

U-88. Din 1 tonă de minereu de crom fier, Fe(CrO2)a s-a format în timpul topirii a 240 kg dintr-un aliaj de fier cu crom - ferocrom, care conține 65% crom. Calculați procentul de impurități din minereu.

La topirea oțelurilor cu conținut ridicat de crom de tip Kh18N10T, se formează un craniu deosebit pe suprafața de lucru a căptușelii refractare cu un conținut ridicat de AlA TiO.

Ca rezultat, în cuptor se formează două straturi de lichid - o zgură mai ușoară deasupra și o topitură constând din FeS și U2S (mat) dedesubt. Zgura este drenată, iar mata lichidă este turnată într-un convertor, în care se adaugă un flux și este suflat aer. Convertorul pentru topirea cuprului este similar cu cel folosit pentru producția de oțel, i se furnizează doar aer din lateral (când este furnizat aer de jos, cuprul este puternic răcit și se solidifică). În convertor se formează cuprul topit, sulfura de fier se transformă în oxid, care se transformă în zgură

Conținutul final de sulf în cocsul calcinat din gudronul de ulei Arlan este același ca și în cocsul din reziduul cracat al uleiului Romashkino, adică mai puțin de 1%. Restul indicatorilor sunt practic aceiași, cu excepția conținutului de vanadiu (de 1,5 ori mai mare pentru cocsul Arlan), fier și alte metale. Conținutul crescut de vanadiu în cocsul desulfurat se explică prin conținutul său ridicat în uleiul de Arlan. Din această cauză, un astfel de cocs nu poate fi utilizat în industria aluminiului. La topirea aluminiului, vanadiul, ca și alte metale, este fabricat din cocs

Lucrarea descrie efectul manganului asupra fisurarii sulfurate a otelurilor. Manganul în cantitate de la 1 la 167 o a fost introdus în topire în fier fier cu 0,04% C, în oțel 20 și în oțel U8. Rezultatele cercetării sunt prezentate în tabel. 1.2, din care se poate observa că alierea oțelurilor cu mangan crește susceptibilitatea acestora la fisurare într-un mediu care conține hidrogen sulfurat, iar efectul negativ al manganului depinde de conținutul de carbon din oțel. Deci, efectul negativ al manganului pentru fier, oțel 20 și oțel U8 începe să se manifeste la conținutul său de 3 2 n 1%, respectiv. Efectul negativ al manganului asupra fisurarii otelurilor este asociat de autori cu aparitia

În metalurgie, un aliaj de fier și siliciu, ferosiliciu, este de mare importanță. Este utilizat pentru dezoxidarea multor tipuri de oțel și pentru producerea de feroaliaje siliciu-carbon. Ferosiliciul cu un conținut de 9-17% 51 este topit în furnalele din cuarț, așchii de fier și cocs. Ferosiliciul cu un conținut ridicat de siliciu este un material promițător pentru fabricarea pieselor de echipamente chimice datorită rezistenței sale excepționale la acizi. Este utilizat pe scară largă ca agent reducător în topirea silicomanganului, ferotungstenului, feromolibdenului. Adăugarea de siliciu la oțel sub formă de ferosiliciu în timpul topirii acestuia îi conferă elasticitate și crește rezistența la coroziune.

Unele caracteristici ale unui proces tipic de topire pot fi ilustrate prin reducerea fierului. Topirea continuă a fierului se realizează într-un reactor special numit furnal; reprezentarea sa schematică este prezentată în fig. 22.16. Un amestec de cocs, calcar și minereu zdrobit, care de obicei conține FejO, este încărcat în furnal de sus. (Cocsul este un reziduu solid obținut din cocsificarea combustibililor naturali, în principal a cărbunelui, pentru a îndepărta componentele volatile din aceștia.) Aerul încălzit, uneori îmbogățit cu oxigen, este forțat în cuptor de jos. Pentru a obține 1 tonă de fier sunt necesare aproximativ 2 tone de minereu, 1 tonă de cocs și 0,3 tone de calcar. Un furnal poate produce până la 2000 de tone de fier pe zi. Aerul injectat în cuptor reacționează cu carbonul, formând CO. În acest caz, se eliberează o astfel de cantitate de căldură încât în ​​partea inferioară a cuptorului se dezvoltă o temperatură de ordinul a 1500 ° C. Reducerea fierului metalic poate fi descrisă prin reacții

