1 . Несчитая дерева и земельных ресурсов, получим что в белорусии есть (http://pandia.Org/text/77/471/32009.Php) или Железные руды
Месторождения железных руд (Новоселковского, Околовське) приурочены к докембрийских пород Белорусского кристаллического массива, а именно - фундамента Белорусской антеклизы, где есть магматические и метаморфические железняки. Первые связаны с интрузиями габбро - норито и представлены ильменит - магнетитовыми рудами, вторые - магнетитовыми кварцитами. Наиболее изученным и значительным по запасам является Околовське месторождение железистых кварцитов. Месторождение представлено рудной зоной (длина 10 км, мощность до 140 м), составленной рудными телами железистых кварцитов мощностью до 35 м. Запасы месторождения 530 млн. т до глубины 700 м. Содержание железа в рудах низкий - в среднем 30%, руды хорошо обогащаются. При годовой производительности рудника в 14 млн. т из руды можно получать по 3,5 млн. т магнетитового концентрата ежегодно в течение 30 лет. От глубины 250 м в рудах отмечаются промышленные концентрации Fe. Новоселковского месторождение представлено рудной зоной (длина 1200 м, мощность до 180 м), составленной пятью рудными телами (мощность до 27 м), залегающих на глубине 150 м. Руды ильменит - магнетитовые, среднее содержание Fe 35,7%. Запасы железных руд (до глубины 700 ммлн т.
6. Алюминиевая и содовая сырье
На территории Припятского прогиба обнаружены залежи давсонитових руд, содержащих глинозем и соду - комплексную сырье для получения алюминия и кальцинированной соды. Глубина залегания рудных м. Рациональным методом их добычи является подземное выщелачивания.
7. Редкие металлы
В породах кристаллического фундамента Беларуси является месторождение редкоземельных - бериллиевых руд. По условиям залегания рудные тела доступны для открытой разработки. Руды этого месторождения могут служить сырьем для производства бериллия и редкоземельных элементов иттриевой группы, а породы скального вскрыши и мижрудни слои - для производства минеральных волокон и щебня.
Горнохимическое сырье на территории Беларуси представлена ??калийными и каменными солями ( Старобинское, Петриковское, Мозырский, Давыдовский месторождения), фосфоритами (месторождения Мстиславль, Лобкович) приуроченными к Припятского прогиба. Две толщи пизньодевонськои суток (фаменська - до 3000 м, Франского - до 1100 м) сложены соляными горизонтами мощностью от 1 до 40 м. Пласты каменной соли составлены прослойками Галит и карбонатно-глинисто-ангидритовых породой. Запасы калийных солей 7,8 млрд. тонн.
2. в машиностроение входит Прозводство всех видов технки легкой и тяжелой также электронной и точых приборов ( примеры машины станки транспорт радеотехника и сельхоз приборы бытовые и многое что связано с техникой.)
Металлургические это добыча переработка сырья в готовые изделия нуждающиеся или нет в дальнейшей обработке. Вообщем литье и производства сырья из металла.( http://allby.tv/article/4051/ministerstvo-promyishlennosti)
3. Материаловедение - прикладная наука, изучающая взаимосвязи между составом, строением и свойствами металлов и сплавов в различных условиях.
Изучение этой дисциплины позволяет осуществить рациональный выбор материалов для конкретного применения. Металловедение - постоянно развивающаяся наука, непрерывно обогащающаяся за счёт разработки новых сталей и сплавов, в свою очередь стимулирующих прогресс во всех областях науки и техники.
Как наука материаловедение насчитывает около 200 лет, несмотря на то, что человек начал использовать металлы и сплавы ещё за несколько тысячелетий до нашей эры. Только в 18 веке появились отдельные научные результаты, позволяющие говорить о начале осмысленного изучения всего того, что накопило человечество за всё время использования метал
Заметную роль в изучении природы металлов сыграли исследования французского учёного Реомюра (1683-1757). Ещё в 1722 году он провёл исследование строения зёрен в металлах. Англичанин Григнон ещё в 1775 году обратил внимание на то, что при затвердевании железа образуется столбчатая структура. Ему принадлежит известный рисунок дендрита, полученного при медленном затвердевании литого желе.
В России первым, кто начал научно осмысливать проблемы металлургии и литейного дела, был М.В. Ломоносов (1711-1765). Им написано учебное руководство «Первые основания металлургии рудных дел», в котором он, описывая металлургические процессы, постарался открыть их физико-химическую сущность.
