«Металлургия өндірісінің технологиясы - 1»

 

1. Металдардың жіктелуі

Химиялық қослыстар мен физика-химиялық қасиеттерге тәуелді металдарды темір және темір емес деп топтарға бөлуге болады. Металдардың темір тобына әдетте табиғатта оксидтер түрінде кездесетін темір, марганец, хром, ванадий жатады. Темір емес тобына келесі металдарды жатқызамыз: мыс, қорғасын, мырыш, никель, қалайы, кобальт, кадмий, сурьма, висмут, сынап, алюминий, титан, магний, алтын, күміс, платина, цирконий, ниобий, тантал, молибден, вольфрам, литий,  рубидий, цезий, бериллий, бұлар көбінесе табиғатта сульфидтер түрінде кездесді. Тотыққан қышқылды дайындау жұмыстары сульфидті кендерді даярлаудан айрықша ерекшеленеді. Мұнымен қоса, бастапқы шикізаттағы металл қосылыстарының концентрациясы да айтарлықтай мәнге ие. Темір емес топтағы металдар өз кезегінде төмендегіше жіктеледі: 

1) ауыр (мыс, қорғасын, мырыш, қалайы, кобальт, кадмий, никель, сурьма, висмут, сынап);

2) жеңіл (алюминий, магний, титан);

3) асыл (алтын, күміс, платина);

4) сирек және радиоактивті (цирконий, ниобий, тантал, молибден, вольфрам, литий, рубидий, цезий, германий және т.б.).

 

2. Металдар мен қорытпаларды өндіруге арналған материалдар

Шойын, болат және түсті металдар өндірісі үшін кен, флюстер, отын және отқа төзімді материалдарды қолданылады. Өнеркәсіптік кен – метал және оның қоспаларын (темір үшін металдың кендегі үлесі 30…60%-дан төмен болуы керек, мыс үшін 3..5%, молибден үшін 0,005…0,02%) тиімді бөліп алуға болатын, тау жынысы. 

Кен металл және оның қоспаларынан және бос жыныстан құралған минералдардан тұрады. Кенді бір немесе бірнеше металл аттарымен атайды, мысалы олардың құрамына темір және мыс-никельді кендер кіреді.

Қазып алынатын элементтің құрамына байланысты бай және кедей кендер болып екіге бөлінеді. Кедей кендерді байытады – бос жыныстың бөлігін алып тастайды. 

Флюстер – балқыту пештеріне кеннің бос жыныстарынан жеңіл балқитын қоспаларды немесе дайын өнімді және отын күлділігін қалыптастыруға арналған материалдар.

Әдетте, қож металға қарағанда төмен тығыздыққа ие, сондықтан, ол метал астында орналасады және балқыту үрдісі кезінде алынып тасталынады. Қож пеш газдарынан және ауадан металды қорғайды. Егер қождың құрамы қышқыл тотықтардан (SiO₂, P₂O₅) тұрса, және оның құрамында негізгі тотықтар (CaO, MgO, FeO) көп болса, қышқыл деп аталады. Агломерат және шекемтас түрінде салынады. 

Отын – металлургия пештеріндегі кокс, табиғи газ, қара май, домналы (колошникті) газ.

Коксты кокстелетін сұрыптағы тас көмірлерден (ауасыз) құрғақ айдаумен 1000^○С температурада алады (2-сурет).

Кокста 80…88% көміртек, 8…12% күлділік, 2…5% ылғалдылық болады. Кокстың түйіршіктері 25…60 мм өлшемінде болуы керек. Бұлар – берік балқымайтын отындар, тек қыздыру үшін жанғыш ретінде ғана емес, кеннен темірді өңдеп алу үшін химиялық реагент ретінде қызмет етеді. 

Отқа төзімді материалдарды металлургиялық пештердің ішкі қаптама бетін (футеровка) және еріген металдарға арналған шөміштерді дайындау үшін қолданады. 

Олар жоғары температурада жүктеулерге төтеп бере алады, қождың және пештік газдардың химиялық әсеріне, температурасының өзгеруіне қарсы тұра алады. 

Химиялық қасиеттеріне байланысты отқа төзімді материалдарды келесі топтарға бөледі: қышқыл (кварцті құм, династы кесек), негізгі (магнезитті кірпіш, магнезитті-хромитті кірпіш), нейтральды (шамотты кірпіш). 

Негізгі отқа төзімді материалдармен қышқыл қождардың әрекеті және керісінше, пештің бұзылуына әкелуі мүмкін. 

Көміртекті кірпіш және блоктар графит түріндегі көміртектің 92%-на және жоғары отқа төзімді қасиетке ие. Домна пешінің алюминий алуға арналған электролизді ванналарды, мыс құймаларын балқытуға және құюға арналған тигельдерді қалауға қолданылады.