Câte tone de minereu de fier magnetic, constând din 90% FegOi, pot fi produse prin topirea a 2 tone de fontă brută cu conținut de fier de 93%, dacă randamentul produsului este de 92%

Introducerea siliciului în oțel și fontă este însoțită de formarea de siliciuri de fier (ferosiliciu FeSi). Fonta care conține 15-17% siliciu este rezistentă la acizi. Ferosiliciul este adăugat în oțel în timpul topirii pentru a elimina oxigenul pe care îl conține.

STEIN este un produs intermediar în topirea anumitor metale neferoase (Cu, N1, Pv etc.) din minereurile lor lipidice sz. Sh. - un aliaj de sulfură de fier cu sulfuri ale metalelor obținute (de exemplu, Cu, 8).

Fenomenul de scădere a punctului de topire al soluțiilor este de mare importanță atât în ​​natură, cât și în tehnologie. De exemplu, topirea fontei din minereu de fier este mult facilitată de faptul că punctul de topire al fierului este scăzut cu aproximativ 400 ° C datorită faptului că carbonul și alte elemente se dizolvă în el. Același lucru este valabil și pentru oxizii refractari care alcătuiesc roca sterilă, care împreună cu fluxurile (CaO) formează o soluție (zgură) care se topește la o temperatură relativ scăzută. Acest lucru face posibilă efectuarea unui proces periodic periodic în furnalele înalte, eliberând fontă lichidă și zgură din acestea. ]

Lideri:

A.M. prost

V.F. Kuznetsova

Introducere

De multă vreme ne interesează istoria dezvoltării metalurgiei în regiunea noastră, această istorie este legată în principal de frații Batashov, care dețineau fabrici în raionul nostru. În anii precedenți, am cercetat fabricile lor din Ilev, Snovedi, precum și din regiunile Ryazan și Vladimir. Se știe că la fabricile Batashov a existat un ciclu metalurgic complet: de la exploatarea minereului până la fabricarea produselor din fier. În procesul de studiu a istoriei fabricilor, am fost foarte interesați de dezvoltarea tehnologiei metalurgice și am dedicat această lucrare procesului antic de obținere a fierului.

Dezvoltarea metalurgiei fierului

Primele obiecte de fier cunoscute de arheologi datează din secolul al X-lea î.Hr. Primul fier a fost prețuit foarte scump și nu a fost folosit imediat pentru fabricarea uneltelor. Cea mai veche metodă de obținere a fierului din minereu a fost așa-numita metodă raw-blast, în care minereul de fier și cărbunele sunt încărcate într-un cuptor sau cuptor, în timpul arderii căruia fierul este parțial redus din minereu. Aerul brut, neîncălzit a fost pompat în forjă, de unde și numele tehnicii în sine. Topirea în vatra a minereului de fier zdrobit amestecat cu cărbune avea loc la temperatură ridicată. Pe măsură ce cărbunele ardea, boabele solide de fier, recuperate din minereu, coborau la fundul cuptorului și, atunci când erau sudate, formau un cheag spongios numit kritsa. Pentru compactarea metalului, kritsa înghețată scoasă din forjă a fost forjată în mod repetat, obținându-se o bucată monolitică de fier cu o greutate de până la 5-6 kg. Metalurgia kritsa mărfurilor a primit o formă rotunjită de tort.

Ulterior, în producția de fier, cuptoarele primitive de înflorire au fost înlocuite cu cuptoarele înalte: aceste cuptoare sunt mai mari, mai productive și ating și o temperatură mai ridicată. Produsul furnalului este fonta brută (fier cu un conținut ridicat de carbon), care este apoi prelucrat în fier sau oțel.

Scopurile și obiectivele lucrării

Scopul lucrării: să reconstruiască metoda de producţie a fierului brut în condiţii moderne.