Заметных успехов металловедение достигло лишь в 19 веке, что связано в первую очередь с использованием новых методов исследования структуры металла. В 1831 году П.П. Аносов (1799-1851) провёл исследование металла на полированных и протравленных шлифах, впервые применив микроскоп для исследования стали. Значительный вклад в развитие металловедения внесли работы русского учёного-металлурга П. П. Аносова (1799-1851), английских ученых Сорби и Роберта Аустена (1843-1902), немца А. Мартенса (1850-1914), Трооста и американца Э. Бейна (1891-1974), которые, каждый в своё время, рассматривая под микроскопом и фотографируя структуры, установили существование структурных превращений в сталях при их непрерывном охлаждении.
В 1873-1876 г.г Гиббс изложил основные законы фазового равновесия и, в частности, правило фаз, основываясь на законах термодинамики. Для решения практических задач знание фазового равновесия в той или иной системе необходимо, но не достаточно для определения состава и относительного количества фаз. Обязательно знать структуру сплавов, то есть атомное строение фаз, составляющих сплав, а также распределение, размер и форму кристаллов каждой фаз.
|
Создание научных основ металловедения по праву принадлежит Чернову Д.К. (1839 – 1903), который установил критические температуры фазовых превращений в сталях и их связь с количеством углерода в сталях. Этим были заложены основы для важнейшей в металловедении диаграммы состояния железоуглеродистых сплавов.
Открытием аллотропических превращений в стали, Чернов заложил фундамент термической обработки стали. Критические точки в стали, позволили рационально выбирать температуру ее закалки, отпуска и пластической деформации в производственных условиях.
В своих работах по кристаллизации стали, и строению слитка Чернов изложил основные положения теории литья, не утратившие своего научного и практического значения в настоящее время.
Разработка в 1902 году американскими учёными Ф. Тейлором и М. Уайтом быстрорежущей стали произвела переворот в машиностроении. Резко возросла производительность механической обработки, появились новые быстроходные станки и автоматы.
В 1906 году немецкий исследователь А. Вильм создал высокопрочный сплав алюминия с медью – дуралюмин, прочность которого в результате старения в несколько раз превышала прочность технического алюминия и других алюминиевых сплавов при сохранении достаточного запаса пластичности. Использование дуралюмина в самолётостроении на многие годы определило прогресс в этой области техники.
Немецким инженером заводов Круппа Мауэром и профессором Штраусом в 1912 году была получена хромоникелевая аустенитная нержавеющая сталь, а в 1912году Бренли – ферритная нержавеющая сталь.
20 век ознаменовался крупными достижениями в теории и практике материаловедения: были созданы высокопрочные материалы для деталей и инструментов, разработаны композиционные материалы, открыты сверхпроводники, применяющиеся в энергетике и других отраслях техники, открыты и использованы свойства полупроводников. Одновременно совершенствовались способы упрочнения деталей термической и химикотермической обработкой. Огромное значение для развития отечественного материаловедения в наше время имели работы А.А. Бочарова, Г.В. Курдюмова, В. Д. Садовского и В. А. Каргина.
Определение атомного строения фаз стало возможным после открытия Лауэ (1912 г), показавшего, что атомы в кристалле регулярно заполняют пространство, образуя пространственную дифракционную решетку, и что рентгеновские лучи имеют волновую природу. Дифракция рентгеновских лучей на такой решетке дает возможность исследовать строение кристаллов.
В последнее время для структурного анализа, кроме рентгеновских лучей, используют электроны и нейтроны. Соответствующие методы исследования называются электронографией и нейтронографией. Электронная оптика позволила усовершенствовать микроскопию. В настоящее время на электронных микроскопах полезное максимальное увеличение доведено до 100 000 раз.
В пятидесятых годах, когда началось исследование природы свойств металлических материалов, было показано, что большинство наиболее важных свойств, в том числе сопротивление пластической деформации и разрушению в различных условиях нагружения, зависит от особенностей тонкого кристаллического строения. Этот вывод способствовал привлечению физических теорий о строении реальных металлов для объяснения многих непонятных явлений и для конструирования сплавов с заданными механическими свойствами. Благодаря теории дислокаций, удалось получить достоверные сведения об изменениях в металлах при их пластической деформации.
4 Доменные печи предназначены для выплавки чугуна. Исходными материалами доменного производства являются железные руды, топливо и флюсы. Все эти материалы, загружаемые в доменную печь, называются шихтой.
