Черная металлургия – одна из основных отраслей промышленности, занимающаяся производством металлического железа и стали. В этой статье мы рассмотрим, что именно включает в себя полный цикл черной металлургии, каким образом происходит производство и какие технологии используются.
Полный цикл черной металлургии включает в себя несколько этапов. Первый этап – это добыча железной руды. Руда добывается из земли на горных предприятиях и доставляется на место последующей обработки. Второй этап – это обогащение руды, то есть ее промывание и отделение от примесей. Далее происходит обжиг руды и получение железа. И, наконец, железо переплавляется и превращается в сталь.
Технологии, используемые в черной металлургии, требуют особого подхода к производству. Процесс не только сложен, но и опасен для окружающей среды. Однако, при соблюдении всех правил эксплуатации, производственный процесс не причиняет вреда жителям региона. Черная металлургия – одна из важнейших отраслей экономики многих стран и необходима для развития не только промышленности, но и строительства, транспорта, машиностроения и других отраслей.
Полный цикл черной металлургии
Черная металлургия – производство металла из железных руд с использованием каменного угля или кокса. Полный цикл черной металлургии включает в себя несколько этапов:
- Добыча железной руды. Руда извлекается из подземных разработок или карьеров и транспортируется к месту переработки.
- Обогащение. Руда содержит много посторонних веществ, содержание железа в ней невысокое. Она проходит обогащение для повышения качества и содержания железа.
- Обжиг руды. Обжигание руды производится для удаления влаги и других летучих веществ. Обжигаемые руды получают прочность, необходимую для последующих процессов переработки.
- Промывка. После обжига руда подвергается промывке для удаления пыли и других отходов и чтобы подготовить ее к дальнейшей переработке.
- Переработка. Производится обработка руды в коксовые печи или газовые промышленные печи. Из руды и кокса получается расплавленный металл, который затем может быть применен для производства стали и изделий из неё.
- Продукты. Черная металлургия производит такие продукты, как сталь, черные трубы, листовой металл, арматуру и другие металлические изделия.
Полный цикл черной металлургии – это сложный и многоточечный процесс, суть которого заключается в добыче железной руды и ее последующей переработке с помощью природных ресурсов для производства металла. Все этапы подряд составляют полный цикл черной металлургии.
Что включает и как происходит производство
Полный цикл черной металлургии включает несколько этапов:
- добыча руды;
- металлургическая обработка руды;
- производство чугуна;
- производство стали;
- производство проката.
Добыча руды начинается с разведки месторождений. Затем осуществляется горное добыча и переработка руды до состояния концентрата. На этом этапе из концентрата получают стальную заготовку — смесь из оксидов железа и кокса.
Далее эту заготовку отправляют в доменную печь для производства чугуна. В доменной печи заготовка нагревается до высокой температуры и при контакте с коксом происходит редукция оксидов железа с образованием жидкого чугуна. После очистки от примесей чугун переводят в кислородной конвертер для получения стали.
Сталь определяется по удельному весу. Для производства определенного сорта стали конвертер загружают сырьем, включающим специально подобранный комплекс добавок. После процесса выгрузки стали из конвертера она направляется на дальнейшую обработку.
На последнем этапе происходит производство проката — превращение стального листа в необходимую форму, будь то трубы, балки, направляющие и т.п. На основании требований заказчика в последующих этапах производства формируют конечный продукт.
Добыча и подготовка сырья
Процесс черной металлургии начинается с добычи сырья — железной руды. В разных регионах мира используют различные методы добычи, но основным является открытое или подземное разрезание руды.
После добычи руда проходит серию этапов очистки и подготовки, чтобы ее можно было использовать в производстве стали. Сырье измельчается, пыль и грязь удаляются с помощью специальных устройств, а также происходит обогащение содержания железа.
При очистке и подготовке руды возникает большое количество отходов — шлаков и слябов. Они используются для производства строительных материалов и дорожных покрытий, чтобы минимизировать воздействие на окружающую среду.
В зависимости от качества руды и технологии производства, для производства одной тонны стали требуется от 1,5 до 2,5 тонн железной руды. Поэтому добыча и подготовка сырья — очень важный этап в полном цикле черной металлургии.
Высокие печи и процесс обжига
Высокие печи – главный элемент в процессе производства черной металлургии. Они представляют собой вертикальные цилиндрические конструкции, в которых происходит преобразование руды в чугун. Конструкция современных высоких печей позволяет достигать высоких температур до 2000 градусов по Цельсию и получать большие объемы продукции.
Процесс обжига – это термическая обработка материалов при высоких температурах с целью удаления органических веществ и влаги, а также улучшения их механических свойств. Обжиг проводят после получения чугуна в результате расплавления руды, для получения стали и других металлических сплавов. Он происходит в специальных печах – мартеновских, кислородных и электродуговых, в зависимости от технологии производства.
Во время обжига добавляют потоки кислорода для окончательного удаления нечистот и снижения уровня серы и фосфора. Данный процесс позволяет получить материалы с высоким качеством и механическими свойствами, необходимыми для различных отраслей промышленности и строительства. В зависимости от требуемых свойств металла, производится дополнительная легировка – добавление в сплав других металлов, таких как никель, марганец и хром.
Производство стали и литье
Производство стали — это сложный технологический процесс, который включает несколько этапов.
Первый этап — это переработка сырья в железо. Сырье, обычно, это руда железа или шлакогранулят. Процесс производства железа происходит в коксовых печах, где сырье переводится в жидкое железо.
Второй этап — это производство стали. Жидкое железо из первого этапа проходит через полуфабрикат в виде стали, основной материал для производства стали — это легирующие добавки. Процесс применяется для получения сверхчистой, тугоплавкой металлической пасты.
Третий этап — это литье. На этом этапе сталь либо литься на формы, которые создают желаемую форму и размер деталей, либо прокатывается. Чтобы сделать литые детали, необходимо сварить или склеить форму, которая определит итоговую форму будущего изделия. Литье может быть ручным или автоматическим, и оно может быть использовано для изготовления различных изделий, от кнопок до крупных металлоконструкций.
Обработка и отделка готовой продукции
После завершения процесса производства черных металлов, готовая продукция не готова для использования. Необходимо выполнить дополнительную обработку и отделку, чтобы добиться необходимых качественных характеристик и придать изделию окончательный вид.
Одним из этапов обработки является термическая обработка. Продукция помещается в специальные печи для нагрева до определенной температуры. В процессе нагрева происходят различные химические реакции, которые способствуют изменению физических и механических свойств металла.
Для придания готовому изделию окончательного вида применяются различные методы отделки. Один из таких методов – гравировка. На поверхность металла с помощью лазеров или механических инструментов наносятся изображения или тексты.
Для окончательной обработки изделий применяются также методы шлифовки и полировки. Они позволяют устранить все неровности и получить гладкую поверхность. При полировке металла наносятся слои специальных веществ, которые придают изделию блеск.
Таким образом, окончательная обработка готовой продукции черной металлургии позволяет добиться необходимых качественных характеристик и получить окончательный вид изделия. Применение разнообразных методов обработки подчеркивает уникальность каждого металлического изделия.