1.Металлургические производства с полным циклом.

Структура металлургического предприятия с полным циклом производства. Современная черная металлургия базируется на двух стадийном способе получения стали 1 Восстановление железа из железных руд, а в настоящие время из продуктов их подготовки, т.е. из агломерата и окатышей с получением высоко углеродного сплава-чугуна. 2 Рафинирование чугуна в сталеплавильном агрегате с получением низко углеродного сплава-стали. Несмотря на кажущуюся нелогичность, заключающейся в том, что первая стадия является восстановительным процессом, а вторая окислительным - это схема оказалась наиболее экономичной и производительной.

В основе специализации и кооперации современного предприятия с полным циклом производства, базирующегося на двух стадийной схеме, лежит объединение следующих цехов, заводов, производства. КР - шахты и угольные разрезы для добычи каменного угля. УОФ - углеобогатительные фабрики для первичного дробления и обогащения каменного угля. КХП - коксохимическое производство или заводы с угольными складами, цехами по подготовки угольной шахты, коксовыми цехами и цехами улавливания и переработки химических продуктов коксования. ЖР - карьеры раскрытая разработка и шахты подземная разработка по добыче железных руд. ГОП - горно-обогатительное производство, которое может быть в виде отдельного предприятия ГОК - горно-обогатительного комбината.

Преимущества мини-заводов в ряде случаев неоспоримо.    Мини-заводы позволяют достичь предельного снижения удельных показателей:      • по капиталоемкости;      • по энергозатратам;      • по расходу материалов на единицу готовой продукции;      • по инфраструктуре и кадрамй;      • по срокам ввода в эксплуатацию.    Это становится возможным за счёт модульного принципа построения оборудования и технологического процесса. Кроме того упрощается размещение предприятия в непосредственной близости к потребителям, что существенно снижает транспортные расходы.    Мини-завод позволяет использовать в качестве основного шихтового материала стальной лом, образующийся непосредственно в регионе расположения предприятия.    Мини-завод обладает:      • компактной планировкой и, соответственно, размещением на ограниченных площадях;      • простотой организационной структуры.    Предпочтительным направлением деятельности металлургического мини-завода является выпуск мелкосортного проката (круга, квадрата, шестигранника с характерным размером до 40 мм), деталепрокатное производство (выпуск шаров, заготовок осей, валов, звёздочек, зубчатых колёс и т. п.), а также производство товарной непрерывнолитой сортовой заготовки.

3. Кинетика химических реакций металлургических процессов. Энергия активации.

Важным понятием химической кинетики является скорость химической реакции. Эта величина определяет, как изменяется концентрация компонентов реакции с течением времени. Скорость химической реакции — величина всегда положительная, поэтому если она определяется по исходному веществу (концентрация которого убывает в процессе реакции), то полученное значение домножается на −1 и делится на 693,53 Например для реакции

 скорость можно выразить так:

Закон действующих масс, согласно которому скорость химической реакции в каждый момент времени пропорциональна концентрациям реагентов, возведённым в некоторые степени. Кроме концентрации на скорость химической реакции оказывают влияние следующие факторы: природа реагирующих веществ, наличие катализатора, температура (правило Вант-Гоффа) и площадь поверхности раздела фаз.

Энергия активации— минимальное количество энергии, которое требуется сообщить системе (выражается в джоулях на моль), чтобы произошла реакция.

Уравнение Аррениуса устанавливает связь между энергией активации и скоростью протекания реакции:

,

где k — константа скорости реакции,   — фактор частоты для реакции,   — универсальная газовая постоянная,   — температура в кельвинах.

С повышением температуры растёт вероятность преодоления энергетического барьера.

Для количественного описания температурных эффектов в химической кинетике для приближённых вычислений кроме уравнения Аррениуса используют правило Вант-Гоффа: повышение температуры на 10 К увеличивает для большинства реакций скорость в 2-4 раза. Математически это означает, что скорость реакции зависит от температуры степенным образом:

где   — температурный коэффициент скорости (его значение лежит в интервале от 2 до 4). Правило Вант-Гоффа является весьма грубым и применимо только в очень ограниченном интервале температур: от 10 до 400 ˚С, а также при энергии активации от 60 до 120 кДж/моль. Правило Вант-Гоффа не работает с крупными молекулами.