- •Общее описание печи 406
- •Часть 1.Производство чугуна и железа
- •Глава 1.Сырые материалы и их подготовка
- •§1. Железные руды
- •§2. Основные месторождения железных руд
- •§3. Марганцевые руды
- •§4. Флюсы и отходы производства
- •§5. Подготовка железных руд к доменной плавке
- •§6. Топливо
- •Глава 2. Конструкция доменной печи
- •§1. Общее описание печи
- •§2. Профиль печи и основные размеры
- •§3. Фундамент, кожух и холодильники
- •§4. Футеровка печи
- •§6. Колошниковое устройство
- •Глава 3. Доменный процесс
- •§1. Загрузка шихты и распределение материалов на колошнике
- •§2. Распределение температур, удаление влаги и разложение карбонатов
- •§3. Процессы восстановления
- •1. Восстановление железа
- •2. Восстановление марганца и выплавка марганцовистых чугунов
- •3. Восстановление кремния и выплавка кремнистых чугунов
- •4. Восстановление фосфора
- •5. Восстановление других элементов
- •§4. Образование чугуна
- •§5. Эбразование шлака и его свойства
- •§6. Поведение серы
- •§ 7. Дутье, процессы в горне и движение газов в печи
- •1. Дутье
- •2. Процессы в горне
- •3. Движение газов в печи и изменение их температуры, состава, количества и давления
- •§8. Интенсификация доменного прцесса
- •1. Нагрев дутья
- •2. Увлажнение дутья
- •3. Повышенное давление газа
- •4. Обогащение дутья кислородом
- •5. Вдувание в горн углеродсодержащих веществ
- •6. Комбинированное дутье
- •§ 9. Продукты доменной плавки
- •§ 10. Управление процессом, контроль, автоматизапще
- •§ 11. Организация ремонтов, задувка и выдувка печи
- •Глава 4. Оборудование и работа обслуживающих доменную печь участков
- •§ 1. Подача шихты в доменную печь
- •§ 2. Воздухонагреватели и нагрев дутья
- •§ 3. Очистка доменного газа
- •§ 4. Выпуск и уборка чугуна
- •§ 5. Выпуск и уборка шлака
- •Глава 5.Показатели работы доменных печей
- •§ 1. Материальный и тепловой балансы плавки
- •§ 2. Расход кокса
- •§ 3. Основные технические показатели
- •§ 1. Актуальность проблемы
- •§ 2. Процессы твердофазного восстановления железа
- •§ 3. Процессы жидкофазного восстановления (пжв)
- •§ 4. Решение проблем охраны природы и охраны труда
- •§ 1. История развития сталеплавильного производства
- •§ 2. Классификация стали
- •§ 3. Основные реакции и процессы сталеплавильного производства
- •1. Термодинамика сталеплавильных процессов
- •2. Кинетика сталеплавильных процессов
- •3. Сталеплавильные шлаки
- •4. Основные реакции сталеплавильных процессов
- •6. Неметаллические включения
- •7. Раскисление и легирование стали
- •§ 4. Шихтовые материалы сталеплавильного производства
- •§ 1. Разновидности конвертерных процессов
- •1. Конвертерные процессы с донным воздушным дутьем
- •2. Кислородно-конвертерные процессы
- •§ 2. Устройство кислородных конвертеров для верхней продувки
- •§ 3. Шихтовые материалы кислородно-конвертерного процесса
- •§ 4. Плавка в кислородном конвертере с верхней продувкой
- •1. Технология плавки
- •2. Режим дутья
- •3. Поведение составляющих чугуна при продувке
- •4. Шлаковый режим
- •5. Раскисление и легирование
- •6. Тепловой режим
- •7. Потери металла при продувке
- •8. Основные технические показатели
- •§ 5. Конвертерные процессы с донной продувкой кислородом
- •§ 6. Конвертерные процессы с комбинированной продувкой
- •6 7. Плавка с увеличенным расходом лома
- •§ 8. Передел высокофосфористых чугунов
- •§ 9. Передел пригодно легированных чугунов
- •§ 10. Экология, очистка конвертерных газов
- •§ 11. Автоматизация и контроль конвертерной плавки
- •6 12. Процессы с аргоно- и парокислородным дутьем
- •§ 13. Производство в конвертерах стали для литья
- •§ 1. Конструкция и работа мартеновской печи
- •1. Назначение и устройство отдельных элементов печи
- •§ 2. Тепловая работа и отопление мартеновских печей
- •6 3. Общая характеристика мартеновского процесса
