Вопрос 14 Металлургический комплекс России. Общая характеристика и современное состояние

Металлургический комплекс включает в себя технологические системы получения металлов из руд, их очистки от примесей, производство сплавов, обработки металла литьем и давлением, нанесение защитных покрытий. Металлургический комплекс находится в сложном положении. Так за 10 лет, начиная с 1990 года общее падение производства металла составило порядка 40%. Основная причина – резкое сокращение внутреннего спроса, связанное с общим спадом производства, разрывом производственных связей и между производством металла, и металлообработкой, существенное удорожание топлива, энергии, транспорта. Металлы бывают черными (железо, сталь, чугун, марганец, хром и никель) и цветными (все остальные).

Металл – основной конструкционный материал в промышленности и строительстве. Значительная доля экспортируется, составляя одну четвертую российского экспорта. Основными экспортируемыми металлами являются черные, алюминий, меди и никель.

Вопрос 15 Основные классификационные свойства металлов

По плотности: тяжелые (плотность выше плотности железа) и легкие (алюминий, титан, магний). Наиболее тяжелые благородные металлы.

По температуре плавления: легкоплавкие ( меньше 539 градусов; свинец, олово, алюминий) и тугоплавкие ( выше 539 градусов; вольфрам, молибден).

По степени чистоты (по содержанию примесей) на 6 групп. 1 группа(1-5%), 6 группа (до 10^-7%). Но металл в чистом виде используются крайне редко, а для обеспечения необходимых технологических свойств они применяются в виде сплавов с другими металлами.

Общие понятия о производстве металлов:

1. В соответствии с разделением исходных руд существует черная и цветная металлургия

2. В зависимости от вида энергии, используемого в основных процессах, выделяют гидро- и пирометаллургию. В гидрометаллургии металл получают путем выщелачивания из руд и последующим выделением из растворов без применения высоких температур. В пирометаллургии металл получают с применением высоких температур за счет снижения топлива, применения электроэнергии, использования экзотермических реакций. Основными способами производства металла в пирометаллургии является выплавка в печах за счет снижения топлива и применения электроэнергии. Исходные материалы для плавления взяты в расчетном соотношении и называются шихтой. В состав входят руды, но чаще рудные концентраты, топливо, флюсы, предназначенные для химического связывания и выделения в виде шлака примесей, металлы в основном в виде лома, различные отходы металлургического производства.

Вопрос 16 Производство, классификация и применение чугуна

Чугун – это сплав железа с углеродом (более 2,14%). Чугуны отличаются большой твердостью, хрупкостью, хорошо льются, плохо обрабатываются резаньем, не обрабатываются давлением. Основным исходным материалом являются железные руды – красные, бурые и магнитные железняки, в которых железо находится в виде оксидов. Основным топливом является каменноугольный кокс – это пористое вещество, которое остается после удаления из каменного угля летучих веществ, при его нагревании до 950-1200 градусов. Для интенсификации процессов в качестве топлива используют природный газ, мазут, угольную пыль. Кроме того в состав шихты входят флюсы для введения примесей, в качестве которого используют известняк. Сущность производства чугуна состоит в восстановлении железа из оксидов руды. Чугуны выплавляют в доменных печах, выложенных из огнеупорных кирпичей. Высота порядка 40 метров при внутреннем диаметре порядка 15 метров. В верхней части Домны находится загрузочный аппарат и трубы для отвода доменных газов, за колошником располагается шахта в виде расширяющегося к низу рассеченного конуса, это обеспечивает свободное опускание шихты по мере плавления. Нижняя часть – горн, где сгорает топливо, и скапливаются жидкий чугун и шлаки. Здесь же расположены летки – отверстия для слива чугуна и шлака. Температура чугуна при выпуске = 1300-1450 градусов. Процесс непрерывен и серьезной проблемой для доменного производства является остывание домны и вывод её из оборота. Продукцией доменного производства являются чугуны, доменные шлаки, используемые в строительстве и дорожном строительстве, доменные газы (химическая промышленность) и для теплофикации. Основной продукцией являются передельные чугуны (около 80% выпуска), которые идут на переплавку в сталь и литейные, используются для производства отливок.

По назначению:

1. Серый (с хорошими металлическими свойствами, для производства корпусов, зубчатых колес, маркируется С415 и числом, показывающим предел кратности на разрыв)

2. Ковкие (лучшие металлические свойства, широко применяется для изготовления различных деталей в транспортном машиностроении, маркировка К230-6 (последнее число относительное)

3. Высокопрочные чугуны (вводятся различные добавки, например, магний, маркировка ВЧ 60-2)

4. Специальные чугуны (легированные)

Продуктами специального доменного производства является ферросплавы – сплавы железа с кремнием, хромом, алюминием и другими металлами, которые используются для легирования стали.