Железные руды содержат Fe в виде различных химических соединений, а также пустую породу. Железо в рудах может находиться в виде различных окислов, гидрокарбонатов, карбонатов и других соединений. Пустая порода состоит, главным образом, из кремнезёма - SiO2 , глинозёма - Al2O3 , а также окислов Ca, Mg и других соединений. В руде также содержатся вредные примеси: – фосфор – P и сера - S.
В зависимости от химического соединения, которым железо представлено в руде, железные руды подразделяются на красный железняк, магнитный железняк, бурый железняк и шпатовый железняк.
Красный железняк (или гематит) содержит железо в виде Fe2O3 . Обычно содержание Fe в гематите 45-60%. Это основная руда в РФ.
Магнитный железняк (магнетит) содержит железо в виде магнитного окисла Fe3O4. Содержание железа в такой руде может достигать 70%. Магнитный окисел встречается либо в чистом виде, либо с примесью серы (железный колчедан), либо с примесью фосфора (апатиты).
Бурый железняк содержит в себе водную окись железа - 2Fe2O3·3Н2O. Содержание железа в этой руде достигает 20%.
Шпатовый железняк содержит железо в виде карбоната FeСO3. Содержание железа в этой руде составляет 30-40%.
Руда, содержащая до 50% железа, считается бедной, а свыше 50% - богатой.
Для получения специальных чугунов - ферросплавов используют марганцевые, хромовые, а также комплексные руды, которые содержат несколько металлов в виде окислов и других химических соединений.
Топливом для доменной плавки служит кокс. Иногда в целях экономии часть кокса заменяют природным газом или мазутом.
Флюсом при выплавке чугуна в доменных печах служит известняк - CaСO3 или доломитизированный известняк, содержащий CaСO3 и MgСO3.
Основными продуктами доменной плавки являются чугуны различного состава:
- передельные чугуны, которые предназначены для передела в сталь;
- литейные чугуны, которые используются для изготовления чугунных отливок;
- ферросплавы, т.е. чугуны с повышенным содержанием тех или иных металлов, которые используются для выплавки легированных сталей, а также для раскисления углеродистых сталей. (Например, ферромарганец, ферросилиций и др.).
5 Доменная печь — домна (рис. 13) является шахтной печью непрерывного действия. Она имеет форму двух усеченных конусов, сложенных широкими основаниями, между которыми находится цилиндрическая часть, называемая распаром.
Верхняя (узкая) часть печи называется колошником. Колошник имеет засыпной аппарат для загрузки шихты (руды, топлива, флюсов) и газоотводные трубы, по которым из доменной печи отводятся газы, называемые доменными или колошниковыми. Часть печи между колошником и распаром называется шахтой. Часть печи, обращенная усеченным конусом вверх и поддерживающая шихту в распаре вместе с шихтой и колошником, носит название заплечиков. В этой части печи происходит довольно резкое сокращение объема загружаемых материалов в результате выгорания кокса и образования жидких продуктов плавки.
Нижняя часть печи, имеющая форму цилиндра, в которой скапливаются продукты плавки — жидкий чугун и шлак, — называется горном. В горне имеются радиально расположенные на одинаковом расстоянии друг от друга отверстия (10—16, в зависимости от размера домны). В эти отверстия вставлены из красной меди, бронзы или алюминия трубы с двойными стенками. Эти отверстия носят название фурмы. Через фурмы вдувается вентилятором или воздуходувными машинами нагретый в воздухонагревателях (кауперах) горячий воздух. Фурмы охлаждаются водой, циркулирующей в пространстве между стенками труб.
Рис. 13. Доменная печь с полезным объемом 1300 м3
|
Внизу горна расположены отверстия для выпуска чугуна — чугунная летка, и для выпуска шлака —шлаковая летка. Нижняя часть, или дно, горна называется лещадью. Лещадь опирается на железобетонный фундамент печи. Стенки доменной печи выложены огнеупорным шамотным кирпичом. Огнеупорная кладка печи заключена в стальной кожух, который изготовляют из склепанных или сваренных между собой листов. Для повышения стойкости огнеупорной кладки производится охлаждение ее с помощью металлических холодильников, в которых циркулирует вода.
В настоящее время черная металлургия оснащается в основном крупными высокопроизводительными доменными печами. Современные доменные печи снабжаются устройствами автоматического контроля. Эти устройства контролируют, регулируют и регистрируют основные параметры доменного процесса.
Сейчас полностью автоматизированы такие основные участки работы доменной печи, как подача руды, контроль уровня засыпки шихты, регулирование температуры дутья, влажности воздуха, давления газа, нагрев воздухонагревателей. Ряд приборов показывает содержание углекислоты в колошниковом газе, его температуру и т. д.
