Второй учебный вопрос

Материалы для производства металлов и сплавов

Для производства металлов используют: руды, флюсы, топливо и огнеупорные материалы.

Рудой называют горные породы, содержащие металлы в количествах, обеспечивающих экономную их переработку. Так, например, железные руды содержат 30…60 % металла. Содержание цветных металлов в рудах в лучшем случае составляет 2…5 %, а многих - даже доли процента (молибдена, например, до 0,02 %).

Руда состоит из минералов, содержащих металл в виде оксидов, сульфидов, карбонатов и пустой породы (в основном, кремнезема SiO₂, глинозема Al₂O₃), в составе которой находятся также примеси серы, фосфора, мышьяка и др.

Флюсом называют материалы для образования шлака. Шлак - это легкоплавкое соединение с пустой породой руды, золой топлива и другими неметаллическими включениями. Обычно шлак обладает меньшей плотностью, чем выплавляемый металл, поэтому он располагается над ним и может быть слит в процессе плавки.

При выплавке черных и некоторых цветных металлов в качестве флюсов используют кварцевый песок, состоящий в основном из SiO₂, известняк CaCO₃, и другие соединения кальция или магния.

Топливом в металлургических процессах служит кокс, природный, доменный или коксовый газ, мазут.

Кокс получают сухой перегонкой коксующихся каменных углей без доступа воздуха при температуре 1000…1100 °С. При такой обработке из угля извлекаются и ценные побочные продукты: бензол, фенолы, а также улавливается коксовый газ.

Природный газ состоит в основном из метана CH₄.

Доменный газ - побочный продукт при выплавке чугуна в доменной печи, содержит значительное количество горючих составляющих (до 32 % СО, до 4 % Н₂).

Мазут - тяжелый остаток перегонки нефти, содержит до 88 % С, 10…12 % Н₂ и небольшое количество кислорода и серы.

Огнеупорные материалы применяют для внутренней облицовки (футеровки) плавильных печей, ковшей и другого оборудования, находящегося под действием высоких температур и расплавленных металлов и шлаков. По химическому составу огнеупорные материалы подразделяют на кислые, основные и нейтральные.

К кислым относятся динасовый кирпич, кварцевый порошок и другие материалы с высоким содержанием кремнезема SiO₂; к основным - доломитовые, магнезитовые и другие материалы с большим содержанием основных оксидов MgO, CaO; к нейтральным - материалы, состоящие из оксидов Al₂O₃, Cr₂O₃, MgO и т.д. (шамот, хромомагнезит), а также углеродистый кирпич.

Вывод: Рассмотренные материалы используют в основе всех металлургических процессов получения металлов, но для разных металлов и технологий они разные.

Заключение.

Таким образом, в данной лекции рассмотрена сущность металлургических процессов получения металлов и сплавов, а на последующих занятиях будет детализация по конкретным металлам и сплавам.

Задание на самоподготовку: повторить материал лекции по конспекту и предложенной литературе.

	Разработал: кандидат технических наук, доцент __________________ Д.Л. Долинов ²_____² __________________ 20__г