- •1. Разновидности процесса
- •2. Особенности технологии мартеновской плавки
- •3. Шлакообразование и роль шлака в мартеновском процессе
- •§ 4. Основной мартеновский процесс и его разновидности
- •§ 5. Кислый мартеновский процесс
- •§ 7. Автоматизация работы мартеновской печи
- •§ 8. Тепловой и материальный балансы мартеновской плавки
- •Глава 4.Выплавка стали в электрических печах
- •§ 1. Устройство дуговых электропечей
- •1. Общее описание печи
- •2. Рабочее пространство печи
- •3. Рабочее пространство высокомощных водоохлаждаемых печей
- •4. Механическое оборудование печей
- •5. Электроды и механизмы для их зажима и перемещения
- •6. Электрооборудование дуговой печи
- •§ 2. Электрический режим
- •§ 3. Выплавка стали в основных дуговых электропечах
- •1. Шихтовые материалы электроплавки
- •2. Традиционная технология с восстановительным периодом
- •3. Выплавка стали методом переплава
- •5. Плавка в высокомощных водоохлаждаемых печах
- •6. Плавка с использованием металлизованных окатышей
- •7. Основные технические показатели
- •§ 4. Выплавка стали в кислых дуговых электропечах
- •§5. Электродуговые печи постоянного тока
- •§6. Работа электродуговых печвй и экология
- •§7. Выплавка стали в индукционных печах
- •1. Устройство индукционной печи повышенной частоты
- •2. Технология плавки
- •3. Плавка в вакуумных индукционных печах
- •Глава 5. Слитки и разливка стали
- •§1. Способы разливки стали. Разливка сифоном и сверху
- •§2. Кристаллизация и строение стальных слитков 1. Кристаллизация стали
- •2. Слиток спокойной стали
- •3. Слиток кипящей стали
- •4. Слиток полуспокойной стали
- •§ 3. Химическая неоднородность слитков
- •§ 6. Особенности разливки спокойной стали
- •1. Технология разливки
- •2. Защита металла в изложнице от окисления
- •3. Специальные методы теплоизоляции и обогрева верха слитка
- •17. Особенности разливки кипящей стали
- •§8. Дефекты стальных слитков
- •§1. Общая характеристика непрерывной разливки
- •1. Разновидности и преимущества способа
- •2. Основные типы унрс
- •3. Затвердевание непрерывно вытягиваемого слитка
- •§ 2. Устройство установок непрерывной разливки 1. Унрс с вытягиванием и скольжением слитка
- •2. Унрс без скольжения слитка в кристаллизаторе
- •3. Литейно-прокатные агрегаты
- •§ 4. Производительность унрс
- •§1. Общие условия
- •§ 2. Технологические основы внепечного рафинирования
- •§ 3. Современные способы вакуумирования
- •§4. Обработка металла вакуумом и кислородом
- •§5. Метод продувки инертными газами
- •§ 6. Аргонокислородная продувка
- •§7. Внепечная обработка и производство высокохромистых сталей и сплавов
- •§8. Обработка стали шлаками
- •§9. Введение реагентов в глубь металла
- •§ 10. Предотвращение вторичного окисления
- •§11. Методы отделения шлака от металла ("отсечки" шлака)
- •§ 12. Комбинированные (комплексные) методы внепечной обработки
- •§ 13. Внепбчная обработка стали
- •§ 14. Обработка стали в процессе кристаллизации
- •§ 15. Внепечная обработка стали и проблемы экологии
- •Глава 8. Комплексные технологии внепечной обработки чугуна и стали
- •§ 1. Внбдомбнная дбсульфурация чугуна
- •§ 2. Внедоменная дефосфорация чугуна
- •§ 3. Проведение обескремнивания и дефосфорации чугуна
- •§ 4. Совместное проведение операций десульфурации и дефосфорации
- •§ 5. Комплексные технологии внепечной обработки чугуна и стали
- •§ 1. Конструкции сталеплавильных агрегатов непрерывного действия (санд)
- •§ 2. Переплав металлолома
- •§ 3. Перспективы развития непрерывных процессов
- •§1. Вакуумный индукционный переплав
- •§2. Вакуумный дуговой переплав
- •§ 3. Элбктрошлаковый переплав
- •§ 4. Электронно-лучевой и плазменно-дуговой переплавы
- •§ 5. Перспективы развития переплавных процессов
- •Глава 2. Ферросплавная печь
- •§ 1. Восстановительные ферросплавные печи