В нашей стране строится самая мощная в мире доменная печь объемом более 2000 м3 и годовой производительностью более 1 млн. т. В этой печи предусмотрена комплексная автоматизация выгрузки. Обычные вагон-весы заменены системой пластинчатых транспортеров. Регулирование количества и запаса шихты, а также режимов загрузки осуществляется программным устройством. Вместо вскрытия чугунной летки электросверлом будет применяться дистанционное управление этим процессом. Разливка чугуна и шлака также механизируется.
6 Сталь отличается от чугуна меньшим содержанием углерода и неизбежных примесей — кремния, марганца, серы и фосфора. Она хорошо обрабатывается давлением, имеет более высокую прочность и пластичность, чем чугун. Основным сырьем для получения стали служат предельный чугун и металлический лом. Сущность процесса переработки чугуна в сталь заключается в уменьшении содержания в чугуне примесей путем их окисления. В настоящее время сталь производится следующими основными способами: конвертерным, мартеновским и электросталеплавильным. Производство стали в конвертерах. Конвертер для производства стали представляет собой сосуд грушевидной формы, вращающийся стали, вращающийся на полуосях (цапфах). Кожух конвертера изготовляется из листовой стали и выкладывается внутри огнеупорным кирпичом. Схема получения стали в конвертере приведена на рисунке.
а-заливка чугуна; 1-жидкий чугун; 2-конвертер; 3-полуоси; 4-днище конвертера; б-продувка; в-выпуск стали
Через горловину в конвертер 2 заливается жидкий чугун 1, для чего конвертер наклоняется (рис. 14, а) и его днище 4 с отверстиями (соплами) оказывается выше уровня чугуна. Затем через сопла пускается воздух, конвертеру поворотом на полуосях 3 сообщают вертикальное рабочее положение, при котором поступающий воздух проходит через залитый в конвертер под давлением 2—2,5 ати, что предохраняет сопла от заливания чугуном. Кислород продуваемого воздуха, перемешиваясь с жидким чугуном, окисляет содержащиеся в нем примеси. В процессе окисления примесей, особенно кремния, выделяется значительное количество тепла, благодаря чему температура жидкого металла поднимается от 1200° (точка плавления чугуна) до 1500° (точка плавления стали). Когда содержание примесей будет доведено до уровня требуемого техническими условиями на выплавляемую марку стали, подача воздуха прекращается и металл сливается в ковш (рис. 14, в), представляющий собой металлический сосуд, выложенный внутри огнеупорными материалами. Из ковша металл разливается в изложницы. Изложницей называется чугунная форма для получения слитка. В зависимости от назначения слитка изложницы имеют различные размеры и поперечные сечения. Вместимость современного конвертера составляет 25—30 т жидкого чугуна. Процесс продувки длится 15—20 мин. Конвертерный способ производства стали обладает ценными особенностями: устройство конвертера весьма несложно, процесс получения стали протекает быстро, отсутствует потребность в топливе. Вместе с тем этот способ имеет существенные недостатки, к которым относятся: большой угар металла, доходящий до 10—15%, невозможность точно регулировать химический состав стали вследствие быстроты процесса, повышенное содержание в стали вредных примесей. Последнее обстоятельство ограничивает возможности применения ее в строительстве, машиностроении и других отраслях промышленности. Значительного улучшения качества стали при конвертерном производстве можно достигнуть применением кислородного дутья. Для этого в конвертер опускается фурма, охлаждаемая водой. По центральному каналу фурмы в конвертер вдувается струя кислорода. После окончания продувки сталь из конвертера через горловину выливается в ковш.
