18. Загальна характеристика систем чорної металургії.

Металургія — наука про способи одержання металів з руд та їх переробка з метою надання їм певних властивостей; галузь промисловості, яка займається виробництвом металів та сплавів.

За вмістом хімічних елементів у земній корі залізо (у хімічних сполуках) займає четверте місце (близько 5 %), поступаючись лише кисню, кремнію й алюмінію. За своїми властивостями воно задовольняє широкий спектр технічних вимог: може бути пластичним і піддатливим для обробки тиском, пружним або таким твердим, що може різати інші метали. Щорічне виробництво сталі у світі становить понад 700 млн. t. Чорна металургія впливає на розвиток усіх галузей народного господарства як найголовніший споживач палива й електроенергії та води. До її складу належать видобуток, збагачення та агломерація залізних, марганцевих і хромітових руд, виробництво чавуну, сталі, прокату, труб, метизу, випуску концентратів залізної та марганцевої руд, електроферосплавів, окатишів, флюсових вапняків, вогнетривів, коксу як основного виду палива, феросплавів, вторинна переробка чорних металів та ін.

Чорна металургія займається виробництвом сплавів на основі заліза, чавуну і сталі, тобто основною продукцією є чавун і сталь.Чавуни-це сплави заліза з вуглецем, які містять > 2% вуглецю. Наприклад: Si (до 4%), S( до 2%), Mn, P. Сталі-сплави заліза з вуглецем, які містять < 2% вуглецю, а також легуючі компоненти.(хром, вольфрам, кобальт, нікель, ванадій, молібден).До руд, які складаються з основного елемента і пустої породи і виступають сировиною для сплавів належать: Fe₂O₃(червоний залізняк або гепатит, 50-60% заліза)_, Fe ₃O _{4 (} магнітний залізняк(магнетит)_,має магнітні властивості), Fe ₂O ₃nH2O(бурий залізняк, заліза біля 30%).Отже, чорні метали-основний конструкційний матеріал для виготовлення засобів та знарядь праці, від кількості та якості якого в значній мірі залежить темпи і масштаби технологічного прогресу.

19. Наукові принципи одержання чорних металів.

Найважливішим промисловим металом є залізо (Fe), що у сплавах з вуглецем та іншими елементами належить до групи чорних металів. Важливими сплавами на основі заліза є чавун, сталь і феросплави. Ці сплави є основними конструкційними матеріалами для будівництва, машинобудування та інших галузей. Технічний рівень народного господарства країни, її могутність визначаються кількістю виплавлених чорних металів. Для одержання чорних і кольорових металів використовують наступні основні способи:

1. Пірометалургійні, що ґрунтуються на виплавленні металів із руд. Ці процеси потребують застосування високих температур, а отже, використання палива.

2. Гідрометалургійні, при яких метали одержують із водних розчинів без нагріву до високих температур.

3. Електрометалургійні і електрохімічні, при яких потрібне використання електричної енергії.

Основою сучасної чорної металургії є двоступінчаста схема, що складається з виплавляння чавуну в доменних печах і різних способів його переплавляння на сталь. При виплавлянні чавуну відбувається відновлення заліза з руд (та одночасне відновлення з руд інших хімічних елементів), насичення заліза вуглецем та іншими домішками. При одержанні сталі з чавуну відбувається окислення домішок і їх перехід у шлак і гази. Сталь, таким чином, містить менше вуглецю й домішок і має кращі від чавуну конструкційні властивості, проте і чавун, і сталь є важливою продукцією металургійної промисловості. Є кілька способів перероблення чавуну в сталь. Вони ґрунтуються на окисленні наявного в чавуні надлишкового вуглецю (графіту) і домішок та відокремленні оксидів, що утворюються, в газову фазу або шлак.