Sarcini:

1) Găsiți minereul necesar pentru a topi fierul.

2) Construiți un cuptor cât mai aproape de eșantioanele antice.

3) Efectuați procesul de topire.

4) Analizați mostrele primite.

Descrierea producției de fier în literatură

Una dintre sursele prin care am restaurat metoda antică de obținere a fierului a fost cartea lui Jules Verne „Insula misterioasă”. Cartea descrie cum mai mulți oameni au ajuns pe o insulă pustie în aceleași haine și și-au creat treptat diverse facilități, inclusiv topirea fierului pentru propriile nevoi.

Metoda lor de topire se numea „catalană”. A constat în următoarele. „Modul catalan în sensul propriu necesită construirea de cuptoare și creuzete în care minereul și cărbunele sunt așezate în straturi.” Dar eroul cărții, inginerul Cyrus Smith, a intenționat să se descurce fără aceste structuri. El a ridicat „o structură cubică de cărbune și minereu și a trimis un jet de aer în centrul acesteia”. „Cărbunele, precum și minereul, erau ușor de colectat în apropiere, direct de pe suprafața pământului. În primul rând, minereul a fost zdrobit în bucăți mici și curățat manual de murdărie. Apoi cărbunele și minereul au fost îngrămădite strat cu strat, așa cum face un cărbune cu un copac pe care vrea să-l ardă. Astfel, sub acțiunea aerului pompat de burduf, cărbunele trebuia să se transforme în dioxid de carbon și apoi în monoxid de carbon, care urma să refac minereul de fier magnetic, adică să ia oxigenul din acesta. Suflarea aerului a fost organizată cu ajutorul blănurilor de focă.

S-a obținut fier, dar „s-a dovedit dificil. A fost nevoie de toată răbdarea, de toată ingeniozitatea coloniștilor pentru a o duce cu succes. Până la urmă a reușit, și s-a obținut un lingou de fier în stare spongioasă, care mai trebuia forjat pentru a elimina zgura lichidă din el. În acest fel, s-a obținut un metal dur, dar utilizabil.”

Am încercat să transpunem în realitate ceea ce a fost descris de Jules Verne. Principala diferență a metodei noastre a fost că am folosit un cuptor.

Procesul de obținere a fierului

Exploatarea minereului

Pe 3 iunie 2010, am plecat să explorăm împrejurimile satului Elizarieva, unde, după cum știam, erau mine de minereu de fier. De la Sarov am ajuns la loc in aproximativ 20 de minute. Ajunși la locul, ne-am dus să căutăm minereu, care ar fi trebuit să fie situat în zona vechilor mine. Am găsit cea mai mare parte a minereului acolo unde nu era iarbă și s-a îndepărtat un strat de pământ (șanțul de stingere a incendiilor) sau a fost bătut (drum). În șanț am găsit majoritatea minereului de diferite dimensiuni, până la 15 * 10 * 10 cm (aproximativ). Practic, minereul era gri și maro. Predomină minereul brun. Am adunat o găleată de minereu. Am văzut și vreo duzină de rămășițe de țevi care erau acoperite și deja acoperite cu iarbă.

O conductă veche lângă satul Elizarieva

Minereu de fier

măcinarea minereului

Am decis să zdrobim minereul la o dimensiune de cel mult 1 cm 3, astfel încât să fie mai ușor să-l topim. Am zdrobit tot minereul din găleată și am obținut aproximativ 3/5 din găleată de minereu zdrobit.

Zidăria cuptorului

Pentru cuptor au fost folosite fragmente de cărămizi de silicat. Așezarea cuptorului a fost efectuată folosind un amestec de ciment și nisip. Am amestecat mortarul și, rând cu rând, am așezat cărămizile în cuptor, fixându-le cu mortar.

Prepararea soluției

Cuptorul nostru

Siguranță

Soba a fost preîncălzită prin arderea lemnelor în ea timp de o oră și jumătate.

