1. Структуры металлургических предприятий.

Современное металлургическое предприятие с полным циклом, включает все основные металлургические производства: доменное, сталеплавильное и прокатное. Готовая продукция выпускается в виде проката (листовых и сортовых профилей, труб и профилей специального назначения), а также полуфабрикатов (твердого чугуна в чушках, стальных слитков, непрерывнолитых или катаных заготовок).

Основными цехами металлургического предприятия являются: доменные, сталеплавильные, прокатные и трубопрокатные. В состав многих предприятий входят также дробильно-сортировочные, коксохимические, агломерационные цехи и цехи по производству окатышей, которые, хотя и относятся к основным цехам, но играют подсобную роль; как правило, их мощность и структура определяются производительностью доменного цеха. Существуют также металлургические предприятия, которые имеют большое и сложное хозяйство по обогащению руды и угля, а иногда и по добыче руды.

Вспомогательные цехи предназначены для обслуживания основных цехов и обеспечения их бесперебойной работы. В эту группу входят энергетические, огнеупорные, транспортные, ремонтные и другие цехи.

Исходным сырьем металлургического предприятия являются: железная руда, каменный уголь, флюсы (известняк и доломит).

Производство чугуна состоит из двух основных этапов: подготовки шихтовых материалов к доменной плавке и собственно выплавки в доменном цехе.

Шихтовыми материалами (шихтой) доменной плавки являются железосодержащие материалы (руда, агломерат, окатыши и металлодобавки), кокс и флюсы.

Показателями качества железосодержащих материалов являются: содержание железа, состав и свойства пустой породы, содержание вредных примесей, химический состав, восстановимость, кусковатость, прочность, пористость и влажность.

Руду, как правило, обогащают, получая при этом тонкоизмельченный железорудный концентрат, который вместе с мелкокусковыми и пылеватыми рудами подвергают усреднению, а затем окускованию с получением агломерата или окатышей. В доменной плавке используют агломерат крупностью 5—50 мм, а окатыши крупностью 10—15 мм; объемная масса агломерата и окатышей составляет соответственно 1,6—1,7 и 2,1—2,2 т/м³.

Окускование сырья способствует повышению газопроницаемости столба шихтовых материалов в доменной печи, улучшению восстановительной способности газового потока, ровному ходу печи, уменьшению расхода топлива, удалению серы, уменьшению выноса газовым потоком мелких фракций шихты из доменной печи. В результате окускования сырья значительно увеличивается производительность доменных печей, сокращается расход кокса и повышается качество чугуна.

Неизбежной примесью руд является пустая порода, состоящая из кремнезема, глинозема, извести и магнезии. При выплавке чугуна эта порода образует шлак. Примеси руд делят на полезные (марганец, хром, никель, ванадий, вольфрам, молибден и др.) и вредные (серу, фосфор, мышьяк, цинк, свинец и др.).

Для ведения доменной плавки используют кокс, который является топливом и восстановителем. Качество кокса опреде­ляется химическим составом и физико-механическими свойствами и зависит от свойств исходных углей и технологии коксования. Кокс должен иметь куски не менее 20—40 мм.

Флюсы, применяемые в доменной плавке, служат для придания легкоплавкости пустой породе руды, ошлаковывания золы кокса и получения жидкоподвижного шлака с высокой серопоглотительной способностью. В качестве флюса обычно применяют известняки. Флюсы содержатся в офлюсованном агломерате и окатышах. Флюс может вводиться и непосредственно в доменную печь. В зависимости от способа введения флюсов в плавку к ним предъявляют различные требования по прочности и кусковатости. Так, для агломерации необходим мелкий (<3 мм) непрочный флюс, а для доменной плавки — кусковой и высокопрочный. Флюсы составляют 3—6 % от массы шихты.

Для ускорения восстановительных процессов, протекающих в печи, а также с целью снижения расхода дорогостоящего и дефицитного кокса наряду с улучшением качества подготовки материалов к плавке используют высокотемпературный нагрев дутья в сочетании с обогащением дутья кислородом и вдуванием в горн печи различных видов топлива (природного газа, мазута или тонкоизмельченного угля), а также повышенное давление газа под колошником печи.

Продуктами доменной плавки являются жидкие чугун (передельный или литейный) и шлак, а также доменный (колошниковый) газ. Передельный чугун идет на переработку в сталь, литейный — для получения литых деталей, шлак — на переработку в различные строительные материалы, а газ после очистки используют в качестве топлива в цехах металлургического пред­приятия, в том числе и в доменном цехе.

В зависимости от сортамента выпускаемой прокатной продукции различают предприятия с листовой, сортовой и смешанной специализацией.

При выплавке стали используют жидкий чугун, а также стальной лом (скрап), флюсы, раскислители и другие металлодобавки. Жидкую сталь разливают в изложницы или на машинах непрерывного литья заготовок. Полученные слитки (заготовки) являются исходной продукцией при производстве проката.

К металлургическому оборудованию предъявляют ряд общих требований: надежная, безаварийная работа; высокая производительность и долговечность; возможность удобного обслуживания; проведение скоростных ремонтов; максимально возможная автоматизация.

Характерным для металлургического оборудования является его индивидуальность, а нередко и уникальность большинства его видов, высокая интенсивность работы в тяжелых эксплуатационных условиях; а также необходимость автоматического управления многими типами машин и агрегатов в связи со специфическими условиями их работы.