- •§ 2. Рафинировочные ферросплавные печи
- •§3. Загрузка шихты в ферросплавные печи
- •Глава 5. Производство силикомарганца
- •Глава 6. Производство углеродистого феррохрома
- •Глава 7. Основы технологии производства
- •Глава 2. Металлургия меди
- •§ 1. Свойства меди и еб применение
- •§2. Сырье для получения меди
- •§ 3. Пирометаллургический способ производства меди
- •1. Подготовка медных руд к плавке
- •2. Плавка на штейн
- •3. Конвертирование медного штейна
- •4. Рафинирование меди
- •§ 1. Свойства никеля и его применение
- •§2. Сырье для получения никеля
- •§3. Получение никеля из окисленных руд
- •§4. Получение никеля
- •§1. Свойства алюминия и его применение
- •§2. Сырые материалы
- •§ 3. Производство глинозема
- •1. Способ Байера
- •2. Способ спекания
- •§ 4. Электролитическое получение алюминия
- •§ 5. Рафинирование алюминия
- •§1. Основы хлоридных методов производства металлов
- •§ 2. Производство магния
- •§ 3. Производство титана
- •§ 1. Правовые аспекты проблем охраны природы
- •Раздел X включает перечень задач, стоящих перед экологическим контролем.
- •§ 2. Основные направления охраны окружающей среды и рационального природопользования
- •§ 3. Охрана природы и металлургия.
- •§ 4. Защита воздушного бассейна
- •§ 5. Охрана водного бассейна
- •§ 6. Утилизация шлаков
- •§ 7. Использование шламов и выбросов
- •§ 8. Использование отходов смежных производств
- •§ 9. Использование вторичных энергоресурсов
- •§ 10. Использование металлургических агрегатов для переработки бытовых отходов
- •153008, Г. Иваново, ул. Типографская, 6.
§2. Основные месторождения железных руд
По запасам железных руд Российская Федерация среди других стран занимает одно из первых мест. Железорудные месторождения неравномерно распределены по территории Российской Федерации и имеют различное промышленное значение.
Европейская часть Российской Федерации
Курская магнитная аномалия (КМА) – крупнейшее месторождение железных руд; балансовые запасы составляют более 42 млрд т, перспективные запасы оцениваются в 200–250 млрд т. КМА расположена на территории Курской, Белгородской, Орловской, Брянской, Калужской и Харьковской областей. Месторождение тянется на северо-запад от Белгорода – Нового Оскола почти на 600 км двумя полосами шириной до 25 км каждая при расстоянии между полосами 50-60 км. Рудное тело залегает на глубине 100-600 м, его толщина достигает 2–3 км и более.
Месторождения КМА представлены богатыми, преимущественно мартито-гематитовыми рудами с содержанием 50–62 % Fe и бедными железистыми кварцитами, в основном магнетитовыми, содержащими 35-40 %Fe. Руды, как правило, чистые по фосфору (0,02-0,09%) и содержат 0,1-0,6% серы. Характерной особенностью руд КМА является повышенное содержание глинозема. Отношение кремнезема к глинозему составляет 2,3–3,6. Богатые руды КМА легко восстановимы, а магнетитовые железистые кварциты легко обогащаются методом магнитной сепарации.
Первый керн руды КМА получен в 1923 г., однако промышленное освоение бассейна началось лишь в 1954 г. Это связано с тем, что значительная часть богатых руд находится под грунтовыми водами, что район имеет ограниченные ресурсы технической воды и что месторождения находятся в районе богатых черноземом сельскохозяйственных угодий. Наиболее благоприятны для разработки горно-технические условия залегания руд Старо-Оскольского и Курско-Орловского районов. Здесь эксплуатируются Лебединское, Стойленское и Михай-ловское месторождения богатых руд и Коробковское, Лебединское и Михайловс-кое месторождения железистых кварцитов.
В ближайшие годы намечено освоение наиболее богатого в КМА Яковлевского месторождения (Белгородская область).
На Севере Европейской части Российской Федерации находятся Оленегорское, Ено-Ковдорское, Костамукшское и Пудожгорское месторождения железных руд.