Într-un cuptor încălzit, am turnat minereu, iar apoi cărbune, achiziționat dintr-un magazin, în straturi. A trebuit să atingem o temperatură de 900 de grade Celsius, așa că pe lângă condițiile oferite de natură, a trebuit să folosim aspiratoare pentru suflare (imitație de blănuri). Erau două aspiratoare și s-au pornit unul câte unul, lucrând 30 de minute fără pauză. Dar după o oră de topire, cuptorul a început să crape, deoarece cărămida de silicat nu putea rezista la o temperatură atât de ridicată. Dar, în ciuda faptului că s-a crăpat, nu s-a prăbușit în 2 ore și 30 de minute de topire. În timpul procesului de topire, am măsurat temperatura din interiorul cuptorului folosind un dispozitiv special. A variat între 800 și 1300 de grade Celsius. Întregul proces de pregătire a durat 4 ore.

Suflare de aer. În fotografie - Valentina Fedorovna Kuznetsova - amanta aspiratorului

Măsurarea temperaturii folosind un pirometru este efectuată de Alexey Kovalev

Rezultat de topire

După ce am demontat cuptorul a doua zi, am îndepărtat bucăți gri din el cu un luciu metalic slab.

Demontarea cuptorului

Mostre de metal primite

Se pare că a avut loc o reacție metalurgică (înainte și după)

Încercați să forjați metalul rezultat

Urmând metoda descrisă de Jules Verne, probele din metalul rezultat au trebuit să fie forjate. Pentru aceasta, i-am dus la forjă, unde fierarul le-a încălzit într-un cuptor, dar sub ciocanul lui metalul nostru s-a prăbușit. O examinare efectuată într-unul dintre laboratoarele VNIIEF a arătat că substanța rezultată este formată din 20% fier, iar restul oxizi de fier.

Concluzie

Am primit metalul, dar s-a dovedit a fi nepotrivit pentru fabricarea oricăror produse.

Care a fost posibila noastră greșeală? Am postat o descriere a experienței noastre pe Internet și am primit multe comentarii, dintre care unele au fost valoroase.

În special, un utilizator cu porecla 3meys ne-a spus:

„În timpul topirii înflorite din minereu, temperatura ar trebui să fie de ~ 900 de grade și cât mai puțin oxigen nears posibil, astfel încât să nu oxideze metalul înapoi.”

De aici concluzionăm că am avut o temperatură puțin mai mare decât era necesar, iar fierul redus s-a oxidat, ceea ce explică fragilitatea și porozitatea probelor pe care le-am obținut.

Cu toate acestea, credem că ne-am atins obiectivele - am efectuat o topire, în urma căreia a fost efectuat procesul metalurgic. Cu ajutorul experimentului nostru, ne-am apropiat de înțelegerea producției metalurgice antice.

Mulțumiri

Autorul și supraveghetorii ar dori să-i mulțumească lui Aleksey Evgenievich Kovalev, angajaților Institutului de fizică a exploziilor RFNC-VNIIEF, pentru măsurătorile de temperatură cu ajutorul unui pirometru, și lui Mihail Igorevich Tkachenko, pentru analiza de difracție cu raze X a minereului și a metalului.

Bibliografie

1. Mihailov L. (supraveghetori A.M. Podurets, V.F. Kuznetsova). fabricile Unzhensky Batashev. Raport la Școala Khariton Readings, Sarov, 2010.
2. Voskoboynikov V.G., Kudrin V.A., Yakushev A.M. Metalurgie generală. Moscova, 2002.
3. http://erzya.ru/culture/57-krichniki.html
4. Verne J. Insula misterioasă. Minsk, 1984.
5. http://leprosorium.ru/comments/948169.

Aplicație

Comparația tehnologiei de astăzi, în secolele XVII - XVIII (ieri) și a noastră

Exploatarea minereului:

Măcinarea minereului:

Primirea cărbunelui:

Rar se întâmplă să vizitez de două ori aceeași producție. Dar când am fost chemat din nou la Lebedinsky GOK și OEMK, am decis că trebuie să profit de moment. A fost interesant de văzut ce s-a schimbat în 4 ani de la ultima călătorie, în plus, de data aceasta am fost mai echipat și, pe lângă cameră, am luat cu mine și o cameră 4K pentru a vă transmite cu adevărat toată atmosfera. , fotografii arzătoare și atrăgătoare de la GK și magazinele de oțel ale Uzinei Electrometalurgice Oskol.