7 Мартеновская печь представляет собой пламенную регенеративную печь, высокая температура (1750—1800 °С) в которой достигается путем сгорания топлива в плавильном (рабочем) пространстве над ванной жидкого металла. Плавильное пространство — полуовальная камера, в которую через окна в передней стенке загружают шихту; с боков подают подогретый воздух и топливо (газ или мазут). При сгорании топлива выделяется тепло для ведения плавки. Готовую сталь выпускают через летку (отверстие) в задней стенке. Рабочее пространство печи выложено огнеупорной кладкой со стальной арматурой. Устройство мартеновской печи показано на рис. 2.4. Для повышения рабочей температуры подаваемые в печь газы и воздух проходят через предварительно подогретые до 1200—1250 °С регенераторы, нагреваются в них и поступают в плавильное пространство печи. Здесь газ и воздух смешиваются и сгорают, образуя пламя высокой температуры, при которой плавится металл. Продукты сгорания по каналам поступают в регенераторы, нагреваются, охлаждаясь до 500—600 °С, и уходят в дымовую трубу. В нашей стране эксплуатируются мартеновские печи емкостью от 20 до 90 т стали. С укрупнением печей увеличивается их экономическая эффективность. Продолжительность плавки в малых печах составляет 3—4 ч, в крупных она возрастает до 12 ч. Мартеновские печи, так же как и другие большие плавильные агрегаты, работают непрерывно до остановки на капитальный ремонт. Мартеновские печи и соответственно процессы плавки в них могут быть основными или кислыми. Основные печи выложены магнезитовым и хромомагнезитовым кирпичом. Процесс плавки в них ведется под основным (с большим содержанием извести) шлаком, что дает возможность удалить из металла серу и фосфор: FeS + CaO = CaS + FeO; P2O5 + 4СаО= (СаО)4·P2O5. Кислую печь выкладывают динасовым кирпичом. При плавке в ней образуется кислый шлак с большим содержанием окиси кремния SiO2. Для выплавки стали в мартеновской печи используются стальной лом (скрап), железная руда, жидкий и твердый чугуны, флюс. В зависимости от их соотношения в шихте и состава шлака применяют основные процессы: скрап-рудный на шихте из жидкого чугуна с добавкой 25—40 % стального скрапа и до 15 % железной руды; основной скрап-процесс на шихте из стального лома и 75—45 % чушкового передельного чугуна (флюсом в обоих процессах служит известняк СаСO3, составляющий 5—8 % массы металла) и кислый скрап-процесс, при котором из кварцевого песка получается шлак, содержащий до 60 % SiO2. Скрап-рудным процессом выплавляется основная масса мартеновской стали, которая идет на изготовление проката. При этом процессе в период плавления с помощью окислов РУДЫ и скрапа интенсивно окисляются примеси чугуна — кремний, фосфор, марганец: 2FeO + Si SiO2 +2Fe + 330,5 кДж; 5FeO + 2P = P2O5 + 5Fe + 225,9 кДж; FeO + Mn = MnO + Fe + 122,6 кДж. Затем начинается период кипения. В это время в металле интенсивно выгорает углерод благодаря присутствию кислорода руды и окалины железа: FeO + C = CO + Fe+ 153,9 кДж. Из жидкого металла выделяются пузырьки окиси углерода СО, вызывая «кипение ванны». В момент, когда содержание углерода достигает заданного количества, а количество серы и фосфора уменьшается до минимума в результате соединения с окисью кальция СаО и перехода их в шлак, кипение прекращают введением раскислителей, которые связывают кислород: ферромарганца, ферросилиция и алюминия. Окончательно сталь раскисляют алюминием и ферросилицием в сталеразливочном ковше при выпуске ее из печи. Скрап-процесс отличается от скрап-рудного процесса тем, что в нем отсутствует период кипения. Основной скрап-процесс применяется для выплавки углеродистых и легированных сталей обыкновенного качества, кислый — для выплавки качественных сталей. В кислых печах нельзя получить основной шлак для удаления серы и фосфора, поэтому применяется шихта с низким содержанием этих элементов. Выплавляемая в них сталь содержит меньше водорода, кислорода и неметаллических включений, чем сталь, выплавляемая в основных печах. Показателями работы мартеновских печей являются съем стали с 1 м2 пода печи в сутки и расход топлива на 1 т выплавляемой стали. На отечественных заводах съем стали составляет в среднем около 10 т/м2 в сутки, а расход топлива при скрап-рудном процессе— 120—180 кг/т и при скрап-процессе — 170— 250 кг/т. При интенсивном ведении процесса плавки в 90-тон-чых печах съем стали повышается до 15—16 т/м2 в сутки. Интенсификация мартеновского производства достигается путем использования печей большой емкости, хорошей подготовки шихтовых материалов, автоматизации процесса плавки. Повышению производительности печей и экономии топлива способствует применение кислородного дутья.
8 Через отверстия в своде печи пропускаются три угольных электрода. Электроды крепятся в электрододержателях Электрический ток к электродам поступает от трансформатора через гибкий провод и медные шины. Кожух печи установлен на дугообразных полозьях. С помощью специального механизма печь наклоняется для выпуска. Через специальную дверцу шихта загружается в печь. Электроды опускают до соприкосновения с шихтой. Еще до полного расплавления шихты в печь засыпают известь и железную руду. В роли восстановителя-белый чугун.
Время:1-3 часа.Вместительность:200 т.
Преимущества:возможность легирования
Недостатки:большое потребление энергии