Металл өндіруге қажетті материалдар

Металл өндіру үшін рудалар, флюстер, отын түрлері және отқа төзімді материалдар қажет.

Руда. Өндірістік көлемде метал алуға жарайтын табиғи шикізаттарды руда деп атайды. Руда құрамы металл немесе оның қоспалары мен тау жыныстарынан тұратын минералдардан құралады. Мысалы, темір рудасы мынадай темір тотықтарынан: Fe₃O₄, Fe₂O₃ және тау жыныстарынан тұрады. Флюстер. Рудадағы тау жыныстары мен отынның күлін байланыстырып, қожға айналдырады және зиянды қоспаларды металдан қожға өткізеді. Флюс ретінде SiO₂, CaO, MgO, MnO қолданылады. Қождың салмағы жеңіл болғандықтан, ол металл балқығанда оның бетінде тұрады да, металды газ бен ауадан қорғайды.

Металлургиялық отын. Металлургиялық агрегаттарда табиғи және жасанды отындардың қатты, сұйық және газ күйіндегі түрлері пайдаланылады. Отынның маңызды сипаттамаларына оның жылу шыгарғыштығы жатады, ол – отын бірлігінің толық жанғандағы бөлінетін жылу мөлшері. Отын сапасын анықтағанда, оның бастапқы жану температурасын, күлділігін және басқа да сипаттамаларын ескеру қажет.

Металлургиялық отындардың негізгі түрлеріне кокс, мазут және газдар жатады.

Кокс – шойынды домна пештерінде және құйма цехтарында вагранка пештерінде балқытуда қолданылатын басты отын. Сонымен бірге түсті металдарды агломерациялауда да қолданылады. Кокс кокстелетін таскөмірден ауа кірмейтін арнайы пештерде 950-1100⁰С температурасында 15-18 сағат уақыт ішінде қыздырғанда алынады.

Мазут – болат балқытылған мартен пештерінде, прокаттау және басқа цехтардың қыздыру пештерінде отын ретінде кең түрде таралған. Ол – мұнайданбензин, керосин және басқа жеңіл фракциялар алынғаннан кейінгі сұйық қалдық. Оның артықшылығы – жаққанда күлі жоқ, жануын реттеу оңай және жылу шығарғыштық қабілеті жоғары: 9500…10500 ккал/кг.

Газ күйіндегі отындарға мыналар жатады:

табиғи газ – арзан, жоғары калориялы отын. Оның негізі метаннан тұрады (92…98%), оның жылу шығарғыштық қабілеті 8500 ккал/м³.

кокс газы – құрамында сутегі 46-63%, метан 21-27%, көмір тотығы 2-7%, азот 4-18% болады. Оның жылу шығарғыштық қабілеті 3600-4500 ккал/м³.

домна газы – домна пештерінде шойын қорытудың қосалқы өнімі. Оны металлургиялық зауыттарда отын ретінде таза күйінде немесе кокс газымен қоспа ретінде қолданылады.

отқа төзімді материалдар – отқа төзімді материалдардың негізгі сипаттамалары-ның бірі – олардың отқа төзімділігі, балқымай, жоғары температурада шыдамдылығы. Металлургиядаотқа төзімді материалдар отқа төзімділігі орташа (1580-1750⁰С), жоғары (1750-2000⁰С) және айрықша отқа төзімді (2000⁰С жоғары) болып бөлінеді. Отқа төзімді материалдар домна пештерін, конвенторларды, мартен пештерін астарлап қалауға қолданылады.

Отқа төзімді материалдар химиялық құрамына қарай мынадай топтарға бөлінеді: қышқылды, негізгі және бейтарапты.

Доломит – MgCO₃∙CaCO₃ тау жынысы, күйдірілгеннен кейінгі (MgCO₃)∙CaCO₃= MgO+ CaO+2 CO₃ құрамында MgO 35…40% және CaO 52…58% бар күйдірілген доломит ұнтағы, магнезит ұнтағы сияқты қолданылады. Доломиттің отқа төзімділігі 1900-1980⁰С. Хромомагнезит кірпіштері 65..70 % MgO және 30% дейін Сr₂O₃ тұрады. Отқа төзімділігі 2000⁰С.

Отқа бейтарап төзімді материалдарға шамот, хромдық кірпіш, көміртекті және басқа да материалдар жатады.

Шамот – металлургияда ең көп қоданылатын материал. Оның құрамы SiO₂ 50-60% және Al₂O₃ 30-45% тұрады, ал отқа төзімді және өте арзан. Шамот кірпіші домна пештерін қалауда, болат құю шөміштерін астарлауда қолданылады.

Хромдық кірпіш - хромиттерден және күйдірілген магнезит пен балшықтан жасалған жоғары сапалы отқа төзімді материал. Отқа төзімділігі 1800-2000⁰С. Көміртекті отқа төзімді материалдардың негізі – ұсақталған графит, антрацит, кокс. Отқа төзімділігі 2000⁰С дейін.