Astăzi, mai ales pentru un raport despre extracția minereului de fier, prelucrarea, topirea și obținerea produselor din oțel ale acestuia.

Lebedinsky GOK este cea mai mare întreprindere de extracție și procesare a minereului de fier din Rusia și are cea mai mare cariera deschisă de minereu de fier din lume. Fabrica și cariera sunt situate în regiunea Belgorod, nu departe de orașul Gubkin. Întreprinderea face parte din compania Metalloinvest și este principalul producător de minereu de fier din Rusia.

Priveliștea de pe puntea de observație de la intrarea în carieră este fascinantă.

Este cu adevărat uriaș și crește în fiecare zi. Adâncimea carierei Lebedinsky GOK este de 250 m de la nivelul mării sau la 450 m de suprafața pământului (și diametrul este de 4 pe 5 kilometri), apa subterană se infiltrează constant în ea și dacă nu ar fi funcționarea pompelor. , apoi a fost umplut până la vârf într-o lună. Este de două ori inclusă în Cartea Recordurilor Guinness drept cea mai mare carieră pentru extracția mineralelor necombustibile.

Așa arată de la un satelit spion.

Pe lângă Lebedinsky GOK, Metalloinvest include și Mikhailovsky GOK, care este situat în regiunea Kursk. Împreună, cele mai mari două fabrici fac din companie unul dintre liderii mondiali în extracția și prelucrarea minereului de fier din Rusia și în primele 5 din lume în producția de minereu de fier comercializabil. Rezervele totale explorate ale acestor centrale sunt estimate la 14,2 miliarde de tone conform clasificării internaționale JORC, care garantează o perioadă de funcționare de aproximativ 150 de ani la nivelul actual de producție. Așa că minerii și copiii lor vor avea locuri de muncă pentru o lungă perioadă de timp.

Vremea de data aceasta nu a fost nici insorita, pe alocuri chiar a burnituit, ceea ce nu era in planuri, dar din asta fotografiile au iesit si mai contrastante).

Este de remarcat faptul că chiar în „inima” carierei se află o zonă cu rocă sterilă, în jurul căreia s-a extras deja tot minereul care conține fier. Timp de 4 ani, aceasta a scăzut considerabil, deoarece acest lucru împiedică dezvoltarea ulterioară a carierei și, de asemenea, este dezvoltată sistematic.

Minereul de fier este încărcat imediat în trenuri feroviare, în vagoane speciale armate care transportă minereu din carieră, se numesc vagoane basculante, capacitatea lor de transport este de 120 de tone.

Straturi geologice prin care se poate studia istoria dezvoltării Pământului.

Apropo, straturile superioare ale carierei, formate din roci care nu conțin fier, nu merg la groapă, ci sunt prelucrate în piatră zdrobită, care este apoi folosită ca material de construcție.

Mașinile uriașe de la înălțimea punții de observație nu par mai mult decât o furnică.

Această cale ferată, care leagă cariera de uzine, transportă minereul pentru prelucrare ulterioară. Această poveste va fi mai departe.

În carieră funcționează o mulțime de echipamente diverse, dar cele mai vizibile, desigur, sunt basculantele de mai multe tone Belaz și Caterpillar.

Apropo, acești giganți au aceleași numere de înmatriculare ca și mașinile obișnuite și sunt înmatriculați la poliția rutieră.

Într-un an, atât instalațiile miniere, cât și cele de procesare incluse în Metalloinvest (Lebedinsky și Mikhailovsky GOK) produc aproximativ 40 de milioane de tone de minereu de fier sub formă de concentrat și minereu de sinter (acesta nu este volumul producției, ci minereu deja îmbogățit, adică , separat de roca steril). Astfel, se dovedește că, în medie, aproximativ 110 mii de tone de minereu de fier îmbogățit sunt produse pe zi la două uzine miniere și de procesare.