Оленегорское месторождение расположено в Мончегорском районе Мурманской области. Руды представлены в основном магнетитовыми железистыми кварцитами и содержат около 32 % Fe. Руды отличаются сравнительно низким содержанием фосфора (< 0,08 %) и серы (< 0,045 %). Пустая порода кислая с преобладанием кремнезема (42–44 %). Месторождение разрабатывается с 1955 г. открытым способом. Общие балансовые запасы составляют около 0,6 млрд т.
Ено-Ковдорское месторождение находится в Кировском районе Мурманской области. Месторождение представлено в основном вкрапленными апатито-магнетитовыми рудами с содержанием железа в среднем около 30%. Руды характеризуются высоким содержанием фосфора (1,7–4,0 %), основной пустой породой (11–17 % оксида кальция и 12–16 % магнезии). Содержание серы в сырой руде составляет 0,15–0,20 %. Запасы месторождения составляют около 0,5 млрд т. Месторождение разрабатывается с 1962 г.
Костамукшское месторождение, расположенное в Карелии, представлено в основном магнетитовыми железистыми кварцитами с содержанием 30–35 % Fe, около 0,07 % Р и 0,2 % S. Пустая порода – кислая с преобладанием кремнезема (40-41 %).
Балансовые запасы составляют около 1,2 млрд т.
Пудожгорское месторождение расположено в Карелии на берегу Онежского озера. Руды – титаномагнетитовые с содержанием 22–30 % Fe, 0,10 % Р, 0,12 % S, а также небольшого количества кобальта и меди.
Балансовые запасы равны около 1,2 млрд т.
Урал
Балансовые запасы железных руд Урала составляют около 15 млрд т, в том числе 8,4 млрд т промышленных запасов.
Около 80% запасов приходится на Качканарский железорудный район. Месторождения этого района разрабатываются с 1963 г. Все остальные месторождения Урала давно и интенсивно разрабатываются и, кроме Бакальского, имеют ограниченные запасы.
Качканарское месторождение обладает огромными запасами бедных титано-магнетитовых руд с содержанием 16-17% Fe. Достоинствами этих руд являются высокая основность [(СаО + MgO) : (SiO2 + Al2O3) = 0,7-0,75] их пустой породы, легкая обогатимость и присутствие в них ванадия. Месторождение разрабатывают открытым способом. Руды обогащают методом магнитной сепарации и получают концентрат, содержащий 63 % Fe и 0,35 % V. После переработки ванадиевого чугуна в кислородно-конвертерном цехе шлак используют для производства феррованадия. Балансовые запасы превышают 12 млрд. т.
На северном Урале расположены небольшие месторождения Серовско-Ивдельского района.
Из разрабатываемых в настоящее время следует указать Полуночное, Марсятское и Богословское месторождения.
Руды, в основном, магнетитовые с включением бурых железняков; содержание железа в руде Полуночного месторождения составляет 47, Марсятского 30, Богословского 34–39 %. Общие запасы не превышают 250 млн т.
В центральной части Урала находятся многочисленные относительно, небольшие месторождения Тагило-Кувшинского железорудного района с общими промышленными запасами около 0,4 млрд. т. Руды, в основном, магнетитовые и полумартитовые с содержанием 32–59 % Fe. Бедные магнетитовые руды отличаются высоким содержанием серы (0,4-1,8%). Как для магнетитовых, так и для богатых мартитовых руд характерно повышенное содержание оксида марганца и глинозема. Отношение кремнезема к глинозему меньше двух. Разработку ведут на Высокогорском и Гороблагодатском месторождениях.
Бакальское месторождение, расположенное вблизи г. Златоуста, состоит примерно на 85 % из сидеритов, содержащих около 32% Fe, около 0,02 %Р и до 0,5-0,6% S. Пустая порода - основная с содержанием до 10-11 % MgO. Около 15 % руд составляют бурые железняки, содержащие 47%Fe, 0,04-0,05 %S и 0,02-0,04 %Р; пустая порода кислая. Бакальские руды содержат повышенное (1,5-1,7 %) количество МnО. Разработку руд ведут открытым способом. Балансовые запасы составляют более 1 млрд. т.
Орско-Халиловский железорудный район включает месторождения бурых хромоникелевых железняков с содержанием железа 30-36 %, хрома 1,0-1,5 %. Наиболее крупные месторождения – Аккермановское и Ново-Киевское. Добываемые руды используют без обогащения. Балансовые запасы ~ 340 млн т.
