1. Краткие сведения о металлургическом производстве Состояние и тенденции развития черной металлургии Способы производства металлов и сплавов

Тема 5. Система технологий металлургического производства
План лекции:
1. Краткие сведения о металлургическом производстве
2. Состояние и тенденции развития черной металлургии
3. Способы производства металлов и сплавов
4. Производство чугуна
5. Классификация чугунов

1. Краткие сведения о металлургическом производстве

Металлургическое производство  отрасль промышленности, охватывающая процессы получения металлов из руд и других материалов, а также процессы, связанные с изменением химического состава, структуры и свойств металлических сплавов.
В состав системы технологий металлургического комплекса входят:
- технологии добычи, обогащения и агломерации железных, марганцевых и других руд, получения необходимых концентратов;
- технологии производства чугуна, доменных ферросплавов, стали, проката;
- технологии производства электроферросплавов;
- технологии повторной переработки черных металлов;
- технологии коксования каменного угля;
- технологии добычи сырья и производства огнеупорных строительных материалов, флюсовых известняков, производства металлических конструкций и др.
В связи с делением металлов на черные и цветные, металлургия также делится на черную и цветную металлургию.
Продукцией металлургии является:
- обогащенная руда и нерудное сырье;
- продукты коксохимического (кокс) и огнеупорного производства;
- черные металлы и сплавы на их основе. К черным металлам относится железо и его сплавы с углеродом: сталь  до 2 % С и чугун  2,5  4,5 %С, а также ферросплавы, например ферросилиций (до 2,5 % С и 13 % Si)
- цветные металлы и сплавы на их основе (алюминий (дуралюмин, силумин), медь (бронза, латунь), цинк, титан, магний, никель);
- прокат черных и цветных металлов (балки, рельсы, трубы, полосы, листы).
Из всех металлов и сплавов наиболее важное значение имеет сталь.
Сталь является основой современной техники. В настоящее время мировое производство составляет около 800 млн. т. в год, что примерно в 20 раз превышает общее производство всех остальных так называемых цветных металлов и сплавов.
Чугун в настоящее время является основным исходным материалом для получения стали (82 % передельного чугуна). До 16 % выплавляемого чугуна идет на производство литых изделий и 2  3 % выплавляется ферросплавов.
Техническое железо с минимальным содержанием углерода и др. примесей производится в очень небольших количествах для нужд электро-радиотехнической промышленности.
Цветные металлы и сплавы: Cu, Al, Ti, Ni, олово, Zn и т. д., а также бронзы, латуни, алюминиевые и др. цветные сплавы. В настоящее время используется около 65 цветных металлов.
Современное металлургическое производство чугуна и стали состоит из сложного комплекса различных производств (рис.1):

1. 
   Шахт и карьеров по добыче руд, каменных углей, флюсов, огнеупорных материалов.
   
2. 
   Горно-обогатительных комбинатов, на которых подготавливают руды к плавке, обогащают их, удаляя часть пустой породы, и получают концентрат  продукт с повышенным содержанием железа по сравнению с рудой.
   
3. 
   Коксохимических цехов и заводов, на которых осуществляют подготовку коксующихся углей, их коксование (сухую перегонку при температуре  1000⁰ С без доступа воздуха) в коксовых печах и попутное извлечение из них ценных химических продуктов: бензола, фенола, каменноугольной смолы и др.
   
4. 
   Энергетических цехов для получения и трансформации электроэнергии, сжатого воздуха, необходимого для дутья при доменных процессах, кислорода для выплавки чугуна и стали, а также очистки газов металлургических производств с целью охраны природы и сохранения чистоты воздушного бассейна.
   
5. 
   Доменных цехов для выплавки чугуна и ферросплавов.
   
6. 
   Заводов для производства различных ферросплавов.
   
7. 
   Сталеплавильных цехов  конвертерных, мартеновских, электросталеплавильных для производства стали.
   
8. 
   Прокатных цехов, в которых нагретые слитки из стали перерабатываются в заготовки (блюмы и слябы) и далее в сортовой прокат, трубы, лист, проволоку и т. п.
   

Рис. 1. Схема современного металлургического производства