Acest Belaz transportă până la 220 de tone de minereu de fier la un moment dat.

Excavatorul dă un semnal și dă înapoi cu grijă. Doar câteva găleți și corpul uriașului este umplut. Excavatorul dă din nou un semnal și autobasculantul pleacă.
Acest excavator Hitachi, care este cel mai mare din carieră, are o capacitate de cupă de 23 de metri cubi.

„Belaz” și „Caterpillar” alternează. Apropo, un autobasculant de import transportă doar 180 de tone.

În curând șoferul Hitachi va fi interesat de această grămadă.

Textura interesantă în minereu de fier.

În fiecare zi, 133 de unități din echipamentul minier principal (30 de basculante grele, 38 de excavatoare, 20 de burstanks, 45 de unități de tracțiune) lucrează în cariera Lebedinsky GOK.

Belaz sunt mai mici

Exploziile nu au putut fi văzute, iar mass-media sau bloggerii au voie să le vadă din cauza standardelor de siguranță.O astfel de explozie se face o dată la trei săptămâni. Toate echipamentele și muncitorii, conform standardelor de siguranță, sunt scoase din carieră înainte de aceasta.

Ei bine, atunci basculantele descarcă minereul mai aproape de calea ferată chiar acolo în carieră, de unde alți excavatoare îl încarcă în basculante, despre care am scris mai sus.

Apoi minereul este transportat la uzina de procesare, unde cuarțitele feruginoase sunt zdrobite și roca sterilă este separată prin separare magnetică: minereul este zdrobit, apoi trimis într-un tambur magnetic (separator), la care, în conformitate cu legile fizicii , toate bețișoarele de fier, și nu fierul este spălat cu apă. După aceea, peleții și HBI sunt fabricate din concentratul de minereu de fier obținut, care este apoi folosit pentru topirea oțelului.

În imagine este o moară care macină minereu.

Există astfel de băutori în ateliere, la urma urmei, aici este cald, dar nu există nicio cale fără apă.

Amploarea atelierului în care minereul este zdrobit în butoaie este impresionantă. Minereul se macină în mod natural în timp ce pietrele se lovesc una pe cealaltă în timp ce se învârt. Aproximativ 150 de tone de minereu sunt plasate într-un tambur cu un diametru de șapte metri. Există și tobe de 9 metri, performanța lor este aproape dublă!

Ne-am dus pentru un minut la panoul de control al magazinului. Aici este destul de modest, dar tensiunea se simte imediat: dispecerii lucrează și controlează procesul de lucru pe panourile de control. Toate procesele sunt automatizate, astfel încât orice intervenție, fie că este oprirea sau pornirea oricăruia dintre noduri, trece prin ele și cu participarea lor directă.

Următorul punct al traseului a fost complexul celei de-a treia etape a magazinului pentru producția de fier brichetat la cald - TsGBZH-3, care, după cum ați ghicit, produce fier brichetat la cald.

Capacitatea de producție a HBI-3 este de 1,8 milioane de tone de produse pe an, capacitatea totală de producție a companiei, luând în considerare etapele 1 și 2 pentru producția de HBI, a crescut la un total de 4,5 milioane de tone pe an.

Complexul TsGBZH-3 ocupă o suprafață de 19 hectare și include aproximativ 130 de facilități: stații de filtrare a loturilor și a produselor, trasee de transport și transport peleți oxidați și produse finite, sisteme de etanșare inferioară a gazelor și sisteme de desprăfuire HBI, rafturi pentru conducte, reducerea gazelor naturale. stație, stație de gaz de etanșare, substație electrică, reformator, compresor de gaz de proces și alte facilități. Furnalul propriu-zis, cu o înălțime de 35,4 m, este amplasat într-o structură metalică cu opt niveluri, înaltă de 126 de metri.

De asemenea, în cadrul proiectului, au fost modernizate și instalațiile de producție asociate - o instalație de concentrare și o instalație de peletizare, care au asigurat producția de volume suplimentare de concentrat de minereu de fier (cu un conținut de fier de peste 70%) și de mare- pelete de calitate superioara.