Магнитогорское месторождение (г. Магнитная) магнетитовых и мартитовых руд получило известность, так как послужило рудной базой для создания Магнитогорского металлургического комбината. Разрабатываемое с 1932 г. месторождение в настоящее время в значительной мере исчерпано.
Сибирь и Дальний Восток
Балансовые запасы железных руд Сибири и Дальнего Востока составляют около 8,4 млрд т, в том числе промышленных категорий 5,7 млрд т. Потенциальные ресурсы этих районов не исчерпываются указанными запасами, выявленными неполно даже в пределах наиболее обжитой территории, и по мере открытия постепенно увеличиваются. Наиболее полно изучены железорудные районы Западной Сибири. К ним относят Горную Шорию, Горный Алтай и Кузнецкий Алатау.
Горно-Шорийский железорудный район представлен небольшими месторождениями магнетитовых руд: Таштагольским, Шерегешским, Шалымским, Темирским, Одра-Башским, Казским и др. Содержание железа в рудах колеблется от 40 до 50 %, снижаясь в отдельных случаях до 32–35 %. Большая часть руд является сернистыми с примесью цинка. Пустая порода содержит повышенное количество оснований. Суммарные балансовые запасы составляют около 770 млн т, добычу руды в Горной Шории ведут много лет. Горно-Алтайский железорудный район включает Инское и Белорецкое месторождения магнетитовых руд. Они содержат 35–42% железа и требуют магнитного обогащения. Балансовые запасы равны ~ 330 млн т. В Восточной Сибири разрабатываемые месторождения расположены в Хакасском и Ангаро-Илимском железорудных районах. В Хакасском районе несколько некрупных месторождений магнетитовых руд, которые содержат 35–45% Fe, 0,67–2,3 % S, 0,10–0,20 % Р. Кроме того в рудах имеются примеси кобальта, а иногда олова и мышьяка. Суммарные балансовые запасы составляют около 0,9 млрд т. Ангаро-Илимский железорудный район (Иркутская область) имеет крупные запасы легкообогатимых магнетитовых руд и отличается благоприятными горно-техническими условиями. Наиболее крупное месторождение – Коршуновское, разрабатываемое открытым способом. Руда содержит 30–35 % Fe, 0,26 % Р, около 0,04 % S и повышенное количество MgO (до 10 %). Запасы месторождения равны 0,5 млрд т. В этом же железорудном районе расположены Руд-ногорское, Татьянинское и Красноярское месторождения. Из них наиболее перспективно Рудногорское, содержащее богатые магнетитовые руды (53% Fe) и бедные вкрапленные магнетитовые руды (38,4% Fe). Они содержат 0,39–0,44% Р и 0,05–0,08% S; пустая порода самоплавкая, т.е. в ней сумма СаО и MgO практически равна сумме кремнезема и глинозема. Балансовые запасы – 0,3 млрд. т.
В Восточной Сибири выявлен и разведан еще ряд железорудных бассейнов, из которых наиболее крупные Ангаро-Питский, Средне-Ангарский, Приаргуньский.
На территории бывшего СССР крупными являются такаже ряд железорудных месторождений Украины и Казахстана. Криворожский железорудный бассейн с промышленными запасами в 18,7 млрдт занимает площадь около 300 км2. Основная масса руд - бедные (~ 35% Fe) железистые кварциты (80% магнетитовых и 20% гематитовых); имеется также около 1,5 млрд т промышленных запасов богатых (~ 56 % Fe) гематитовых и магнетитовых руд. Большинство руд очень чисты по сере и фосфору. Месторождение разрабатывается более 100 лет.
Керченское месторождение бурых железняков (балансовые запасы около 2 млрд т) с содержанием 30–40 % Fe отличается повышенным содержанием марганца, фосфора (0,6–1,1 %) и наличием мышьяка (0,07–0,13%).
В Кустанайской области расположены разрабатываемые Соколовское, Сарбайское и Качарское месторождения магнетитовых руд (балансовые запасы 4 млрдт), содержащих 43–48 % Fe и зачастую до 1–4 % S. Кустанайская группа месторождений бурых железняков (балансовые запасы 9,8 млрд т) представлена Аятским и разрабатываемым Лисаковским месторождениями. Руды содержат 35–38 % Fe и до 0,5 % Р.