Producția HBI este astăzi cea mai ecologică modalitate de a obține fier. În timpul producției sale, nu se formează emisii nocive asociate cu producția de cocs, sinter și fontă, în plus, nu există deșeuri solide sub formă de zgură. În comparație cu producția de fontă, consumul de energie pentru producția de HBI este cu 35% mai mic, emisiile de gaze cu efect de seră sunt cu 60% mai mici.
HBI este produs din pelete la o temperatură de aproximativ 900 de grade.

Ulterior, prin matriță se formează brichete de fier sau așa cum se mai numește și „presă de brichete”.

Iată cum arată produsul:

Ei bine, acum hai să facem puțin plajă în magazinele fierbinți! Aceasta este Uzina Electrometalurgică Oskol, cu alte cuvinte OEMK, unde oțelul este topit.

Nu te poți apropia, căldura se simte palpabil.

La etajele superioare, supa fierbinte, bogată în fier, se amestecă cu o oală.

Lucrătorii de oțel rezistent la căldură sunt angajați în acest lucru.

Ușor ratat momentul turnării fierului într-un recipient special.

Și aceasta este supă de fier gata preparată, vă rog să veniți la masă înainte să se răcească.

Și încă unul la fel.

Și mergem mai departe pe linie. În imagine puteți vedea mostre de produse din oțel pe care le produce fabrica.

Producția de aici este foarte impresionantă.

Într-unul dintre atelierele fabricii se produc astfel de țagle de oțel. Lungimea acestora poate ajunge de la 4 la 12 metri, în funcție de dorințele clienților. Fotografia prezintă o mașină de turnare continuă cu 6 fire.

Aici puteți vedea modul în care semifabricatele sunt tăiate în bucăți.

În următorul atelier, semifabricatele fierbinți sunt răcite cu apă la temperatura dorită.

Și așa arată produsele deja răcite, dar neprocesate încă.

Acesta este un depozit unde sunt amplasate astfel de semifabricate.

Și aceștia sunt arbori grei de mai multe tone pentru fierul de laminat.

În atelierul adiacent al OEMK, barele de oțel de diferite diametre, care au fost laminate în atelierele anterioare, sunt strunite și lustruite. Apropo, această fabrică este a șaptea cea mai mare întreprindere din Rusia pentru producția de oțel și produse din oțel.

După lustruire, produsele sunt într-un atelier vecin.

Un alt atelier, unde are loc strunjirea și lustruirea produselor.

Așa arată ele crude.

Pliere tije lustruite împreună.

Și depozitare cu o macara.

Principalii consumatori de produse din oțel OEMK pe piața rusă sunt întreprinderile din industria auto, construcții de mașini, țevi, feronerie și rulmenți.

Ca niște bare de oțel bine pliate).

OEMK folosește tehnologii avansate, inclusiv reducerea directă a fierului și topirea cu arc electric, ceea ce asigură producerea de metal de înaltă calitate cu un conținut redus de impurități.

Produsele din oțel OEMK sunt exportate în Germania, Franța, SUA, Italia, Norvegia, Turcia, Egipt și multe alte țări.

Fabrica produce produse utilizate de cei mai mari producători auto din lume precum Peugeot, Mercedes, Ford, Renault, Volkswagen. Ei fac rulmenți pentru aceleași mașini străine.

La cererea clientului, pe fiecare produs este lipit un autocolant. Numărul de căldură și codul gradului de oțel sunt ștampilate pe autocolant.

Capătul opus poate fi marcat cu vopsea, iar etichetele cu numărul contractului, țara de destinație, calitatea oțelului, numărul de căldură, dimensiunea în milimetri, numele furnizorului și greutatea pachetului sunt atașate fiecărui pachet pentru produsele finite.

Vă mulțumesc că ați citit până la sfârșit, sper că v-a plăcut.
Mulțumiri speciale campaniei Metalloinvest pentru invitație!

Faceți clic pe butonul pentru a vă abona la Cum se face!